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Trockenheit

Dürretoleranter Weizen, viruresistente Gerste: Dem Klimawandel trotzen

Dürre-Ackerland
am Donnerstag, 11.07.2019 - 10:25

Weizen mit weniger Spaltöffnungen auf den Blättern überstehen Dürreperioden besser. Gerste mit Resistenz gegen Gelbverzwergungsvirus erleichtert den Pflanzenschutz. Das hilft, die negativen Folgen des Klimawandels zu mildern.

Bei Dürre schließen Weizenpflanzen normalerweise ihre Spaltöffnungen, um den Wasserverlust zu verlangsamen. Forscher haben jedoch festgestellt, dass Weizen mit weniger Spaltöffnungen Wasser noch besser konservieren. Und sie verwenden das wertvolle Nass dann zur Selbstkühlung.

Das heißt: Weizen mit weniger Spaltöffnungen auf den Blättern überstehen Dürreperioden besser. Das zeigt eine Studie an der britischen Uni Sheffield. Wie die meisten Pflanzen regelt das Getreide über die Spaltöffnungen, wie viel Kohlendioxid es für die Photosynthese aufnimmt und wie viel Wasserdampf es freisetzt. Ist reichlich Wasser vorhanden, helfen die Spaltöffnungen, die Temperatur durch Verdunstungskühlung zu regulieren.

Weniger Wasser, mehr Kohlendioxid

Für die Studie wurde Weizen unter Bedingungen des Klimawandels angebaut: mit mehr Kohlendioxid und weniger Wasser. Dabei haben die veränderten Pflanzen im Vergleich zu bisherigen Sorten weniger Wasser verbraucht. Photosynthese und Ertrag blieben aber gleich.

Da extreme Dürren immer häufiger auftreten, sehen sich die Anbauer mit sinkenden Erträgen konfrontiert, sagt Prof. Julie Gray vom Institut für nachhaltige Lebensmittel der Uni Sheffield. Sie hat zudem festgestellt, dass Pflanzen mit weniger Spaltöffnungen nicht so anfällig für Krankheiten sind.

Nach Angaben der Hochschule entfallen auf die Landwirtschaft 80 bis 90 Prozent des weltweiten Verbrauchs an Süßwasser. Im Durchschnitt sind mehr als 1.800 l Wasser nötig, um 1 kg Weizen zu erzeugen.

Gegen Gelbverzwergung resistente Gerste

Die DSV Lippstadt bietet die erste mehrzeilige Wintergerste, die gegen das Gelbverzwergungsvirus resistent ist: Die Sorte Paradies mit Resistenz gegen das Barley Yellow Dwarf-Virus  (BYDV) ermöglicht frühe Saattermine ohne Gefahren durch Blattläuse.

Das Verzwergungsvirus ist weit verbreitet. Blattläuse übertragen es im Herbst. Der Befall ist regional stark und führt stets zu Zwergwuchs. Zum Teil sind Umbrüche nötig. Wirtspflanzen sind alle Süßgräser, auch Hafer, Weizen, Triticale, Roggen, Mais, und Grasarten, etwa Weidelgräser.

Momentan stützt sich die Bekämpfung von BYDV vor allem auf die chemische Kontrolle der Blattläuse als Virusüberträger. Ergänzende ackerbauliche Möglichkeiten und gezielte Strategien gegen Ausfallgetreide als mögliche Virusquelle sowie spätere Saattermine im Herbst sollen einen hohen Infektionsdruck auf die Jungpflanze vermeiden. Das ist nicht immer erfolgreich.

Insektizide Beizen sind nicht mehr erlaubt. Blattläuse lassen sich nur durch mehrmaliges Spritzen über die warmen Herbstwochen bekämpfen. Das kostet und wirkt oft nicht zuverlässig. Resistenzzüchtung ist da die Basis künftiger Pflanzenschutzstrategien, sagt Züchter Dr. Jens Vaupel. Die neue Gerste ist der Auftakt für ein ganzes Portfolio resistenter Sorten. In der Pipeline ist zum Beispiel eine Sorte mit kombinierter BYDV- und Gelbmosaikvirus-Resistenz.

Hitze, Salz, Dürre: Neue Linien trotzen dem Klimawandel

Auch eine neue Gerstenlinie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sorgt selbst bei schlechten Umweltbedingungen für gute Erträge. Die Forscher kreuzten dafür eine gängige Sorte mit etlichen Wildgersten und säten sie an fünf Standorten weltweit. Einige sind nicht nur hitze- und dürrebeständiger, sie liefern oft auch höhere Erträge als lokale Vergleichssorten.

Durch den Klimawandel verschlechtern sich aber die Bedingungen für den Anbau weltweit und die Pflanzen müssen immer häufiger gedüngt und bewässert werden, sagt Prof. Dr. Klaus Pillen. Sein Ansatz ist, Sorten mit wilden Gersten zu kreuzen. Wildgersten haben sich praktisch über Millionen Jahre an widrige Umweltbedingungen angepasst. Sie verfügen über eine reiche Biodiversität. Im Idealfall lassen sich vorteilhafte Eigenschaften beider kombinieren.

Für die Studie wurde eine typische Gerstensorte mit 25 Wildgersten gekreuzt. Die 48 genetisch verschiedenen Linien wurden an fünf Standorten verglichen: Dundee, England, Halle, Deutschland, Al Karak, Jordanien, Dubai, Arabien, Adelaide, Australien.

Die Studie zeigt: So lassen sich maximale Erträge auch bei ungünstigen Umweltbedingungen sicherstellen. In Nordeuropa ist es für Pflanzen vorteilhaft, wenn sie eine späte Blüte haben. Mit genetischen Analysen konnten die Forscher  Rückschlüsse auf die verantwortlichen Genvarianten ziehen. Selbst unter widrigen Bedingungen lieferten die besten halleschen Gersten bis zu 20 Prozent höhere Erträge als heimische Sorten.

Mit Material von AgE, DSV, MLU
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