Wasserpotential
Das Wasserpotential charakterisiert den Wasserzustand eines Systems. Eine Differenz im Wasserpotential von Systemen, die aneinandergrenzen, erklärt den Wassertransport von einem Bereich in den Nachbarbereich (z. B.: Boden–Wurzel, Blatt–Luft).[1]
In der Botanik stellt man mit Wasserpotential die Verfügbarkeit von Wasser für Pflanzen dar. In diesem Zusammenhang ist ein Potential die Arbeit, die geleistet werden muss, um eine Einheitsmenge Wasser aus einem System in ein Referenzsystem zu transportieren. Ist das Wasserpotential zum Beispiel niedrig, ist es schwer, Wasser aus dem System, wie etwa einer Zelle, in das Referenzsystem wie zum Beispiel den Extrazellularraum abzugeben. Die Differenz im Wasserpotential ist der antreibende Gradient für Wasserbewegung, wobei das Wasser vom höheren zum niedrigeren Potential fließt.[2]
Als veraltetes und physikalisch nicht ganz korrektes, aber anschauliches Synonym kann auch der Ausdruck Saugkraft verwendet werden.[3]
Definition und Teilpotentiale
Das Wasserpotential
Dabei umfasst das Matrixpotential
Das Osmotische Potential
Ein Gaspotential
Eine in der Biologie häufig verwendete Definition, die vom chemischen Potential des Wassers ausgeht, ist:
Größeneinheiten
Das Wasserpotential kann als Energie bzw. Arbeit in Joule/g angegeben werden, wenn es sich auf eine bestimmte Masse Wasser bezieht. Meist wählt man eine Volumeneinheit als Bezugsgröße, wodurch das Wasserpotential als Druck in Pascal oder MPa angegeben werden kann. Anschaulich ist auch die Angabe als Länge (cm Wassersäule), wenn es auf das Gewicht des Wassers im Kraftfeld der Erde bezogen wird.[2]
Ein wassergesättigtes System, das kein weiteres Wasser mehr aufnehmen kann, hat ein Wasserpotential von 0 MPa (z. B. Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von 100 %)[4]. Je mehr Wasser ein System aufnehmen kann, desto negativer wird der Wert des Wasserpotentials.
Bestimmung
Das Wasserpotential eines Bodens kann mit Hilfe von Gipsblock-Elektroden direkt gemessen werden. Dabei wird ein Gipsblock in den Boden eingebaut und die elektrische Leitfähigkeit innerhalb des Blocks gemessen. Bei hohem Wassergehalt des Bodens (niedriges Wasserpotential) sind viele der Poren des Blocks mit Wasser gefüllt und leiten den Strom besser.
Mit Hilfe eines Tensiometers kann das Matrixpotential bestimmt werden. Da das Osmotische Potential in salzarmen Böden vernachlässigbar ist, entspricht das so gemessene Matrixpotential im Wesentlichen dem Wasserpotential.[2]
Siehe auch
- Hydraulisches Potential
- Wassergehalt
Einzelnachweise
- ↑ Richter, G.: Stoffwechselphysiologie der Pflanzen, Georg Thieme, Stuttgart 1976 (3), S. 284 ff, ISBN 978-3134420067
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Scheffer, F., Schachtschabel, P.: Lehrbuch der Bodenkunde. 13. durchgesehene Auflage. Enke, Stuttgart 1992, ISBN 3-432-84773-4, Kapitel XVI: Bodenwasser.
- ↑ Kutschera, U.: Kurzes Lehrbuch der Pflanzenphysiologie, Quelle und Meyer, Wiesbaden 1995, S. 60, ISBN 3-8252-1861-9
- ↑ Kutschera, U.: Kurzes Lehrbuch der Pflanzenphysiologie, Quelle und Meyer, Wiesbaden 1995, S. 65
Literatur
- Hartge, KH.: Einführung in die Bodenphysik. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-89681-6.