Wie die Rhizosphäre die Wasserverfügbarkeit für Wurzeln begünstigen kann

Jüngste Studien haben gezeigt, dass die hydraulischen Eigenschaften der Rhizosphäre sich von denen des Bodens unterscheiden können. Insbesondere kann das Mucilage an der Wurzel-Boden-Grenzfläche die Wasserspeicherfähigkeit und die hydraulische Leitfähigkeit der Rhizosphäre während der Trockenheit erhöhen. Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen dieser veränderten hydraulischen Eigenschaften der Rhizosphäre auf die Wasserbeziehungen zwischen Boden und Pflanze aufzuzeigen. Wir haben dieses Problem durch Modellierung auf der Grundlage eines stetigen Ansatzes angegangen. Wir berechneten den Wasserfluss zu einer einzelnen Wurzel, wobei wir annahmen, dass die Rhizosphäre und der Boden zwei konzentrische Zylinder mit unterschiedlichen hydraulischen Eigenschaften waren. Basierend auf unseren vorherigen experimentellen Ergebnissen nahmen wir an, dass die Rhizosphäre eine höhere Wasserspeicherfähigkeit und ungesättigte Leitfähigkeit als der Boden hatte. Die Ergebnisse zeigten, dass die Wasserpotentialgradienten in der Rhizosphäre viel kleiner waren als im Boden. Die Konsequenz ist, dass die Rhizosphäre den Rückgang des Wasserpotentials in der Nähe der Wurzeloberfläche abmilderte und verzögerte, als der Boden austrocknete. Dies führte zu einer erhöhten Wasserverfügbarkeit für Pflanzen sowie zu einer höheren effektiven Leitfähigkeit unter ungesättigten Bedingungen. Die Gründe dafür waren zwei: (i) Dank der hohen ungesättigten Leitfähigkeit der Rhizosphäre wurde der Radius der Wasseraufnahme von der Wurzel bis zur Rhizosphärenoberfläche erweitert; und (ii) Dank der hohen Bodenwasserkapazität der Rhizosphäre wurde die Wasserentnahme im Boden durch Wasserentnahme in der Rhizosphäre kompensiert. Wir schließen daraus, dass die Rhizosphäre unter den angenommenen Bedingungen als optimaler hydraulischer Leiter und als Wasserreservoir fungiert, das aufgenommen werden kann, wenn das Wasser im Boden begrenzend wird.