Trockenstress: Wasserknappheit bei Bäumen und Pflanzen

03.08.2022 | J. Morelli – Online-Redaktion, Forum Verlag Herkert GmbH

Anhaltende Hitze, langwierige Dürre und hohe Trockenheit bedeuten für Pflanzen und Bäume eine starke Belastung. Aufgrund von Wassermangel wird nicht nur die Entwicklung und das Wachstum der Flora gehemmt, sondern es kommt zu Beschädigungen und oft zum Absterben der Gewächse und Hölzer. Wie reagieren Pflanzen auf Trockenstress? Welche Folgen treten bei Bäumen und Sträuchern auf? Welche prophylaktischen Maßnahmen können ergriffen werden?

 

Inhaltsverzeichnis

1. Können Pflanzen gestresst sein?
2. Ursachen: Wann tritt Trockenstress bei Bäumen und Pflanzen auf?
3. Folgen: Wie reagieren Pflanzen auf Trockenstress?
4. Trockenstress-Diagnose
5. Fazit: Vorbeugende Maßnahmen

Können Pflanzen gestresst sein?

Für die Photosynthese öffnen Pflanzen ihre Blattporen (Stomata), um Kohlenstoffdioxid aus der Luft aufzunehmen und es im Anschluss mithilfe von Wasser und Sonnenenergie in unterschiedliche Kohlenhydrate umzuwandeln – nur so können Pflanzen wachsen, bzw. überleben. Aber im Rahmen der Photosynthese kommt es durch die Stomata-Öffnung zur Verdunstung von Wasser entlang der Blattoberfläche.

Unterschiedliche Umgebungseinflüsse können zu Stress bei Pflanzen und Bäume führen, wenn für Wachstum, Photosynthese oder der schlichten Versorgung der Zellen nicht ausreichend Wasser vorhanden ist.

Exkurs: Trockenstress im Straßenbau

Bleiben Regenfälle bei starker Hitze und über einen längeren Zeitraum aus, kann es auch im Straßenbau zu Problemen kommen: Asphaltschichten platzen auf, bzw. werden rissig und Mauern können absacken. Die Ursache ist meist das Austrocknen von bindigen Böden. Das hängt neben der angesprochenen Hitze und den geringen Niederschlagsmengen auch mit dem Absinken des Grundwasserspiegels zusammen. Ein „Übeltäter" für all diese Ursachen ist der fortschreitende Klimawandel der letzten Jahre und die damit einhergehende Erhöhung der jährlichen Durchschnittstemperatur.

Im Bausektor wird bei derartigen Problemen neben Trockenstress auch von Sommerfrost oder Trockenfrost gesprochen, da das Schadensbild dem von Frostschäden ähnelt.

Ursachen: Wann tritt Trockenstress bei Bäumen und Pflanzen auf?

Zwar gehört Trockenstress vor allem im ariden Klima oder Wüstenklima mitunter zur täglichen Belastung von Flora und Fauna. Aufgrund des fortschreitenden Klimawandels und der damit einhergehenden erhöhten Temperaturen, kommt es aber auch in Mitteleuropa vermehrt zu großflächigem Trockenstress.

Weitere klimatische und geographische Eigenschaften begünstigen Trockenstress zusätzlich, wie:

• Allgemein geringe Niederschlagsmengen
• Hohe Jahresdurchschnittstemperaturen
• Geringe Luftfeuchtigkeit
• "Pflanzenfeindliche" Böden (geringes Wasserrückhaltevermögen)

Wichtig: Auch bei Bodenfrost kann es aufgrund des Gefrierens des Bodenwassers und mangelnder Wasserversorgung zu Trockenstress kommen. D.h. die dieselben Symptome müssen nicht zwangsläufig die gleichen Ursachen haben.

Folgen: Wie reagieren Pflanzen auf Trockenstress?

In Deutschland neigen vor allem Baum- und Pflanzen-Bestände in urbanen Räumen dazu, als Stressreaktion ihr Laub einzurollen oder frühzeitig abzuwerfen. Eine relativ häufige Reaktion ist auch das Abfallen einzelner vertrockneter Äste (Sommerbruch und Winterbruch). Reichen diese Maßnahmen nicht aus, um die benötigte Wassermenge zu reduzieren, sterben Kronenteile und Wurzeln langsam ab. In Wäldern kommt es infolgedessen zu großflächigen Waldschäden.

Aber auch Pflanzen in gemäßigten Gefilden können sich bis zu einem gewissen Grad an Trockenstressereignisse anpassen. Dabei haben unterschiedliche Gewächse unterschiedliche Strategien zur Stressbewältigung entwickelt. 

Wie passen sich unterschiedliche Pflanzen an?

Bevor auf die einzelnen Anpassungsstrategien eingegangenen werden kann, ein Blick auf die unterschiedlichen Pflanzentypen:

Wasserstabile Pflanzen	Können sich Trockenstress anpassen, indem sie ihren Körper und Stoffwechsel an Wasserknappheit anpassen.
Wasserlabile Pflanzen	Können sich Trockenstress nicht wirklich anpassen und nehmen Schaden, bzw. veröden.
Wassersparende Pflanzen	... vermeiden die Wasseraufnahme durch das Wurzelwerk und legen somit einen natürlichen Wasserspeicher im Erdreich an.
Wasserverbrauchende Pflanzen	Im Gegensatz dazu entziehen wasserverbrauchende Pflanzen dem Boden das Maximum an Wasser und speichern es in den eigenen Zellen. Dadurch sind sie in Trockenperioden nicht auf Umgebungswasser angewiesen.

