Am 9. Januar 2016 fand ein Kolloquium am ZALF statt, organisiert vom Institut für Landschaftssystemanalyse (LSA) und dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). Dr. Claas Nendel, Leiter des LSA, begrüßte 19 ZALF Wissenschaftler/innen und eingeladene Gäste.
Dr. Frank Wechsung (PIK), führender Wissenschaftler zu Studien regionaler Klimawandel-Auswirkungen, gab eine Einführung in das Thema der Einflüsse von Temperatur auf das Wachstum und die Entwicklung von Weizen und betonte die Wichtigkeit der Forschungsexperimente in Arizona. Damit übergab Dr. Wechsung das Wort an Dr. Gerard W. Wall, vom US Arid-Land Agriculture Research Center, der über Experimente zum Hitzestress auf Getreide sprach (Titel: Thermal Regime Agronomic Cereal Experiment (TRACE)).
Der globale Klimawandel und damit entstehende teils unvorhersehbare Veränderungen werden die thermische Ordnung der planetaren Hauptregionen zur Getreidepflanzenproduktion verändern. Da semi-aride Wüstengebiete mit ihren Schwankungen der Umgebungstemperatur innerhalb eines Jahres und zwischen den Jahren die größte Variationsbreite an Temperaturschwankungen aufweisen, bieten Daten dieser Regionen ein kosteneffektives Instrument zur Gewinnung von robusten Datensätzen über gleichzeitig unterschiedliche Getreidesorten. Um das Verständnis über die thermische Dynamik von Getreidepflanzen bei höheren Temperaturen weiterzuentwickeln und eine Einschätzung über Interaktionen von Genotyp, Umwelt und Management (G×U×M) zu erhalten, ist es beabsichtigt, Pflanztermine zu variieren: von der gewohnten Pflanzungszeit im Dezember zu dichteren Intervallen zwischen April und Juni.
Forschungsziele sind: (1) Ermittlung von Reaktionen der Getreidepflanzen auf breite Temperaturschwankungen durch variierte Pflanztermine; (2) Quantifizierung von Pflanzenwachstum; (3) Evaluierung und Aufbereitung von thermischen Reaktionen auf Pflanzenwachstum und -entwicklung; (4) Validierung von Pflanzenwachstums-Modellen in Beziehung zu thermalen Prozessen, unter der Annahme, eine Energiebalance durch die Etablierung von Bodenbedeckung zu erreichen.
Forschungsgegenstände sind: Getreide (Tritium aestivum L.); Hartweizen (T. durum L.); Gerste (Hordeum vulgare L.); und Triticale (T. aestivum L.× Secale cereale L.). Zwei Jahre lang werden insgesamt vier Sorten Getreidepflanzen zu acht unterschiedlichen Pflanzzeiträumen mit vier Wiederholungen, Daten über 256 unterschiedlich aufbereitete Pflanzenreaktionen liefern – und das bei Temperaturschwankungen zwischen −2 und 42 °C. Das gemeinsame Verständnis zu Auswirkungen des globalen Klimawandels und damit in Verbindung stehenden Unsicherheiten, wird Basis zur Entwicklung von Anpassungs- und Abschwächungsstrategien zur Sicherung der globalen Ernährungssicherheit sein.
Dr. Gerard W. Wall, Pflanzenphysiologe, hat bereits diverse multidisziplinäre Forschungsgruppen geleitet, die auf breiter Basis Reaktionen landwirtschaftlicher Nutzpflanzen auf erhöhte Konzentrationen von CO2 und O3 sowie auf natürliche und künstlich erzeugte thermische Regimes untersucht haben. Seine Arbeit hat den Fokus auf die Toleranz von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen gegenüber biotischen und abiotischen Belastungen. Gerald Wall kooperiert mit dem ZALF über das Projekt „AgMIP“ (Agricultural Modelling Intercomparison and Improvement Project) zum Vergleich und zur Verbesserung von landwirtschaftlichen Simulationsmodellen. Er bringt die Modellierer zurück auf den Boden der Realität wenn er den Bedarf für gut ausgearbeitete Feldexperimente illustriert und dabei die Anstrengungen und Mühen aufzeigt, die es auszuhalten gilt, um hochwertige Datensätze für eine Verbesserung der Modelle zu erarbeiten. Besonders das Verstehen der Auswirkungen hoher Temperaturen auf Getreidepflanzen ist ein wichtiger Teil der Modellierung von Klimawandelfolgen mit Blick auf die globale Ernährungssicherheit.
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