Nicht erst, seit der Klimawandel beschleunigt ist, sondern auch vorher schon war die Landwirtschaft vom Wetter abhängig. Feldfrüchte brauchen den richtigen Boden, den richtigen Saatzeitpunkt und das richtige Wetter, um gut zu gedeihen und für einen guten Ertrag. Doch Sonne, Niederschläge und Temperaturen halten sich nicht an „Wunschlisten“, sondern weisen teilweise extreme Schwankungen auf. Mit dem Klimawandel nehmen die Extremwetterereignisse noch weiter zu und Trockenheit oder Starkregen gefährden zunehmend die Erträge unserer Feldfrüchte.

Eine Studie unter der Leitung von Professor Tsu-Wei Chen von der Humboldt-Universität Berlin untersuchte, wie das Wetter den Ertrag von verschiedenen Weizensorten beeinflusst. Die Forscher entwickelten unter anderem ein neues statistisches Verfahren, mit dem sie zeigten, in welchen Zeitfenstern Umwelteinflüsse den Ertrag wie stark beeinflussen. Ein weiteres Ergebnis der Berechnungen war, dass die Pflanzen durch ihre Gene unterschiedlich stark auf Umwelteinflüsse reagieren. Interessant ist dies besonders beim Weizen, wie der dreijährige Anbauversuch zeigte.

Umfangreiches Anbauexperiment

An sechs verschiedenen, über ganz Deutschland verteilten Standorten wurden jeweils 220 verschiedene Weizensorten über drei Jahre angebaut und untersucht. In einem Zufallsverfahren wurden den einzelnen Plots unterschiedlich viel Stickstoffdünger und Pflanzenschutzmittel zugeteilt. Wetterstationen registrierten jede Stunde Sonneneinstrahlung, Temperatur und Niederschlag. Die Bodenfeuchte wurde modelliert. Von jeder Weizensorte ermittelten die Forschenden die Ertragskomponenten Kornzahl pro Ähre, Ährenzahl und Tausendkorngewicht. Vieles „Altbekannte“ wurde statistisch bestätigt, es gab aber auch einige neue Erkenntnisse über die Pflanzenentwicklung beim Weizen: „Es ist bereits bekannt, dass Winterweizen in der Blütezeit von etwa Ende Mai bis Anfang Juni sehr empfindlich gegenüber hohen Temperaturen ist“, erklärt Tsu-Wei Chen. Wenn in dieser Zeit die Temperatur auf über 30 Grad Celsius steigt, befindet sich die Pflanze im Hitzestress. Sie betreibt weniger Photosynthese, die Blütchen werden abgestoßen und infolgedessen auch weniger Körner gebildet, sodass der Ertrag sinkt.

Die Forscher betonen vier Ergebnisse ihrer Studie besonders:

1. Die Intensität der Sonneneinstrahlung während der späten Kornfüllungsphase beeinflusst das Gewicht der reifen Körner.
2. Die Nachttemperatur vor der Blüte steuert die Korngröße.
3. Niederschläge und Bodenwassergehalt nach der Blüte erhöhen die Anzahl der Ähren.
4. Hohe Niederschläge während der Kornfüllungsphase führen zu einer geringeren Anzahl an Körnern pro Ähre.

Die jeweiligen Gene beeinflussen dabei die Reaktion der Weizenpflanzen auf Umwelteinflüsse: „Wir haben nicht nur neue sensitive Zeitfenster entdeckt, sondern auch Stressresistenzen in bestimmten Sorten“, betont Tsu-Wei Chen. Das neue statistische Verfahren ermöglicht Vorhersagen über die Erträge bei den zukünftig zu erwartenden Klimabedingungen. Die Weizenzüchter haben damit ein Modell zum Testen der Genotypen und können die unempfindlicheren Genotypen herausfiltern, um die Ertragsstabilität oder Stresstoleranz zu verbessern. Die Frage nach dem Warum konnte die Studie allerdings noch nicht beantworten. Deswegen sind weitere Forschungen nötig, um herauszufinden, warum manche Sorten stärker auf Umwelteinflüsse in bestimmten Zeitfenstern reagieren, als andere und welche Gene dafür verantwortlich sind.

Quelle: pflanzenforschung.de