Eine Ausnahme stellen die sog. Xerophyten dar, die sich speziell an sehr trockenes Klima angepasst haben. Sie haben sich derart an die Dürre, bzw. die Abwesenheit von Wasser gewöhnt, dass die Blätter und Somata-Zahl nahezu komplett reduziert wurde (z. B. bei Kakteen).

Erhöhte Transpiration

Steigt die Außentemperatur steigern Pflanzen ihre Transpiration, um sich abzukühlen. Durch die Spaltöffnungen der Blätter (Stomata) tritt dabei vermehr Flüssigkeit aus. Hält die Hitze jedoch länger an, verschließen die Pflanzen als Schutzmechanismus ihre Stomata, um die Verdunstung zu reduzieren und mehr Feuchtigkeit zu speichern. Gleichzeitig erhöht sich dadurch aber auch das Risiko der Blätter zu vertrocknen und der Wassertransport von den Wurzeln in die Blätter wird erschwert. Das liegt daran, dass keine durchgehende Wassersäule mehr existiert (Fließ- oder Flussdiagramm).

Vorzeitiger Laub- und Nadelfall

Reicht das schlichte Schließen der Stomata nicht aus, um den Wasserbedarf zu reduzieren, wird die Verdunstungsfläche weiter verringert, indem Laub und Nadeln abfallen. Die Birke kann dabei alle ihre Blätter verlieren und ihre Verdunstung um etwa 95 Prozent reduzieren. Gleichzeitig werden in Wurzeln und Stamm weitere Wasserreservespeicher angelegt, sodass bei verbesserten klimatischen Bedingungen wieder ausgetrieben werden kann.

Trockenstress-Diagnose

Ist eine Feststellung von Trockenstress bei Pflanzen oft durch eine Sichtprüfung zu erkennen, stellt der Baumbestand eine größere Herausforderung dar.

Als erstes sollte stets die aktuelle Witterung im Auge behalten werden. Dabei sind ausgetrocknetes Erdreich, Schrumpfungsrisse, Staub und vertrocknete Bodenvegetation gute Anhaltspunkte für eine Trockenstress-Diagnose.

Sind die Blätter schlaff, eingerollt oder beschädigt sind das weitere Zeichen für Pflanzenstress. Ein häufiges Anzeichen dafür, dass mit dem Stoffwechsel des Baums etwas nicht stimmt, ist auch die Verfärbung der Blätter (z.B: frühzeitige Herbstfärbung).

Ein gängiges Diagnosemittel für Trockenstress ist die Entnahme von Bodenprobenentnahme durch einen Bohrstock (Tensiometer), anhand dessen sich die Adsorptions- und Kapillarkräfte messen lassen. Dadurch lässt sich wiederum im Bereich des Wurzelwerks die Feuchtigkeit messen.

Alternativ kann die Bodenfeuchte auch durch Bodensensoren gemessen werden, die anhand einer App die Ergebnisse in Echtzeit übermitteln kann. Der Vorteil dieser digitalen Herangehensweise ist, dass gleichzeitig das benötigte Wasservolumen errechnet werden kann – das erleichtert die zu ergreifende Wässerungsmaßnahme ungemein.

Die Sensoren basieren meist auf Regeln der Elektrothermik. Bei handelsüblichen Modellen erfolgt meist eine Erwärmung des Sensors. Die Abkühlzeit gibt im Anschluss Aufschluss darüber, wie feucht oder trocken die Erde ist.
Bei derartigen Geräten ist ein großer Nachteil, dass sie durch Batterien betrieben werden, die weder langlebig noch besonders umweltfreundlich sind.

Neben der Feuchtigkeit beinhalten auch Messwerte wie Temperatur oder pH-Wert Hinweise für Trockenstress. © Wellphoto – stock.adobe.com

Fazit: Vorbeugende Maßnahmen

Um einer Schwächung, bzw. Schädigung von Pflanzen und Bäumen vorzubeugen, sollte bereits vor dem Eintritt von Trockenstress gewässert werden. Ein häufiges Problem bei der Baum-Bewässerung ist jedoch, dass die Baumscheiben zu klein und der offene Boden zu verdichtet oder gewölbt ist. Dadurch fließt Gießwasser oberflächlich ab und gelangt nicht an die Wurzeln.

Da komplett ausgetrockneter Boden hydrophob ist und Gießwasser somit nicht aufnehmen kann, sollten sog. Rückhalteeinrichtungen (z.B. Gießränder, Bewässerungssäcke, Drähnrohre etc.) installiert werden. Dadurch kann das Wasser nicht oberflächlich ablaufen und versickert in der Wurzelerde.

Oft kommt bei Pflanzen und Bäumen, die Trockenstress zu lange ausgesetzt sind, jede Hilfe zu spät. Solange sie aber unter der Rinde noch „gesund" und grün sind, haben sie Potenzial sich zu erholen. Dafür müssen aber vertrocknete Ast- und Blattwerk großzügig entfernt sowie ausreichend Wasser und Nährstoffe zur Verfügung gestellt werden.

Quellen: der bauhofLeiter, Planungshandbuch Straßen- und Wegebau, Der Hausmeister