Höhere Ernteerträge – jedoch von minderer Qualität: Auf diese Formel bringen Wissenschaftler der Universität Stuttgart-Hohenheim die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft. Ihre Versuche in Klimakammern bestätigen: Bereits in nur 30 Jahren verändert der höhere CO2-Gehalt in der Luft das Ergebnis der bäuerlichen Arbeit auf den Feldern.

Die Wissenschaftler sind sich nach ihren ersten, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Versuchen sicher, der Klimawandel beeinflusst die Ernten nicht nur durch seine indirekten Folgen wie die Erwärmung der Atmosphäre und häufigeren Extremereignisse. Sie wissen jetzt: Der steigende Gehalt an Kohlendioxid wirkt sich „auch direkt auf die Kulturpflanzen aus“.

Forscher simulieren Welt in 30 Jahren: Klimawandel stört Ackerbau

Die Hohenheimer Pflanzenökologen und Ökotoxikologen um Andreas Fangmeier, und Petra Högy simulieren dazu in Klimakammern und im Freiland die Klimabedingungen der Zukunft. Ihre Versuche sagen vorher, wie sich die veränderte Klimasituation von morgen auf die Feldfrüchte auswirken wird. „In früheren Experimenten seit 2012 haben wir mit Klimakammern gearbeitet, in denen wir die voraussichtlichen Temperaturen und die CO2-Gehalte im Jahr 2050 simuliert haben“, sagt Högy. Ihr Team verglich Szenarien mit dem heutigen CO2-Gehalt von 400 Anteilen pro Million Luftteilen (ppm) mit dem in 30 Jahren vermuteten von 550 ppm. In einer zweiten Projektphase führen die Wissenschaftler derzeit Feldexperimente durch, bei denen sie ebenfalls die CO2-Bedingungen der Zukunft nachstellen, erklärt die Pressestelle der Universität die Versuchsreihen.

Die Wissenschafter nutzen Weizensorten als Versuchspflanzen. Sie wollen wissen, wie die Nährstoffe in den Pflanzen bei heutigen und künftigen CO2-Konzentrationen aufgenommen und verteilt werden.

Qualität der Weizen-Produkte durch Klimawandel verschlechtert

Dafür messen die Experten Wasserhaushalt, Saftfluss und Fotosynthese-Leistung der Pflanzen. „Sie bestimmen, wie Kohlenstoff und Stickstoff in der Pflanze verteilt werden, analysieren die Inhaltsstoffe und können so ermitteln, wie sich ein erhöhter CO2-Gehalt auf die Qualität des Weizens auswirkt“, erklärt die Pressestelle das Vorgehen der Wissenschaftler. „Die Backfähigkeit von Weizen hängt in erster Linie vom Proteingehalt und von der Zusammensetzung der Proteine im Mehl ab“, erläutert Andreas Fangmeier. „Wir haben festgestellt, dass eine CO2-Erhöhung in der Atmosphäre den Proteingehalt im Weizen reduziert. Auch der Gehalt an Gluten, das als Kleberprotein für gute Backfähigkeit sorgt, sinkt durch mehr CO2.“ Zudem verändert sich die Zusammensetzung der Proteine und damit auch die Verarbeitungsqualität.

Aus ernährungsphysiologischer Sicht schlagen vor allem sinkende Nährstoffgehalte zu Buche. „Nach unseren Erkenntnissen sinken bei höheren CO2-Konzentrationen die Gehalte an Calcium, Eisen, Magnesium und Zink im Weizen“, berichten die Experten.

pit

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