Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klimawandel: Mehr CO2 in der Atmosphäre kommt Mais und Sorghum bei Trockenheit zugute

17.04.2013
Thünen-Institut simuliert unterschiedliche Klimaverhältnisse im Freiland

In einem groß angelegten Freilandexperiment haben Wissenschaftler des Thünen-Instituts für Biodiversität in Braunschweig untersucht, wie sich eine erhöhte Konzentration an Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre, die im Zuge des Klimawandels erwartet wird, auf das Wachstum von Mais und Sorghum-Hirse auswirkt.


Versuchsanordnung aus Freiland-CO2-Anreicherung (FACE), gekoppelt mit Regenausschluss-Zelten. Mit dieser Anordnung untersuchen die Forscher in Braunschweig, wie sich die Kombination einer erhöhten CO2-Konzentration (innerhalb der grau unterlegten Ringfläche mit ca. 20 m Durchmesser) und simulierter Trockenheit (nach Aufziehen einer Folie während Regenereignissen über die obere Ringhälfte) auf vier verschiedene Varianten von Sorghum-Hirse und auf Mais auswirkt. Foto: Thünen-Institut

Dabei interessierte die Forscher besonders das Wechselspiel zwischen zwei erwarteten Szenarien: dem Anstieg der CO2-Konzentration und einer verstärkten Sommertrockenheit. Aus Grundlagenuntersuchungen ist bekannt, dass Pflanzen wie Mais und Hirse, die zum so genannten C4-Stoffwechseltyp gehören, empfindlich auf Wasserknappheit reagieren. Gleichzeitig aber sollten sie bei höheren CO2-Verhältnissen ihre Wasserabgabe an die Atmosphäre vermindern. Doch Ergebnisse aus dem Labor lassen sich nicht immer auf reale Freilandverhältnisse übertragen. Also überprüften die Thünen-Forscher die Reaktion der Pflanzen direkt im Feld, indem sie Teile von Äckern während der gesamten Vegetationsperiode einer erhöhten CO2-Konzentration aussetzten und gleichzeitig mit Regenausschluss-Zelten Trockenheit simulierten (Free Air Carbon Dioxide Enrichment, FACE, s. Abbildung).

Konkret wurden der Wasserhaushalt und das Wachstumsverhalten von Mais und vier verschiedenen Sorten Sorghum-Hirse über zwei Vegetationsperioden unter heutigen (390 ppm) und zukünftigen (600 ppm) CO2-Konzentrationen untersucht. Die Forscher wiesen unter anderem nach, dass Mais wie auch Sorghum unter erhöhter CO2-Konzentration rund 25 % weniger Wasser an die Außenluft abgaben. Bei ausreichender Wasserversorgung produzierte Mais mehr Biomasse als die Sorghum-Sorten. Innerhalb der untersuchten Sorghum-Varianten traten deutliche Unterschiede in der Biomasseproduktion auf.

Wie theoretisch erwartet, hatte die Erhöhung der CO2-Konzentration bei ausreichender Wasserverfügbarkeit keinen Einfluss auf das Wachstum der untersuchten Pflanzen. Simulierte Sommertrockenheit (z.B. Absenkung der Bodenwasserreserven unter 30 % bis hin zu 10 % nutzbarer Feldkapazität) führte jedoch zu deutlichen Ertragsverlusten. Hier kam dann der CO2-Effekt zum Tragen – die Verluste waren unter den erhöhten Bedingungen weniger stark ausgeprägt: Mais mit Trockenstress bildete bei erhöhter CO2-Konzentration in der Umgebungsluft rund 18 % mehr Biomasse als entsprechender Mais bei normaler (= heutiger) CO2-Konzentration. Bei den Sorghum-Varianten gab es zwischen 5 % und 15 % Mehrertrag. Je stärker sich der Trockenheitseffekt bei heutiger CO2-Konzentration auf die Pflanzen auswirkte, umso ausgeprägter war die positive Wirkung der erhöhten CO2-Konzentration.

Nach diesen Resultaten mit aktuellen Sorten von Mais und Sorghum-Hirse profitiert Mais mehr als Sorghum vom Anstieg der CO2-Konzentration unter Sommertrockenheit.

Mais und Sorghum-Hirse wurden für die Untersuchung ausgewählt, weil sie in vielen Ländern der Erde wichtige Nahrungs- bzw. Futterpflanzen darstellen. Bei uns spielt Mais wegen seines hohen Wachstumspotenzials auch eine herausragende Rolle als Energiepflanze. Auf Grenzertragsstandorten und zur Auflockerung der Fruchtfolge wird als Alternative zu Mais zunehmend auch Sorghum-Hirse geprüft bzw. angebaut.
Ansprechpartner:
Dr. Remy Manderscheid (Tel.: 0531 596-2579,
Mail: remy.manderscheid@ti.bund.de)
Prof. Dr. Hans-Joachim Weigel (Tel.: 0531 596-2501,
Mail: hans.weigel@ti.bund.de)
Thünen-Institut für Biodiversität, Braunschweig

Dr. Michael Welling | Thünen-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ti.bund.de
http://www.ti.bund.de/no_cache/de/startseite/startseite/das-braunschweiger-face-projekt.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Software-App für optimale Düngergabe
09.11.2017 | Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.

nachricht Win-Win-Situation Arznei- und Gewürzpflanzen + Bestäuber-Insekten
06.11.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte