Pflanzen brauchen nur Wasser, Licht und Luft, um zu gedeihen. Doch wenn sie das Wasser aus dem Boden bis hoch in ihre Blätter befördern, trotzen sie der Schwerkraft. Diesen erstaunlichen Umstand umschreibt die Wissenschaft mit einem „negativen Wasserpotential“: eine Art Unterdruck, der es Kräutern, Sträuchern und Bäumen erlaubt, das Wasser aus dem Boden herauszuziehen.

Dennoch saugen Pflanzen nicht ständig Wasser aus dem Boden. Seit Jahrzehnten zerbricht sich die Forschung den Kopf, was die Saugkraft begrenzt. Nun präsentiert das Team um Andrea Carminati, Professor für Bodenphysik an der ETH Zürich, in einer Zusammenarbeit mit den Pflanzenphysiologen Tim Brodribb von der University of Tasmania eine verblüffend einfache Antwort für dieses Rätsel: Wie stark die Pflanzen saugen können, hängt weniger von den Eigenschaften der Pflanzen selbst ab – als von der Art und Weise, wie das Wasser im Boden fliesst. 

Wie nehmen die Pflanzen das Wasserpotential im Boden wahr?

Der Grossteil des Wassers im Boden befindet sich in verschieden grossen Poren. Sie üben Kapillarkräfte aus, die das Wasser zurückhalten. „Wir Bodenphysiker haben grosse Fortschritte gemacht bei der Bestimmung des besten Zeitpunkts für die Bewässerung“, sagt Andrea Carminati. Wenn das Wasserpotential im Boden einen Schwellenwert von minus 1,5 Megapascal unterschreite, seien Pflanzen nicht mehr in der Lage, ausreichend Wasser aufzunehmen. Oder in anderen Worten: „Wenn der Boden austrocknet, nehmen die Kapillar- und Viskositätskräfte in den Poren zu. Den Pflanzen fällt es immer schwerer, das Wasser aus dem Boden zu ziehen“, erklärt Andrea Carminati.

Aber wie nehmen die Pflanzen das Wasserpotential im Boden wahr – und wie passen sie ihren eigenen Unterdruck daran an? Für Antworten auf diese Fragen hat Andrea Carminati die Zusammenarbeit mit Tim Brodribb gesucht. Der Pflanzenphysiologe von der University of Tasmania ist Experte für den pflanzlichen Wasserhaushalt. 

Dazu mehr im Artikel von Ori Schipper