Winterweizen in Dürnast
Winterweizen in Dürnast
Bild: Lehrstuhl für Pflanzenernährung
  • Nachhaltigkeit, Forschung
  • Lesezeit: 3 MIN

Auch Witterung außerhalb der Vegetationsperiode von großer BedeutungWinter ist wichtig für den Getreideertrag

Witterungsbedingungen im Winter sowie in den Übergangsphasen von Herbst zu Winter und von Winter zu Frühjahr beeinflussen die Ertragsleistung wichtiger Getreidearten wie Wintergerste und Winterweizen maßgeblich. Dies ist das Ergebnis der Forschungsarbeit eines Wissenschaftsteams am Lehrstuhl für Pflanzenernährung an der Technischen Universität München (TUM).

Der globale Klimawandel wird den Vorhersagen zufolge die Temperaturen erhöhen und die Verteilung der Niederschläge verändern. Noch ist unsicher, wie sich die Klimaveränderungen regional auswirken und welche Intensität sie haben werden. 

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Lehrstuhl für Pflanzenernährung der TUM haben jetzt die Auswirkungen verschiedener Witterungsparameter auf die langfristigen Erträge von Wintergerste untersucht und die Parameter bewertet, die die Pflanzenentwicklung im Jahresverlauf und in bestimmten Wachstumsphasen entscheidend beeinflussen.

Wetter ist mehr als Temperatur und Niederschlag während der Vegetationszeit

„Unsere Dauerfeldversuche in Dürnast bei Freising liefern ein sehr umfangreiches Datenarchiv für die Untersuchung der Beziehung zwischen Klimawandel und Ertrag“, erklärt Erstautor Dr. Kurt Heil. Der Boden hier besteht aus sehr fruchtbarem pleistozänem Löss.

Bisherige Untersuchungen der Witterungseinflüsse auf landwirtschaftliche Erträge konzentrierten sich nahezu ausschließlich auf Einflüsse der Wasserversorgung (Trockenstress) und der Temperatur (Hitze) während der Vegetationsperiode. Dr. Kurt Heil und sein Team am Lehrstuhl für Pflanzenernährung nehmen in ihrer Studie bisher weniger beachtete Witterungsparameter außerhalb der Vegetationszeit in den Blick. 

Frostwechseltage, Temperaturschwellen, Niederschlagsintensität mit betrachten

„Spätfröste treten bei uns zeitweise sogar noch im Mai auf“, erklärt Heil. Da Winterperioden im mehrjährigen Mittel heute früher enden, üben solche Spätfröste einen deutlichen Einfluss auf die Pflanzengesundheit aus, weil die Pflanze bereits bei wenigen Plusgraden zu wachsen beginnt und die jungen Triebe dann von Spätfrösten beschädigt werden. 

Mit höherer Stickstoff-Düngung wird aber auch das Witterungsgeschehen während der Vegetationsperioden zunehmend bedeutsamer und führt dazu, dass die Pflanzen auch empfindlicher auf Witterungsextreme reagieren. Wenn mehr gedüngt wird, wachsen die Pflanzen stärker, verbrauchen deshalb mehr Wasser und werden bei fehlendem Niederschlag stärker von Trockenheit getroffen als bei weniger starkem Wachstum. 

„Temperatur und Niederschlag sind bei allen Berechnungen in allen Varianten von Bedeutung, jedoch in geringerem Maße, wenn sie als Summen oder Mittelwerte betrachtet werden. Aussagekräftiger sind hier spezifische Indizes wie Frostwechseltage, Temperaturschwellen, Niederschlagsintensität, regenfreie Tage, Früh- oder Spätfrostindex und Trockenheitsindex“, erklärt Urs Schmidhalter, Professor für Pflanzenernährung an der TUM

Auswirkungen des Klimawandels auf Hochertragsstandorte

Die jährlichen Schwankungen der Ernteerträge wurden in der Studie hauptsächlich durch die vorherrschenden klimatischen Bedingungen im Winter sowie durch die Übergangszeiten von der wärmeren Jahreszeit zum Winter und umgekehrt bestimmt. So sind der Studie zufolge im Winter Indizes wie Temperaturschwellen, Frostwechseltage und Niederschlagsintensität besonders wichtig. Während der Hauptwachstumsperioden war nur die Niederschlagsintensität von großer Bedeutung. 

„Diese Ergebnisse können auf die hohe verfügbare nutzbare Feldwasserkapazität dieses Standorts zurückgeführt werden, die den Bedarf an Sommerniederschlägen deutlich reduziert, wenn die Bodenwasserspeicher im Winter wieder aufgefüllt werden“, sagt Heil. 

Insgesamt erweitern die Ergebnisse das Portfolio möglicher Auswirkungen des Klimawandels und sind auf Hochertragsstandorte in Westeuropa übertragbar, die zu den weltweit fruchtbarsten und ertragreichsten Anbaustandorten zählen und damit für die Nahrungsmittelproduktion wichtig und prädestiniert sind. Die Weiterführung der Langzeitexperimente lässt auch für die Zukunft wesentliche Einblicke und Prognosen zu den Auswirkungen des Klimawandels erwarten.

Publikationen:

Heil, K.; Gerl, S.; Schmidhalter, U.
Sensitivity of Winter Barley Yield to Climate Variability in a Pleistocene Loess Area.
Climate 2021, 9, 112 – DOI: 10.3390/cli9070112
 

Heil, K.; Lehner, A.; Schmidhalter, U.
Influence of Climate Conditions on the Temporal Development of Wheat Yields in a Long-Term Experiment in an Area with Pleistocene Loess.
Climate 2020, 8, 100 – DOI: 10.3390/cli8090100

 

Mehr Informationen:

Die Arbeit wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Verbundprojekts BonaRes I4S gefördert.

Hochauflösende Bilder

Technische Universität München

Corporate Communications Center Dr. Katharina Baumeister
katharina.baumeister(at)tum.de

Kontakte zum Artikel:

Dr. Kurt Heil
Technische Universität München
Wissenschaftler am Lehrstuhl für Ökologischen Landbau und Pflanzenbausysteme
Tel.: +49 8161 71 3906
kheil(at)wzw.tum.de
 

Weitere Artikel zum Thema auf www.tum.de:

Prof. Brigitte Poppenberger (re.) und ihre Doktorandin Adebimpe Adedeji-Badmus umgeben von Ebolo-Pflanzen in einem Gewächshaus der TUM School of Life Sciences.

Mehr Vielfalt auf unseren Tellern und Feldern

Als Beitrag zur Nahrungsmittelsicherheit und -vielfalt in Subsahara Afrika soll ein dort vorkommendes vitamin- und mineralstoffreiches Blattgemüse in Kultur genommen werden. Derzeit enthalten die Pflanzen allerdings noch…

Maispflanzen

Warum der Mais manchmal weit vom Stamm fällt

Erstmals entschlüsselten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das europäische Mais-Genom. Insbesondere für den Maisanbau in Gebieten mit geringer Ernte und für künftige Herausforderungen durch den Klimawandel könnten…

Luftbildaufnahme des Versuchsfelds "Jena Experiment" mit 80 Parzellen.

Fressen und gefressen werden

Pflanzen beziehen ihre Energie aus der Sonne. Alle anderen Lebewesen müssen fressen, um zu leben. Doch wie funktioniert der Energiefluss in Ökosystemen und gibt es einen Unterschied zwischen Ökosystemen mit vielen und…