Wenn Pflanzen bei Trockenheit Schaden nehmen oder kaum wachsen, liegt das nicht nur an ihren genetischen Eigenschaften, sondern auch am Boden. Eine Studie unter der Leitung von Andrea Carminati, Professor für Bodenphysik an der ETH Zürich, zeigt: Entscheidend ist die Physik des Wassers im Boden. Wasser befindet sich in unterschiedlich grossen Poren im Boden. Kapillarkräfte – das sind Kräfte, die durch die Anziehung zwischen Wasser und den Bodenporen entstehen – halten das Wasser im Boden fest und machen es Pflanzen mit zunehmender Trockenheit immer schwerer, überhaupt noch Wasser aufzunehmen.
Trocknet der Boden aus, steigen diese Kapillarkräfte sehr stark an. Ab einem bestimmten Punkt geben die Poren fast kein Wasser mehr ab. Dann nützt auch eine hohe «Saugkraft» der Pflanze nichts mehr – sie erreicht schlicht kein Wasser. Genau hier liegt der Grund, warum viele Züchtungsprogramme für dürretolerante Pflanzen bisher nicht den (ganzen) erhofften Erfolg gebracht haben: Nicht die Pflanze ist der begrenzende Faktor, sondern der Boden. Das Programm sollte somit auf den konkreten Bodentyp angepasst sein.
Als Reaktion auf Wassermangel schliessen Pflanzen ihre Spaltöffnungen an den Blättern. Dadurch verlieren sie weniger Wasser, nehmen aber auch weniger Kohlendioxid auf und wachsen langsamer. Wie gut Pflanzen eine Trockenphase überstehen, hängt deshalb stark davon ab, wie viel Wasser der Boden speichern und abgeben kann.
Der Boden als «Flaschenhals»
Die Studie der ETH Zürich macht deutlich, wo der Hebel im Pflanzenbau wirklich sitzt: im Boden. Simpel gesagt: Ohne funktionierenden Boden nützt die beste Genetik wenig. Die Pflanze wächst vor allem dort gut und kann maximal viel CO₂ aufnehmen, wo das Wasser im Boden gut zur Wurzel nachfliessen kann. Mehr «Dürretoleranz» über Spaltöffnungen oder osmotische Anpassung helfen nur begrenzt, wenn Verdichtung, Krusten oder Sperrschichten den Wassertransport zur Wurzel bremsen.
Für den Grund- und Trinkwasserschutz heisst das: Wir müssen die Bewässerung präziser nach dem Bodenwasserzustand steuern und nicht erst dann reagieren, wenn wir sehen, dass die Pflanze unter Trockenstress leidet. So sinkt nicht nur das Risiko der Auswaschung von Düngemitteln, sondern auch der Grundwasserverschmutzung.
Mit dem Klimawandel wird der Boden schneller zum «Flaschenhals»: Wasser ist oft noch da, kommt aber nicht mehr rechtzeitig zur Wurzel. Deshalb sind Bodenstruktur, Bodenpflege und kluge Bewässerung genauso wichtig wie die Sortenwahl.
