Funktionalität depositionsbeeinflusster Blattoberflächen

Abstract

Blattoberflächen bilden die Grenzfläche zwischen Atmosphäre und Pflanze. Ihre spezielle Struktur mit der Aufteilung in cuticuläre und stomatäre Einheiten ermöglicht die sinnvolle Steuerung des Kohlenstoff- und Wasserhaushalts, dient der Abwehr von Pathogenen und ermöglicht die passive Aufnahme von Nährstoffionen. Anhand einer Reihe von Originalarbeiten werden Messungen und Modelle zum Transport zwischen Blattoberfläche und den Nachbarkompartimenten dargestellt und Rückkopplungsprozesse untersucht. Dabei werden besonders die Unterschiede zwischen „idealen“ (ursprünglichen) und realen (depositionsbeeinflussten) Blattoberflächen thematisiert.<br /> Der atmosphärische Eintrag ergibt sich in Form von Regen, Nebel , Tau , als Aerosolpartikel oder Spurengase, v.a. NH₃ und SO₂, oder als gewollte Applikation wie bei der Blattdüngung. Akkumulierte Partikel auf Blattoberflächen sind meist hygroskopisch, lagern daher Wasser an und lösen sich bei einer bestimmten Luftfeuchte auf (Deliqueszenz). Auf transpirierenden Blättern liegen sie in flüssiger Form vor und breiten sich auch dann aus, wenn die Oberflächen ursprünglich hydrophob sind. Die dabei entstehende Mikrobenetzung lässt sich mit einer elektrischen Widerstandsmessung nachweisen . Die Menge des angelagerten Wassers ergibt sich aus lokalen Luftfeuchteschwankungen und bestimmt Lösung und Ausgasung von Spurengasen. Salze auf Blattoberflächen führen also zur besseren Benetzung. Eine Konsequenz hieraus war die in meiner Dissertation aufgestellte Hypothese, dass es unter realen Bedingungen zur stomatären Aufnahme von Wasser und darin gelöster Stoffe kommen kann. Dies stand in deutlichem Widerspruch zu der in den letzten 30 Jahren vorherrschenden Meinung, konnte aber mit den hier vorgestellten Arbeiten belegt werden.<br /> Bedeutung hat dieses Ergebnis zunächst in grundlegender Hinsicht, ein Anwendungsbezug besteht aber z.B. auf dem Gebiet der Blattdüngung. Zudem sind Fragen des pflanzlichen Wasserhaushalts betroffen, wenn Salz auf der Blattoberfläche über die hydraulische Verbindung in die Stomata hinein eine Dochtwirkung ausübt. Die Pflanze verdunstet dadurch mehr Wasser als der Spaltöffnungsweite entspricht, was unter Wasserstress eine erhebliche Belastung darstellen kann. Damit ist auch eine direkte und bislang kaum bedachte Beziehung zwischen Luftverschmutzung und Wasserstress im Hinblick auf die seit den 80er Jahren beobachteten „neuartigen Waldschäden“ gegeben.