Vielfalt im Wurzelraum: Schlüssel zu stabilen Ernteerträgen?

Bayreuther Forschende setzen sich im Verbundprojekt RhizoTraits mit alten Sorten von Nutzpflanzen auseinander, erforschen Wurzeleigenschaften und untersuchen, ob eine Sortenmischung die Ertragsstabilität in der Klimakrise erhöhen kann.

Maispflanzen auf einer Anbaufläche. Bild: UBT/N. Tyborski.

Anzeige

Die nun gestartete zweite Phase des Projekts wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 1,9 Mio. Euro finanziert, davon geht etwa die Hälfte nach Bayreuth.

What for?

Es ist unbestritten, dass Dürren und Hitzewellen aufgrund der Klimakrise zunehmen. Das hat drastische Auswirkungen auf den Pflanzenanbau und damit auf die Lebensmittelproduktion weltweit. Bereits heute nimmt die Ertragsstabilität wichtiger Kulturpflanzen wie Mais oder Weizen, u.a. aufgrund geringerer und unregelmäßigerer Niederschläge, ab. Im Verbundprojekt RhizoTraits, das von der Universität Bayreuth koordiniert wird, untersuchen Forschende deshalb Eigenschaften des Wurzelraums der Nutzpflanze Mais, um zukünftige Anbausysteme widerstandsfähiger und ertragsstabiler zu machen.

Am Standort Bayreuth dreht sich alles um die biologischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften des Bodens in direkter Nähe zur Wurzel: die Rhizosphäre. Die Qualität und Quantität unserer Ernteerträge wird weitestgehend von Interaktionen zwischen Wurzeln, Mikroorganismen und dem Boden in der Rhizosphäre bestimmt. „Diese Interaktionen sind auch maßgeblich dafür verantwortlich, wie gut Nutzpflanzen mit Stress umgehen können, beispielsweise Trockenheit“, erklärt Andreas Wild, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Agrarökologie der Universität Bayreuth.

In der kürzlich abgeschlossenen ersten Phase des Projekts untersuchten die Forschenden alte Maissorten, sogenannte Landsorten, und moderne Hybrid- und Populationssorten hinsichtlich ihrer Wurzelsysteme und Eigenschaften der Rhizosphäre. Sie fanden heraus, dass alte Sorten bei Trockenheit eine erhöhte Plastizität in den Eigenschaften ihrer Wurzeln und der Rhizosphäre aufweisen, was Anpassungen an wechselnde Umweltbedingungen erleichtern könnte. Grundsätzlich zeigten die alten und modernen Sorten Unterschiede in ihrer Strategie zur Wasser- und Nährstoffaufnahme: Die alten Maissorten verfügen über längere und schlankere Wurzeln, während moderne Sorten eher auf die Symbiose mit Wurzelpilzen setzen.

In der zweiten Projektphase wollen die Forschenden diese unterschiedlichen Strategien nun genauer verstehen. „Wir möchten testen, ob die Strategien unter sich ändernden Klima- und Bodenbedingungen stabil bleiben“, sagt Prof. Dr. Johanna Pausch, Professorin der Agrarökologie und Koordinatorin des Verbundprojekts. Zudem wird eine Sortenmischung mehrerer Maissorten mit unterschiedlichen Anpassungsstrategien und deren Auswirkungen auf die Ertragsstabilität untersucht. Hierfür werden Anbauflächen über ganz Bayern verteilt: „Wir bauen die Pflanzen auf unterschiedlichen Böden an, wobei wir Unterschiede zwischen dem regenreicheren Süden und den trockeneren Regionen rund um Würzburg erwarten“, erläutert Pausch.

Neben dem experimentellen Ansatz werten die Bayreuther Forschenden auch historische Ertragsdaten aus. Die historischen Daten zeigen eine Abnahme der Maiserträge von Süd- nach Nordbayern, vermutlich bedingt durch geringere Niederschläge und ungünstigere Bodeneigenschaften. In der zweiten Projektphase soll nun genauer untersucht werden, wie sich die Erträge einzelner Sorten verhalten. Darüber hinaus sollen durch verschiedene Modellierungsansätze Ertragsprognosen für zukünftige Klimaszenarien erstellt und der Einfluss von Sorten und Sortenmischungen auf wichtige Funktionen von Ökosystemen wie Kohlenstoffspeicherung analysiert werden.

Die Forschenden sind davon überzeugt, dass solch ein integrativer Ansatz hilfreich ist, die Ertragsstabilität zukünftiger Anbausysteme nicht nur besser zu verstehen, sondern auch zu optimieren. Insbesondere der Anbau von geschickt zusammengestellten Sortenmischungen könnte eine schnelle und leicht umzusetzende Maßnahme sein, die Landwirtschaft in bestimmten Regionen an die Folgen der Klimakrise anzupassen.

Weitere Projektpartner im Konsortium sind die Technische Universität München, die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft sowie das Karlsruher Institut für Technologie. Die zweite Projektphase läuft vom 01.05.2024 bis 30.04.2027 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 1,9 Mio. Euro finanziert, wovon etwa die Hälfte nach Bayreuth fließt.

Beteiligte Arbeitsgruppen an der Universität Bayreuth:
- Agrarökologie, Prof. Dr. Johanna Pausch
- Ökologische Dienstleistungen, Prof. Dr. Thomas Köllner
- Ökologische Mikrobiologie, Prof. Dr. Tillmann Lüders

Neuen Kommentar schreiben

Kommentare (0)

Bisher sind keine Kommentare zu diesem Artikel erstellt worden.