Abiotischer Stress ist ein Begriff, der verwendet wird, um nicht lebende Faktoren zu beschreiben, die sich nachteilig auf lebende Organismen auswirken. Tiere können von abiotischem Stress betroffen sein, Pflanzen sind jedoch anfälliger, da sie nicht in eine weniger stressige Umgebung umziehen können. Zu biotischen Stressfaktoren gehören Schadinsekten und Krankheiten, während abiotischer Stress bei Pflanzen aus Umweltfaktoren resultiert. Diese können mit dem Klima zusammenhängen – zum Beispiel Dürre, extreme Temperaturen und Wind – oder mit chemischen Faktoren im Boden oder in der Atmosphäre.
Pflanzen zeigen eine Reihe von Reaktionen und Anpassungen, die dazu beitragen, abiotische Stresstoleranz zu erreichen. Einige davon beinhalten strukturelle oder chemische Veränderungen, während andere die Wachstumsperiode entsprechend den Bedingungen einschränken. In einigen Fällen haben sich symbiotische Beziehungen als Reaktion auf Stress entwickelt.
Dürre ist eine der häufigsten Stressformen, denen Pflanzen ausgesetzt sind, und diejenigen, die in ariden oder semiariden Gebieten leben, haben verschiedene Strategien entwickelt, um damit umzugehen. Eine davon ist die Saftigkeit. Dicke, fleischige Stängel und Blätter können große Wassermengen speichern und das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Pflanze reduzieren, wodurch der Wasserverlust durch Verdunstung minimiert wird. Eine wachsartige Beschichtung auf den Stängeln und Blättern reduziert auch die Verdunstung. Einige nicht sukkulente Pflanzen können lange Wurzeln haben, die sich nach unten bis zum Grundwasser erstrecken.
Pflanzen können sich manchmal an saisonalen oder periodischen Stress anpassen, indem sie einfach einen kurzen Lebenszyklus haben, der auf die günstigsten Bedingungen abgestimmt ist. Zum Beispiel kann eine Pflanze während einer kurzen Regenzeit innerhalb eines ansonsten trockenen Jahres keimen, reifen, blühen und Samen produzieren, oder sie kann für lange Zeit in einer unterirdischen Knolle ruhen und nach Regen auftauchen, um ihren Lebenszyklus schnell abzuschließen. In gemäßigten Gebieten kann es in den Sommermonaten an Waldböden für die Photosynthese mangeln, sodass niedrig wachsende Waldpflanzen im Frühjahr ihren Lebenszyklus schnell beenden können, bevor die Baumkronen dichtes Laub entwickelt haben.
Abiotischer Stress kann von Bodenfaktoren herrühren. Ein hoher Salzgehalt kann für viele Pflanzen tödlich sein, aber einige – sogenannte Halophyten – haben sich an salzige Bedingungen angepasst, die sowohl in Küstengebieten wie Salzwiesen als auch in trockenen Gebieten im Landesinneren zu finden sind, in denen eine hohe Verdunstung dazu neigt, die ursprünglich entstandenen Salze zu konzentrieren im Mineralstoffgehalt des Bodens. Diese Pflanzen können Salz aus ihren Blättern ausscheiden oder es in ihren Zellen in Körpern, die als Vakuolen bekannt sind, speichern, damit es vom Zellzytoplasma getrennt bleibt. Auch Nährstoffmangel oder das Vorhandensein toxischer Stoffe wie Schwermetalle im Boden können zu abiotischem Stress führen.
Luftverschmutzung kann eine weitere Stressquelle sein. Schwefeldioxid und Stickoxide aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe können zu saurem Regen führen, der das Laub empfindlicher Pflanzen schädigen kann. Saurer Regen kann auch den pH-Wert des Bodens senken und Pflanzen schädigen oder töten, die nicht an saure Bedingungen angepasst sind.
Der Klimawandel gilt als eine der Hauptursachen für abiotischen Stress für Nutzpflanzen. Wechselnde Temperatur- und Niederschlagsmuster wirken sich auf den Anbau von Nahrungsmitteln und anderen Nutzpflanzen aus, wobei einige ehemals produktive Gebiete unter Dürren, Überschwemmungen oder extremen Temperaturen leiden. Um die wirtschaftlichen Folgen von Ernteausfällen abzumildern, wird an der Entwicklung von Kulturpflanzen durch Züchtung oder Gentechnik geforscht, die resistenter gegen diese Stressformen sind.