Für die Produktion von Bioenergie ist der Maisanbau in Deutschland besonders wichtig. Derzeit liegt die Pflanze unangefochten an der Spitze, wenn es um die bestellte Fläche geht. Doch andere, weniger bekannte Sorten wie die Sorghum-Hirsen holen auf. Sie bieten eine sinnvolle Ergänzung der Fruchtfolge und geraten durch ihre längeren Wurzeln nicht so leicht in Trockenstress. Wie die künftigen Zuchtziele der beiden Pflanzen an den Klimawandel angepasst werden könnten, haben Forscher um Remy Manderscheid vom bundeseigenen Thünen-Institut untersucht. Sie berichten im Magazin Mais (2014, Ausgabe 1) über ihre Ergebnisse.

Die Prognosen des Weltklimarates IPCC sind bekannt: Die Temperatur auf der Erde wird langfristig ansteigen. Bis 2100 ist mit einer Zunahme der globalen Durchschnittstemperatur um 0,9 bis 5,4 Grad Celsius zu rechnen – abhängig von den Zuwachsraten aller Treibhausgase und dem angewandten Prognosemodell. Für die kommenden 50 Jahre sagt das Gremium einen Anstieg der Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid um 50 Prozent voraus, von 400 ppm auf 600 ppm. Das wiederum führe nicht nur zu einem Temperaturanstieg, sondern auch zu einer Abnahme der Sommerniederschläge.

Klima der Zukunft nachgestellt

Für Mais und Sorghum-Hirsen sind das keine guten Nachrichten. Bei ihnen droht bei geringen Niederschlägen und höheren Temperaturen Trockenstress. Wie sich die geänderten Bedingungen genau auf die Pflanzen auswirken, haben nun erstmals Forscher vom Johann Heinrich von Thünen-Institut untersucht, dem Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei. Die Wissenschaftler um Remy Manderscheid vom Institut für Biodiversität haben das geänderte Klima auf einem Freiland-Versuchsfeld nachgestellt. So sollte der Wasserbedarf von Mais und Sorghum in Abhängigkeit von Temperatur und Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre ermittelt werden.

Das Ergebnis: Obwohl Mais und Sorghum sich äußerlich ähneln und auch vergleichbare Stoffwechsel aufweisen, ist der Anbau von Mais zumindest unter den heutigen Klimabedingungen in Mitteleuropa ressourceneffizienter. Denn die untersuchten Sorghum-Hirsearten haben für ihre Blattentwicklung einen höhere Temperaturansprüche als Mais. Das wirkt sich insbesondere bei früher Aussaat oder kühler Frühsommerwitterung aus.

Tiefere Wurzeln für mehr Wasser

Da der Mais dadurch eine im Vergleich bessere Wüchsigkeit zeige, schneide er im Hinblick auf die Wassernutzungseffizienz unter heutigen Klimabedingungen besser ab, berichten die Forscher. Ein Vorteil der Sorghum-Hirsen sei hingegen die vergleichsweise tiefe Bodendurchwurzelung. So könnten die Pflanzen bei Trockenstress das Wasser aus tieferen Schichten besser erschließen.

Diese Ergebnisse haben auch eine wichtige Aussagekraft für die Zukunft. Sie erlauben es abzuschätzen, welche Eigenschaften bei künftigen Saatgutlinien zu einem möglichst guten Ernteergebnis beitragen können. So müssten die ursprünglich aus Afrika stammenden Sorghum-Hirsen beispielsweise stärker an die hierzulande – trotz Klimaerwärmung – vergleichsweise kühle Witterung angepasst werden, um bei mangelnder Wasserversorgung ein ähnliches oder besseres Wachstum als Mais zu erzielen.