Das Midwestern Regional Climate Centre (MRCC) der Purdue University hat sein neues Projekt ins Leben gerufen Interaktives Chilling-Hours-Tool. Züchter können jetzt die angesammelten Kühlstunden genauer überwachen, ein wichtiger Faktor, der verfolgt, wie lange Obstpflanzen während der Ruhezeit einem idealen Bereich kühler Temperaturen ausgesetzt waren.
Das Tool nutzt stündliche Daten von Hunderten von Wetterstationen in allen 50 US-Bundesstaaten. Andere Organisationen bieten Karten für kühle Stunden an, begrenzen den Temperaturbereich jedoch normalerweise auf 32 bis 45 Grad Fahrenheit, sagte Melissa Widhalm, stellvertretende Direktorin des MRCC und regionale Klimatologin. Einige Pflanzen reagieren jedoch besser, wenn sie während der Ruhezeit unterschiedlichen Temperaturbereichen ausgesetzt werden.
„Das Einzigartige an diesem Tool ist die Menge an Anpassungsmöglichkeiten, die Sie vornehmen können“, sagte Widhalm. Einige Tools erzwingen einen bestimmten Starttermin für die Akkumulation und berechnen die Kühlstunden für den Rest der Saison. „Bei uns können Sie das Start- und Enddatum der Akkumulation auswählen. Sie können Ihre Temperaturbereiche auswählen. So können Sie das Tool eingrenzen, um genau die Daten zu liefern, die Sie für eine bestimmte Pflanzenart oder -sorte benötigen.“
Das Tool, eine Zusammenarbeit zwischen dem MRCC und dem Midwest Climate Hub des US-Landwirtschaftsministeriums, ist das neueste einer Reihe, die ein Freeze Date Tool, eine Snowfall Climatology Toolbox und andere Ag-Climate Tools umfasst.
„Dieses Projekt ist Teil einer Zusammenarbeit zwischen dem Climate Hub und MRCC, um die Entwicklung von Werkzeugen und Daten für eine Vielzahl von Anwendungen in der Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion im Mittleren Westen fortzusetzen“, sagte Dennis Todey, Direktor des USDA Midwest Climate Hub. „In diesem Fall entwickeln wir Informationen für ein weniger bedientes Publikum, nämlich Staudenobstbauern. Durch Partnerschaften sind wir in der Lage, die Fähigkeiten verschiedener Partner zu erweitern, um Interessengruppen in der Region besser zu bedienen.“
Wenn die optimale Anzahl an Kühlstunden zu früh oder zu spät erreicht wird oder das Kühlstundenziel überhaupt nicht erreicht wird, könnte dies negative Auswirkungen auf den Zeitpunkt des Pflanzenwachstums im Frühling und die Gesamtqualität der Früchte haben.
Jede Obstpflanzenart bzw. ihre Sorten hat ihre eigenen Anforderungen an die Kühlzeiten. Brombeeren benötigen beispielsweise 200 bis 500 Stunden, Himbeeren hingegen 700 bis 800 Stunden. In einem milden Winter kann eine Apfelsorte, die 800 Kühlstunden benötigt, diese Marke bereits Mitte Februar erreichen. Wenn dann eine ausreichend lange Wärmeperiode einsetzt, verliert der Baum seine Kältehärte und bricht aus der Ruhephase aus.
„Aber wenn es erst Mitte Februar ist, wird es hier im Mittleren Westen im März und April zu Frostereignissen kommen. Dadurch wären die Bäume möglicherweise anfällig für Kälteschäden“, bemerkte Widhalm.
„Wenn Sie ein Züchter sind und wissen, dass Ihr Baum die Ruhephase früher als gewünscht beenden könnte, können Sie vorbeugende Maßnahmen ergreifen.“ Zu diesen Maßnahmen gehören das Besprühen von Pflanzen oder das Einschalten großer Ventilatoren, um die Luft zu mischen und die Temperatur zu erhöhen.
Im Herbst, wenn die Temperaturen kälter und die Tage kürzer werden, treten Pflanzen in ihre Ruhephase ein, sagte Amaya Atucha, außerordentliche Professorin und Gottschalk-Stiftungslehrstuhl für Cranberry-Forschung in Pflanzen- und Agrarökosystemwissenschaften an der University of Wisconsin-Madison. „Selbst wenn äußere Wachstumsbedingungen vorhanden sind, wird es kein Wachstum geben, weil sie ruhen. Ein interner physiologischer Mechanismus verhindert ihr Wachstum.“
Pflanzen nutzen diese Strategie, um den Winter zu überleben, insbesondere in gemäßigten Klimazonen, sagte Atucha. „Um aus dieser Ruhephase auszubrechen, müssen Pflanzen für eine bestimmte Zeit einem bestimmten Temperaturbereich ausgesetzt werden, was wir als ‚Abkühlung‘ bezeichnen.“
Nach dieser Kühlperiode benötigen die Pflanzen wärmere Temperaturen, typischerweise über etwa 50 Grad Fahrenheit, um den Austrieb zu fördern und im Frühjahr wieder zu wachsen.
„Wir wissen nicht genau, was passiert. Dies ist immer noch ein sehr aktives Forschungsgebiet“, bemerkte Atucha. Pflanzenwissenschaftler wissen, dass während der Kälteansammlung etwas den inneren Mechanismus, der das Knospenwachstum verhindert, teilweise zusammenbricht.
Aber nachdem die Pflanzen ausreichend gekühlt wurden, brauchen die Knospen nur noch warme Temperaturen, um mit dem Austrieb zu beginnen. Mithilfe des Kühlgeräts können Züchter herausfinden, welches Ruhestadium ihre Bäume erreicht haben.
Das Tool basiert auf stündlichen Temperaturwerten, die an Stationen der Automated Surface Observing Systems und des Automated Weather Observing System aufgezeichnet werden.
Aufgrund von Finanzierungsproblemen bestehen von Mitte der 1960er bis Anfang der 1980er Jahre große Datenlücken. Daten von Stationen, an denen innerhalb von 24 Stunden mehr als drei stündliche Beobachtungen fehlen, werden in den Akkumulationssummen nicht berücksichtigt.
Widhalm bemerkte, dass das MRCC ziemlich regelmäßig Datenanfragen zur Ruhezeit erhält. Benutzer hatten bereits Zugriff auf Chilling-Hour-Daten aus der cli-MATE-Datenbank des Zentrums. Diese Datenbank ist jedoch schwieriger zu verwenden und zeigt die Ergebnisse nicht auf einer regionalen Karte an.
„Wir möchten dies einfach und zugänglich machen, da es sich dabei um die Daten aller handelt“, sagte Beth Hall von Purdue, Direktorin des Indiana State Climate Office und des MRCC. „Dabei handelt es sich um öffentlich finanzierte Datensätze, für die Sie bereits bezahlt haben. Deshalb möchten wir sicherstellen, dass jeder ungehindert von den Informationen profitieren kann, die die Daten bieten. Und dass diese Ressourcen leicht zu finden und einfach zu nutzen sind.“