Wasserpotenzial

Wasserpotenzial (Wasserpotential) ist die potenzielle Energie des Wassers pro Volumen relativ zu reinem Wasser unter gleichen Temperatur- und Druckbedingungen. Es dient dazu, die Richtung und das Ausmaß des Wasserflusses in Böden, Pflanzen und Ökosystemen zu erklären. In der Regel wird es in Druckeinheiten angegeben, etwa MPa oder kPa. Wasser bewegt sich von Bereichen mit höherem Wasserpotenzial zu Bereichen mit niedrigerem Wasserpotenzial.

Das Gesamt-Wasserpotenzial lässt sich aus mehreren Termen zusammensetzen: Gravitationspotenzial Ψg, Matrizpotenzial Ψm, osmotisches Potenzial Ψo (auch Lösungs- oder Salzpotenzial) und Druckpotenzial Ψp. Die übliche Gleichung lautet Ψw = Ψg + Ψm + Ψo + Ψp. In Böden und Pflanzen liegen die Werte meist negativ; reines Wasser unter Referenzbedingungen hat das Potenzial nahe null.

Im Boden stammt Ψm aus Kapillar- und Adsorptionskräften der Bodenmatrix, Ψo aus gelösten Salzen in der Bodenlösung, Ψg hängt von der Höhenlage ab, und Ψp entspricht dem Druck oder Turgordruck in Pflanzenteilen. In Pflanzen trägt das Druckpotenzial Ψp wesentlich zur Zelldruckfestigkeit bei und beeinflusst die Wasseraufnahme über die Wurzeln.

Messung und Bedeutung: Das Wasserpotenzial steuert den Wassertransport im Boden–Pflanzen–Atmosphären-Kontinuum und beeinflusst Bewässerung, Trockenstress und Osmoregulation. Methoden umfassen Tensimeter zur Messung von Ψm, Druckkammern zur Bestimmung von Ψp in Pflanzengewebe und psychrometrische oder Dampfdruckverfahren zur Bestimmung von Ψo in Lösungen.