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Knollen für den Klimawandel

Umwelt. – Extreme Sommer wie 2003 wird es in Zukunft häufiger geben. Damals litten nicht nur Mensch und Tier sondern auch die Pflanzen. Viele Nutzpflanzen, die noch hierzulande gedeihen, könnten dann in Bedrängnis geraten und nur noch geringe Erträge abwerfen. Züchtungsforscher suchen daher nach neuen Varietäten, die besser mit zu viel Hitze und zu wenig Wasser zurechtkommen.

Von Volker Mrasek | 07.08.2007

Ein Meer von meterhohen Topfpflanzen, dicht gedrängt auf silbernen Metalltischen. Im Gang dazwischen zwei junge Frauen in Arbeitskitteln. Eine Pflanze nach der anderen wird von ihnen gewogen und gegossen.

"Wir haben in jeder Kabine 75, macht zusammen 300."

Es sind Kartoffeln, die da in schwarzen Plastikkübeln heranreifen. Und die Agrarwissenschaftlerin Christiane Balko bestimmt ihre Wasser-Rationen.

"Das ist ganz normale Erde. Die hat eine bestimmte Wasserkapazität, also eine bestimmte Fähigkeit, Wasser zu speichern. Die Kontrolle bekommt zum Beispiel etwa 70 Prozent der maximalen Wasserkapazität des Bodens. Und die Stressvariante hat nur 30 Prozent davon."

Die Kartoffeln wachsen nicht irgendwo draußen auf dem Acker, sondern in einem klimatisierten Gewächshaus in Groß Lüsewitz bei Rostock. Dort hat die Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen einen ihrer Standorte. Und dort arbeitet auch Christiane Balko. Im Institut für abiotische Stresstoleranz. Balko:

"Es geht um Stress durch die unbelebte Umwelt. Dazu gehört bei uns vornehmlich der Trockenstress, aber auch Hitzestress zunehmend. Im Hinblick auf den Klimawandel wird gesagt: Mit hoher Wahrscheinlichkeit werden wir mehr trockene Sommer bekommen. In Kombination mit Trockenstress werden wir auch häufiger Hitzestress-Perioden haben. Und das ist das, was uns im Moment sehr auf den Nägeln brennt und interessiert. Es gibt noch nicht so sehr viele Untersuchungen dazu, wie diese beiden Stress-Faktoren komplex wirken."

Im extremen Hitzesommer 2003 ernteten deutsche Landwirte zwölf Prozent weniger Getreide und Gemüse als sonst. In Brandenburg gingen die Erträge sogar um zwei Fünftel zurück. Balko:

"Wenn sich dieser Trend fortsetzt wie im Moment, halte ich es durchaus für wahrscheinlich, dass wir Sommer erleben werden, wo wir ganz dramatische Einbußen haben."

Pflanzenzüchter müssten sich unbedingt auf den Klimawandel einstellen, sagt die Agrarwissenschaftlerin. Im Kartoffel-Anbau kommen sowieso regelmäßig neue Sorten auf den Markt. In Zukunft sollten sie stärker danach selektiert werden, ob die Knollen Trockenheit und Hitze gut wegstecken. Balko:

"Es ist natürlich so, dass man andere Merkmale - Speisewert, Krankheitsresistenz - auf keinen Fall vernachlässigen darf. Aber es wäre ein zusätzliches Zuchtziel sozusaqen, diese Merkmale zu berücksichtigen. Und ich denke, das haben die Züchter auch erkannt."

Nicht nur die Erträge gehen in einem Sommer wie 2003 zurück. Auch die Qualität der Knollen leidet. Gisela Jansen, Analytische Chemikerin an der Groß Lüsewitzer Forschungsanstalt:

"Also, zum Beispiel im Proteingehalt, da reagieren die ganz empfindlich. Die machen dann sogenannte Stressproteine. Und es ist in der Regel so: Wenn sich der Proteingehalt erhöht, dann erniedrigt sich der Stärkegehalt. Und das will man ja auch nicht in jedem Fall haben"

Weil die Kartoffeln dann unter anderem nicht mehr so lagerfähig sind. Hitzefeste Sorten zu finden, darum geht es Christiane Balko und ihren Kolleginnen auch in den Gewächshaus-Experimenten. Balko:

"Das ist ein Farbmessgerät. Es hat hier einen Messkopf, eine Messklammer sozusagen. Die klippt man hier auf das Blatt. Da misst er."

Mit dem handlichen Gerät lässt sich die sogenannte Chlorophyll-Fluoreszenz bestimmen: Wie intensiv ist das Blatt-Grün? Früher als das menschliche Auge erkennt der Sensor, wann eine Kartoffelpflanze unter Hitzeeinwirkung vorzeitig zu welken beginnt. Und wie stark. Sorten, die hier beschleunigt reifen, haben eher stärkearme Knollen. Es gibt weitere Merkmale, an denen erkennt man, wie gut verschiedene Kartoffelsorten mit Hitze und Wassermangel umgehen können. Balko:

"Wir haben eine Reihe von Arbeiten zu so genannten Markern, physiologischen Markern für die Trockentoleranz, sprich: die Akkumulation von bestimmten Inhaltsstoffen unter Stress. Oder die Chlorophyll-Fluoreszenz, die man hinzuziehen kann zur Beurteilung der Toleranz der Pflanzen. Letztlich braucht der Züchter Merkmale, die ihm helfen, Pflanzen zu selektieren, die - das ist ja das Ziel - toleranter sind."

Forschungsarbeiten wie in Groß Lüsewitz sollen der Praxis helfen, dieses Ziel zu erreichen. In der Kartoffel- wie auch in der Getreidezüchtung. Balko:

"Die Sortenzüchtung ist ein kontinuierlicher Prozess. Aber es bleibt zu hoffen, dass in Zukunft dann Sorten auf den Markt kommen, wo man dann explizit sagen kann: Das ist eine trockentolerante Sorte mit eben aber den und den Qualitätseigenschaften."