Sichere Wasser- und Nährstoffversorgung für Europa
Zwei der erwarteten Auswirkungen des Klimawandels sind Einschränkungen der Wasserversorgung und ein Mangel an wichtigen Nährstoffen für den Anbau von Kulturpflanzen. „Das Wasser wird in vielen Gebieten Europas knapper werden und teils als Folge dieser erhöhten Wasserknappheit könnten Nährstoffe weniger reichhaltig vorhanden sein“, erklärt Philippe Hinsinger, leitender Wissenschaftler bei INRAE Montpellier und Projektkoordinator von SolACE (Solutions for improving Agroecosystem and Crop Efficiency for water and nutrient use). Landwirtschaftliche Betriebe tragen wichtige Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor in Form von Düngemitteln ein, welche sich merklich auf die Umwelt auswirken. Somit bedeutet eine nachhaltigere europäische Landwirtschaft einen verringerten Einsatz von Düngemitteln, wodurch die Pflanzen häufiger mit Stickstoff und Phosphor unterversorgt sind. Das EU-finanzierte Projekt SolACE verfolgte zur Lösung dieser Probleme den Ansatz, neue Genotypen zu züchten, die unter diesen harschen Bedingungen gedeihen können. Das Team erarbeitete auch verschiedene Bewirtschaftungspraktiken für biologische wie konventionelle Landwirtschaftssysteme, um die europäische Landwirtschaft zu unterstützen. „Die Verwendung dieser Düngemittel in Europa weiter einzugrenzen, ist aus Umweltschutzgründen und aufgrund der steigenden und schwankenden Kosten auch wirtschaftlichen Gründen absolut notwendig“, ergänzt Hinsinger.
Innovative Genotypen von Kulturpflanzen
Neue Genotypen können die Ressourcen unter der Erde wie tiefliegende Wasservorkommen und Nährstoffe besser einlagern und ausnutzen oder trotz geringerer Wasser- und Nährstoffversorgung mehr Ertrag bringen. „Die Bemühungen im Rahmen von SolACE drehten sich um eine effizientere Aufnahme hinsichtlich der Merkmale unter der Erde. Das war die große Herausforderung des Projekts“, sagt Hinsinger. Das Team züchtete etwa 250 Genotypen Weizen und Hartweizen, wobei die Wurzeleigenschaften mit Bildgebungsverfahren analysiert wurden. Auch kleinere Mengen Kartoffelpflanzen wurden studiert. Das SolACE-Team erarbeitete auch eine neue Zuchtstrategie. Daten über den Wurzelphänotyp führten zur Entwicklung von Modellen zur Genomauswahl, die erfolgreich darauf getestet wurden, die Ertragsleistung von Weich- und Hartweizen zu erhöhen. Mittels Biotechnologie erschuf das Konsortium auch Weichweizen- und Kartoffelhybride. Die Forschenden erarbeiteten verschiedene neue praktische Ansätze für das Agrarökosystem. Diese wurden in Pilotversuchen im Labor und dann durch Feldforschung an unterschiedlichen Standorten in Europa getestet. Weiterhin wurden Experimente in Betrieben bei sieben landwirtschaftlichen Netzen in ganz Europa durchgeführt, um die neuen Strategien weiter zu prüfen. Dabei wurde besonders an der Modellierung von landwirtschaftlichen Erträgen innerhalb zukünftiger Klimaszenarien gearbeitet. „Die Kombination von Erntemodellen mit Szenarien für das Klima der Zukunft in unterschiedlichen Regionen Europas ergab eine große Streuung der Erträge“, erklärt Hinsinger. „In südlichen und östlichen Regionen fielen sie schlecht aus, aber in vielen anderen Gebieten eher positiv: Dort erhöhte sich der Ertrag aufgrund der höheren Temperaturen und CO2-Konzentration“, ergänzt er.
Politik und kommende Forschung
Die Ergebnisse von SolACE umfassen verschiedene Zusammenfassungen auf EIP-AGRI, Videos, Schulungsmaterialien sowie Veröffentlichungen in Fach- und Wissenschaftsmagazinen und auf Konferenzen. Das Team verfasste auch eine Reihe an Kurzdossiers mit wichtigen Empfehlungen für die Politik, um diese spezifischen Herausforderungen zu bewältigen. „Wir überdenken derzeit die weitere Erforschung einiger der Ergebnisse, darunter mit kleinen und größeren Biotechnologieunternehmen“, sagt Hinsinger. „Die Beteiligung am Projekt hat Interesse und Begeisterung für die getesteten Innovationen geweckt, insbesondere bei landwirtschaftlichen Betrieben.“
Schlüsselbegriffe
SolACE, Landwirtschaft, Wasser, Nährstoffe, Agrarökosystem, Management, Wirtschaft, Ernte, Genotyp