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Wie sich der Pflanzenbau an Klimawandel und Luftverschmutzung anpassen lässt

Studie zur Nutzpflanzenproduktion unter veränderten Umweltbedingungen in „Nature Food“ erschienen – Forschende der Universität Gießen beteiligt

Nr. 156 • 23. Oktober 2023

Mischkultur von Raps und Weizen auf einem Versuchsfeld der JLU. Durch die Mischung eines Tiefwurzlers (Raps) mit dem eher flach wurzelnden Weizen könnte diese Kultur resistenter gegen Trockenstress sein. Foto: Michael Frei
Der Klimawandel stellt die Ernährungssicherung weltweit vor immense Herausforderungen: Klimatische Veränderungen wie steigende Temperaturen und veränderte Niederschlagmuster sowie die mit dem Klimawandel eng verknüpfte Luftverschmutzung wirken sich direkt auf die Produktion von Nutzpflanzen aus. Um die Versorgung der Menschheit mit pflanzlichen Produkten zu sichern, ist daher dringend eine Anpassung an die sich verändernden Umweltbedingungen erforderlich. Wie diese Anpassung aussehen kann, ist Gegenstand einer Veröffentlichung von Prof. Dr. Michael Frei, Professur für Pflanzenbau und Ertragsphysiologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), und seinem Team sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus verschiedenen Instituten in China und Deutschland. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Nature Food“ erschienen.

Drei Ebenen sollte eine Anpassung demnach haben: „Erstens benötigen wir angepasste Nutzpflanzensorten und sollten dafür alle zur Verfügung stehenden modernen Züchtungstechniken nutzen“, erläutert Prof. Frei. „Zweitens sind Anpassungen auf der Ebene der Produktionssysteme notwendig, zum Beispiel durch vielfältigere Fruchtfolgen und Mischkulturen, die eine höhere Resilienz gegenüber Stressfaktoren aufweisen als Monokulturen. Drittens sollten Anpassungen auf der Ebene von Agrarlandschaften und Ökosystemen erfolgen, etwa durch Förderung der Bodenfruchtbarkeit, Steuerung des Wasserhaushaltes oder durch Vegetationsmanagement.“ 

Screeningversuch mit Wildweizenarten an der JLU. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler betrachten unter anderem das Merkmal Trockenstresstoleranz. Foto: Michael Frei
Prof. Dr. Michael Frei forscht mit seinem Team an Stressanpassungsstrategien auf diesen drei Ebenen. Vielversprechende Ansätze sieht er unter anderem darin, stresstolerante Getreidesorten zu entwickeln, die Nutzpflanzenvielfalt durch den Anbau von wilden Verwandten der Nutzpflanzen zu erhöhen, wenig genutzte Kulturpflanzen wie Kichererbsen oder Quinoa vermehrt anzubauen und innovative Mischkultursysteme zu etablieren. „Durch eine Kombination solcher Maßnahmen kann der Ackerbau an den fortschreitenden globalen Wandel angepasst und die Ernährungssicherung in Deutschland wie auch global auch zukünftig gewährleistet werden“, so Prof. Frei.

  • Publikation

Agathokleous, E., Frei, M., Knopf, O.M. et al. Adapting crop production to climate change and air pollution at different scales. Nat Food 4, 854–865 (2023)
https://doi.org/10.1038/s43016-023-00858-y

  • Kontakt

Prof. Dr. Michael Frei 
Professur für Pflanzenbau und Ertragsphysiologie
Telefon: 0641 99-37430
E-Mail: Michael.Frei

Presse, Kommunikation und Marketing • Justus-Liebig-Universität Gießen • pressestelle

Schlagwörter
Forschung Nachhaltigkeit