Zwischen Abfederung und Anpassung

Die Erderwärmung schreitet voran, Dürreereignisse mehren sich auch in unseren Breitengraden. Angesichts weitgehender Tatenlosigkeit seitens Politik, Wirtschaft und Gesellschaft konzentriert sich die Agrarwissenschaft zunehmend auf eine nähere Erforschung der Zusammenhänge und eine bessere Anpassung der Landwirtschaft an diese Extremwetterphasen.

Christian Zörb, Professor am Institut für Kulturpflanzenwissenschaften der Universität Hohenheim, untersucht die physiologische Anpassung an Trockenstress bei Getreide und Wein. Ihn interessiert, welche Komponenten im Wachstum dabei wichtig sind, welche Arten und Genotypen mit weniger Wasser auskommen und wie ihnen das gelingt. Anscheinend spielen dabei Radikalenfänger, wie die als Vitamin C bekannte Ascorbinsäure, eine Schlüsselrolle, meint der Agrarwissenschaftler. Ohne das Vitamin reduzieren sich nicht nur das Pflanzenwachstum, sondern auch die landwirtschaftlichen Erträge. Entscheidend sei allgemein aber auch der Zeitpunkt der Trockenheit: »Wenn es während der Hauptwachstumsphase der Pflanzen, (hierzulande) in den Monaten April bis August, nicht oder nur wenig regnet, stagniert ihr Wachstum und es gibt nur wenig oder gar keinen Ertrag«, so Zörb.

Laut Henning Kage vom Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung an der Universität zu Kiel, wird in der Wissenschaft aber auch diskutiert, ob zum Beispiel bei Weizen eine bestimmte Grenztemperatur zum Zeitpunkt der Blüte die Befruchtung verhindere und es deshalb zu niedrigeren Erträgen komme. »Eigene Ergebnisse deuten an, dass Hitze eher durch den normalen Temperatureffekt wirkt. Dieser beruht darauf, dass die Kornwachstumsdauer kürzer wird«, erklärt Kage.

Um trotz Dürre höhere Erträge zu erzielen, suchen Zörb und Kolleg*innen nach trockentoleranteren Sorten. Dabei greifen sie auf die in Genbanken gespeicherten Varianten zurück. Bei wichtigen Kulturpflanzen, wie Weizen und Mais, lagern dort Tausende verschiedener Genotypen. In einem Screening können sie herausfinden, welche am besten mit der Trockenheit umgehen können und unter Kontrollbedingungen hohe Erträge haben. In einer anderen Arbeitsgruppe werden daraus dann neue, möglichst ertragreiche Sorten entwickelt.

Eine besondere Bedeutung kommt im Kampf gegen die Trockenheit dem Boden zu. Neben dem Humusaufbau, der die Wasserspeicherungskapazität steigert, könnten auch Zwischenfrüchte im Winterhalbjahr die Sommerkulturen unterstützen. »Die Theorie ist, dass bei lang anhaltender Dürre vor allem der Oberboden austrocknet. Sämtliche Prozesse und Funktionen in diesem Bereich können dabei lahmgelegt werden«, erklärt Tobias Stürzebecher, der an der Universität Göttingen zu diesem Thema promoviert. Bestehen jedoch schon tiefe Kanäle, sogenannte Bioporen oder alte Wurzelbahnen in den Unterboden, können Folgekulturen, wie etwa Mais, darüber möglicherweise leichter einen Zugang zu Nährstoffen und Wasser aus der Tiefe erlangen.

Dies untersuchen Stürzebecher und Kolleg*innen im Rahmen des im Frühjahr 2020 angelaufenen Forschungsprojekts RootWayS. Über vier Jahre studieren sie die Auswirkungen des Winteranbaus von Leguminosen, Kreuzblütlern und Gräsern auf ganz unterschiedlichen, für Deutschland charakteristischen Böden. Die Wissenschaftler*innen arbeiten dabei mit der Saatgutindustrie zusammen, die anhand der Erkenntnisse standortangepasste Saatgutmischungen erstellen können. Dabei wenden sie sich speziell an die konventionelle Landwirtschaft, in welcher der Zwischenfruchtanbau noch großes, bislang ungenügend ausgeschöpftes Potenzial bietet.

Zwischenfrüchte oder Gründüngung im Winter beugen aber auch noch auf andere Weise Dürren vor. Klimaforscher*innen sagen für Mitteleuropa tendenziell wärmere und nassere Winter und trockenere Sommer voraus. Da ist es wichtig, dass die im Winter fallenden Niederschläge nicht an der Oberfläche abfließen und so dem Boden verloren gehen. Anders als ein im Herbst umgebrochenes und im Winter brachliegendes Feld speichern Gras oder eine Gründüngung, deren Wurzeln den Boden durchdringen, das Wasser und die Nährstoffe. Auch verhindern sie, dass der Boden erodiert und der Stickstoff ins Grundwasser ausgewaschen wird. »Wird die Fläche im Frühling umgebrochen, stehen Wasser und Nährstoffe den folgenden Saaten zur Verfügung«, so Joachim Müller vom Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim. Damit ist ein besserer Start in die Anbausaison gesichert.

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