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Kohlendioxid Schlechter Weizen wegen Klimawandel?

Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Schlechtere Backeigenschaften, weniger Nährstoffe, Gefahr der Fehlernährung: Mit diesen Problemen ist Weizen wohl künftig verbunden. Ursache sind der Klimawandel und der wachsende Anteil des Klimagases CO2 in der Atmosphäre – so das alarmierende Ergebnis von Wissenschaftlern der Universität Hohenheim in Stuttgart.

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FACE-System für Feldversuche mit erhöhter Kohlendioxid-Konzentration an der Universität Hohenheim.
FACE-System für Feldversuche mit erhöhter Kohlendioxid-Konzentration an der Universität Hohenheim.
(Bild: Andreas Fangmeier, Universität Hohenheim)

Hohenheim – In rund 30 Jahren wird die Atmosphäre erheblich mehr Kohlendioxid (CO2) enthalten als heute – mit erheblichen Konsequenzen auch für die Landwirtschaft. Neben indirekten Folgen wie Klimaerwärmung und häufigeren Extremereignissen kann sich das CO2 auch direkt auf die Kulturpflanzen auswirken. Ein Effekt: Das Treibhausgas könnte als Dünger wirken und die Erträge erhöhen – aber auf Kosten der Qualität.

Das nehmen Wissenschaftler der Universität Hohenheim nun in einem Forschungsprojekt genauer unter die Lupe. Prof. Dr. Andreas Fangmeier, PD Dr. Petra Högy und ihr Team vom Fachgebiet Pflanzenökologie und Ökotoxikologie simulieren dazu in Klimakammern und im Freiland die Klimabedingungen der Zukunft.

Versuchsanordnung simuliert CO2-Konzentration von morgen

„In früheren Experimenten seit 2012 haben wir mit Klimakammern gearbeitet, in denen wir die voraussichtlichen Temperaturen und die CO2-Gehalte im Jahr 2050 simuliert haben“, erläutert PD Dr. Högy. Verglichen wurden also Szenarien mit dem heutigen CO2-Gehalt von 400 ppm und dem in 30 Jahren von 550 ppm.

In einer zweiten Projektphase führen die Wissenschaftler derzeit Feldexperimente durch, bei denen sie ebenfalls die CO2-Bedingungen der Zukunft nachstellen. Möglich wird das durch FACE.

„FACE steht für Free-Air Carbon dioxide Enrichment“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Fangmeier. „Das ist eine technische Versuchsanordnung, mit der wir bereits heute im Freiland den Einfluss einer zukünftigen, erhöhten CO2-Konzentration auf die landwirtschaftliche Produktion untersuchen können.“

Dafür wird CO2 je nach Windrichtung und -stärke über dünne Leitungen direkt in die Pflanzenbestände abgegeben, so dass künftige CO2-Konzentrationen entstehen. Das Mikroklima, also Wind, Sonnenstrahlung und Verdunstung, beeinflusst FACE nicht.

Weitere spannende Wissenschaftsprojekte zum Klimawandel finden Sie auch in unserem LP-Dossier Klimaforschung

Weizen dient als Modellpflanze

Als Modellpflanze nutzen die Forscher zwei sehr unterschiedliche Weizensorten: die qualitativ hochwertige Sorte Triso und die auf Ertrag gezüchtete Sorte Tybalt. Triso fand auch bereits in den vorhergehenden Versuchen Verwendung. Nun wollen die Wissenschaftler untersuchen, wie die Nährstoffe in den Pflanzen bei heutigen und künftigen CO2-Konzentrationen aufgenommen und verteilt werden.

Ergänzendes zum Thema
Hintergrund: Forschergruppe Regionaler Klimawandel (FOR 1695)

Ziel der Forschergruppe 1695 'Regionaler Klimawandel' ist es, die Folgen des globalen Klimawandels für Agrarlandschaften auf einer regionalen Skala zu untersuchen und Prognosen für ihre Entwicklung bis 2030 abzuleiten.

Die Forschergruppe gliedert sich in neun wissenschaftliche Projekte, die sich den fünf Bereichen Landoberfläche-Atmosphäre-Wechselwirkungen, Boden, Ertragsqualität, Sozioökonomie und Integration zuordnen lassen.

Nach einer ersten Förderphase von 2012 bis 2015 mit 2,5 Mio. Euro Förderung verlängerte die DFG um weitere drei Jahre mit einer Förderung von 2 Mio. Euro.

Dazu führen sie Messungen zum Wasserhaushalt, zum Saftfluss und zur Fotosynthese-Leistung der Pflanzen durch. Sie bestimmen, wie Kohlenstoff und Stickstoff in der Pflanze verteilt werden, analysieren die Inhaltsstoffe und können so ermitteln, wie sich ein erhöhter CO2-Gehalt auf die Qualität des Weizens auswirkt.

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