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Wie viel Wasser benötigen Pflanzen

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Erfahrene Gärtner entwickeln ein Gespür dafür, wann es Zeit wird, Gemüsepflanzen oder Blumenrabatten zu bewässern, damit sie sich optimal entwickeln können. Wer sich nicht auf grobe Abschätzungen verlassen will, hat es schwer. Bisher ist es nur mit aufwendigen Laboruntersuchungen und kostspieligen Geräten möglich, den exakten Wasserbedarf zu bestimmen.



Wasser ist ein kostbares Gut

Deutsche Hobbygärtner brauchen ihre Gewächse nicht darben zu lassen. Mangelt es im Sommer an Regen, versorgen sie ihr Gemüse, ihren englischen Rasen oder Stauden und Bäume mit Wasser aus der Leitung. Das steht immer in ausreichendem Maße zur Verfügung. In den trockenen Gebieten Afrikas sieht das beispielsweise ganz anders aus. Wissenschaftler, die herausfinden wollen, wie viel Wasser Nutzpflanzen einem Ökosystem entziehen, brauchen komplizierte Labortechnik, die teuer ist und sich unter Feldbedingungen nicht einsetzen lässt.

Einfache Methoden zur Messung des Wasserbedarfs sind gefragt

Ida Posner, eine junge Umwelttechnikerin, entwickelt im Rahmen einer Diplomarbeit an der Princton Universität eine Methode, die solche Untersuchungen einfach und schnell auch außerhalb der idealen Bedingungen eines Labors ermöglicht. Das Prinzip, einen Wasserkreislauf exakt zu analysieren und den Weg des Wassers anhand von Isotopen zu verfolgen, ist nicht neu. Die Isotope versehen das Wasser mit einem Fingerabdruck, es wird auf seinem Weg markiert. Mit Hilfe der Isotope kann durch Analyse des Wasserdampfes herausgefunden werden, ob das Wasser einfach verdunstet ist oder von Pflanzen ausgeschieden wurde. Wasser, das von Pflanzen ausgeschieden wurde, hat eine charakteristische Isotopenzusammensetzung. Die Analyse wird durch das Vorhandensein organischer Verbindungen wie Ethanol oder Methanol erschwert. Bisher mussten diese Verunreinigungen mit komplizierter Labortechnik entfernt werden. Posner will einen einfachen Filter entwickeln, der Messungen direkt vor Ort möglich macht.

Messung des Wasserbedarfs in wenigen Sekunden direkt auf dem Feld

Die junge Wissenschaftlerin entwickelte ein einfaches Filtersystem, das eine gewisse Ähnlichkeit mit einem Katalysator im Auto hat. Sie verwendet ein Rohr aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 5 Zoll. Im Inneren des Rohres finden Pellets aus Aluminium Platz, die mit einer dünnen Lage Platin beschichtet sind. Mit Hilfe von Schläuchen an den Rohrenden wird der zu analysierende Wasserdampf durch den Katalysator geschickt. Die störenden organischen Verbindungen werden abgebaut und die Analyse der Isotopen ist möglich. Die gesamte Technik findet in einem Koffer Platz und kann mühelos an jeden Einsatzort transportiert werden. Sollte das Verfahren wie geplant funktionieren, sind die Forscher bald in der Lage, schnelle Untersuchungen der Isotopenzusammensetzung von Wasserdampf vorzunehmen und damit eine Messung des Wasserbedarfs von Pflanzen in der Praxis vorzunehmen.

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