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 Elefanten-Herpes: Super-Verbreiter gefährden Jungtiere
04.05.2017 | Universität Zürich

nachricht Wurmmittel für Weidetiere können die Keimung von Pflanzensamen beeinflussen
27.04.2017 | Universität Trier

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten