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Wie Wurzeln Nährstoffe aufnehmen

Geophysiker aus Bonn entwickeln neue Methode, die den Prozess sichtbar macht

bonn. Ob eine Pflanze gedeiht oder verkümmert, hängt vor allem davon ab, ob ihre Wurzeln genügend Wasser und Nährstoffe aufnehmen können. Was genau dabei passiert, haben Geophysiker der Universität Bonn nun erstmals direkt sichtbar gemacht. Die neue Methode könne zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Wurzeln und Boden führen und künftig den Ertrag von Nutzpflanzen steigern, so die Forscher. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachjournal „Biogeosciences“ veröffentlicht.

Die Mineralstoffe im Boden liegen meist in Form elektrisch geladener Ionen vor. „Sie haben Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der Wurzeln, was es uns ermöglicht, Wurzeln bei der Nährstoffaufnahme auf eine neuartige Art und Weise sichtbar zu machen“, sagt Prof. Andreas Kemna, Geophysiker an der Universität Bonn laut einer Mitteilung der Universität. Die Wissenschaftler haben dafür mit den Wurzeln lebender Nutzpflanzen experimentiert. Sie „durchleuchteten“ sie mithilfe der elektrischen Impedanztomografie, die auch als bildgebendes Verfahren in der Medizin angewendet wird. Als Ergebnis erhielten sie Tomogramme, die sich am Computerbildschirm in wolkenähnlichen Gebilden farbig darstellten. Die Auflösung reiche aus, um Rückschlüsse auf die Nährstoffdynamik des Wurzelsystems zu ziehen.

„Wir haben mit dieser Studie die prinzipielle Machbarkeit der Methode unter Beweis gestellt“, erläutert Kemna. In den nächsten Schritten gehe es darum, anhand theoretischer Modelle die elektrischen Polarisationsprozesse bei solchen Messungen nachzuvollziehen. Zudem soll das neue System auch im Freiland getestet werden, wo es bisher keine geeigneten Verfahren zur Erfassung der Aktivität von Wurzelsystemen gibt.