Hohe CO₂-Werte: Kulturpflanzen brauchen weniger Wasser

Forscher des Johann Heinrich von Thünen-Instituts (vTI) in Braunschweig haben in mehrjährigen Feldversuchen untersucht, wie die Kulturpflanzen Weizen, Gerste, Zuckerrübe oder Mais auf erhöhte CO₂-Konzentrationen reagieren. CO₂ ist nicht nur ein Treibhausgas, sondern auch ein unverzichtbarer Baustein für die Photosynthese der Pflanzen. Einige Pflanzenarten konnten unter erhöhten CO₂-Werten das vorhandene Wasser besser ausnutzen.

Um zu belastbaren Aussagen zu kommen, hat das Forscherteam unter der Leitung von Hans-Joachim Weigel vom vTI-Institut für Biodiversität auf einem Versuchsfeld eine europaweit einmalige CO₂-Anreicherungsanlage errichtet. “Damit lassen sich die zukünftigen Konzentrationen dieses Gases in der Atmosphäre – etwa 550 ppm im Vergleich zu den heutigen 385 ppm – sowie unterschiedliche Trockenheitsbedingungen direkt im Freiland simulieren”, so Weigel gegenüber pressetext.

Effizientere Wassernutzung der Pflanzen
“In mehrjährigen Versuchen mit der Fruchtfolge Gerste, Weizen und Zuckerrüben konnten wir zeigen, dass die Pflanzen in der CO₂-angereicherten Fläche zehn bis 15 Prozent mehr Biomasse bilden”, so Weigel. “Zudem haben die Pflanzen dabei je nach Versuchsjahr fünf bis 20 Prozent weniger Wasser über ihre Spaltöffnungen in die Umgebungsluft abgegeben.” Während der CO₂-Anreicherung habe sich auch die Bodenfeuchte unter diesen Beständen erhöht. “Das bedeutet, dass diese Pflanzen das ihnen zur Verfügung stehende Wasser effizienter nutzen konnten”, erklärt der Forscher.

“In einem zweijährigen Versuch mit schnell wachsenden Energiemais wurden erstmals unter Feldbedingungen gezielt die Wechselwirkungen zwischen Trockenstress und einer gleichzeitig erhöhten CO₂-Konzentration untersucht”, erklärt der Experte. Die Pflanzen reagierten auf den simulierten Trockenstress unter heutigen CO₂-Bedingungen mit einem Wachstumsverlust von rund 28 Prozent. Bei höheren CO₂-Werten war das Wachstum allerdings um ca. elf Prozent erniedrigt. Der Trockenstresseffekt wurde also erheblich kompensiert.

Weizen enthielt weniger Proteine
Bei den untersuchten Gersten- und Weizenpflanzen konnten die Forscher zwar feststellen, dass die Photosyntheserate zunahm und dass sie Wasser effizienter nutzten. Höhere CO₂-Werte beeinflussten aber die Qualität von Getreide maßgeblich. “Die Körner enthielten deutlich weniger Proteine und zum Teil weniger Spurenelemente”, so Weigel.

“Die bisherigen Ergebnisse sind Beispiele für Rückkoppelungseffekte, die bei der Klimafolgenabschätzung beachtet werden müssen”, meint Weigel. In den kommenden zwei Jahren wollen die Forscher die Versuche zur Kombinationswirkung von Trockenstress und erhöhter CO₂-Konzentration unter dem Aspekt der Nutzung der genetischen Vielfalt mit verschiedenen Sorten von Sorghum-Hirse untersuchen. “Diese Ergebnisse werden im Rahmen eines Verbundprojektes in die züchterische Optimierung von Sorghum-Hirse einfließen.”

Source

Proplanta, Pressemitteilung, 2009-12-12.

Supplier

Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI)

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