Ein Forscherquartett von CSIRO Agriculture & Food in Australien hat durch Simulationen herausgefunden, dass die Anpflanzung neuartiger Weizengenotypen durch tiefe Aussaat die Erträge steigern könnte. In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Natur KlimawandelZhigan Zhao, Enli Wang, John Kirkegaard und Greg Rebetzke, beschreiben, wie sie Daten aus verschiedenen Quellen verwendeten, um eine Simulation zu erstellen, um zu zeigen, wie die Weizenerträge in Australien erhöht werden könnten, wenn die Bedingungen wärmer und trockener werden.
Die meisten großen Weizenanbaubetriebe, einschließlich der in Australien, basieren auf Halbzwergsorten, die vor Jahrzehnten entwickelt wurden, um die Erträge zu steigern. Solche Sorten erhöhten die Erträge, weil sie weniger anfällig für Windschäden waren, weniger Zeit zum Reifen brauchten und besser auf Dünger reagierten. Aber sie haben eine Achillesferse – kurze Koleoptilen.
Koleoptilen sind Umhüllungen, die junge Triebe schützen. Die Kürze bedeutet, dass sie feuchten Boden in der Nähe der Oberfläche benötigen, um zu überleben. Doch mit fortschreitender globaler Erwärmung wird der oberflächennahe Boden wärmer und trockener. Aus diesem Grund sind Wissenschaftler in Australien besorgt, dass die Halbzwergsorten nicht unter der zunehmend heißen Sonne wachsen, die auf Australiens Weizenfeldern zu finden ist. Die Forscher mit dieser neuen Anstrengung schlagen vor, dass die Lösung klar ist – australische Weizenbauern müssen auf neuere Weizensorten umsteigen – solche mit längeren Koleoptilen, die es ihnen ermöglichen, tiefer in den Boden zu gelangen, wo es feuchter ist. Sie müssen ihre Pflanzen auch früher pflanzen, damit sie reifen können, bevor das heißeste Sommerwetter eintrifft.
Um zu diesen Schlussfolgerungen zu gelangen, entwickelten die Forscher einen Rahmen, der es ermöglichte, die physiologischen Wirkungen von Gibberellinsäure-empfindlichen Zwerggenen auf das Koleoptilenwachstum und die Kraft, die sie in der realen Welt zeigen könnten, zu integrieren. Anschließend fügten sie Daten sowohl aus der realen Welt als auch aus dem Framework in einen landwirtschaftlichen Produktionssystemsimulator ein, der die Bedingungen berücksichtigte, die wahrscheinlich in den Teilen Australiens herrschen, die für den Weizenanbau genutzt werden, wenn sich der Planet erwärmt.
Die Simulationen zeigten, dass die Umstellung auf solche neuartigen Weizengenotypen sowie die tiefere und frühere Aussaat unter den aktuellen Bedingungen die Erträge um 18 bis 20 % steigern könnten. Sie behaupten, dass ihre Simulationen darauf hindeuten, dass solche Änderungen auch dazu beitragen könnten, Ernteverluste aufgrund von Erwärmungstemperaturen zu verhindern. Und sie schlagen weiter vor, dass der gleiche Ansatz auch verwendet werden könnte, um Weizenertragsrückgänge in anderen Teilen der Welt in den kommenden Jahren zu verhindern.
Zhigan Zhao et al., Neuartige Weizensorten erleichtern die tiefe Aussaat, um der Hitze des sich ändernden Klimas zu trotzen, Natur Klimawandel (2022). DOI: 10.1038/s41558-022-01305-9
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