Ob Pflanzen auf dem Acker gedeihen und ertragreich sind, hängt nicht allein davon ab, ob sie ausreichend Wasser und Nährstoffe zur Verfügung haben. Auch der wurzelnahe Bereich der Pflanze – die Rhizosphäre – hat maßgeblichen Einfluss auf die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen, wie frühere Untersuchungen von Forschenden der Universität Bayreuth ergaben. Für das Team um die Bayreuther Geoökologin Johanna Pausch ist die Rhizoshäre daher seit langem der Schlüssel, um Pflanzen an die künftigen klimatischen Bedingungen anzupassen und widerstandsfähiger zu machen.

BMBF fördert weitere Forschung zu Rhizosphäre

Im Verbundprojekt RhizoTraits, das von der Universität Bayreuth koordiniert wird, nehmen die Forschenden daher die Eigenschaften des wurzelnahen Bereichs der Maispflanze genauer ins Visier. Sie wollen herausfinden, ob ältere Maissorten und Sortenmischungen die Erträge in der Klimakrise stabilisieren können. Das Vorhaben startete Anfang Mai und wird bis April 2027 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 1,9 Mio. Euro gefördert. Daran beteiligt sind auch Forschende von der Technischen Universität München, der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft sowie vom Karlsruher Institut für Technologie.

Im Vorläuferprojekt, das ebenfalls vom BMBF gefördert wurde, ging es um die Frage, inwiefern ältere Sorten im Vergleich zu modernen Sorten Eigenschaften in der Rhizosphäre aufweisen, die unter extremen Klimabedingungen Ertragsverluste reduzieren können. Im Rahmen der Untersuchung zeigten ältere Sorten bei Trockenheit eine erhöhte Plastizität in den Eigenschaften ihrer Wurzeln und der Rhizosphäre, was ihnen nach Einschätzung der Forschenden die Anpassungen an veränderte Umweltbedingungen erleichtern könnte. Ein Vergleich der Nährstoff- und Wasseraufnahme ergab, dass sich alte und moderne Sorten dabei unterschiedlicher Strategien bedienen. Während die alten Maissorten über längere und schlankere Wurzeln verfügen und damit aus dem Unterboden Wasser und Nährstoffe holen können, setzen moderne Sorten eher auf die Symbiose mit Wurzelpilzen.

Strategien zur Nährstoff- und Wasseraufnahme von Maissorten

In der nun angelaufenen zweiten Projektphase will das Team um Projektkoordinatorin Johanna Pausch die verschiedenen Strategien zur Nährstoff- und Wasseraufnahme der Maispflanzen genauer untersuchen. „Wir möchten testen, ob die Strategien unter sich ändernden Klima- und Bodenbedingungen stabil bleiben“, sagt Pausch. Dafür wird eine Sortenmischung aus mehreren Maissorten mit unterschiedlichen Anpassungsstrategien und deren Auswirkungen auf die Ertragsstabilität untersucht. „Wir bauen die Pflanzen auf unterschiedlichen Böden an, wobei wir Unterschiede zwischen dem regenreicheren Süden und den trockeneren Regionen rund um Würzburg erwarten“, sagt Pausch.

Erstellung von Ertragsprognosen für zukünftige Klimaszenarien

Auch die Abnahme der Maiserträge in Süd- und Nordbayern soll im zweiten Projektabschnitt genauer untersucht werden. Mithilfe von Modellierungsansätzen werden zudem Ertragsprognosen für zukünftige Klimaszenarien erstellt sowie der Einfluss von Sorten und Sortenmischungen auf wichtige Funktionen von Ökosystemen wie die Kohlenstoffspeicherung analysiert.

Dieser integrative Ansatz könnte den Forschenden zufolge hilfreich sein, die Ertragsstabilität zukünftiger Anbausysteme zu optimieren. „Geschickt zusammengestellte Sortenmischungen“ könnten „eine schnelle und leicht umzusetzende Maßnahme sein“, um die Landwirtschaft in bestimmten Regionen an die Folgen der Klimakrise anzupassen, heißt es.

bb