Qualität trotz Dürre

In diesem Jahr hat der reichliche Niederschlag die Felder in vielen Regionen Deutschlands gut versorgt, doch erinnern uns die vergangenen Jahre daran, dass auch in den gemäßigteren Klimazonen wie Deutschland die Landwirtschaft dringend Anpassungsstrategien an den Klimawandel braucht. Ein wichtiger Grundstein dafür ist die richtige Sortenwahl. Neue Versuche zeigen, dass Hybridgerste ihren prozentualen Mehrertrag gegenüber Liniensorten mit zunehmendem Trockenstress steigert und dabei konstant in Tausendkornmasse und Marktwareanteil bleibt.

Klimawandel und Wintergerste

Hatte der Klimawandel in ariden Gebieten bereits vor Jahrzehnten deutliche Konsequenzen für die Landwirtschaft, so blieben die milden Klimazonen wie Zentral- und Nordeuropa weitgehend verschont. Spätestens jedoch mit den Trockenjahren 2018, 2020 und 2022 wurde deutlich, dass sich auch Landwirte vor Ort an die neuen klimatischen Bedingungen anpassen müssen. Wenngleich die Niederschlagssummen in Deutschland nicht stark sinken werden, ist eine Verschiebung dieser in die Wintermonate, sowie eine örtliche Verlagerung hin zu Höhen- und Gebirgslagen zu verzeichnen. In Konsequenz bedeutet das bis 2050 zwischen 10 und 20 % weniger Niederschlag in den Sommermonaten, erhöhter Beregnungsbedarf und lokale Grund-wasserknappheit.
Gerste ist mit ca. 1,22 Mio. ha Anbaufläche das zweitwichtigste Getreide in Deutschland. Aufgrund der frühen Ernte zeichnet sie sich durch eine kurze Vegetationsperiode im Erntejahr und damit in Summe durch einen geringeren Wasserverbrauch als bspw. Winterweizen oder Winterraps aus. Dennoch zeigen die vergangenen Trockenjahre, dass auch Gerste nicht von den klimatischen Veränderungen verschont bleibt. 2022 kam es in großen Teilen von Ostdeutschland und Nieder-sachsen trockenheitsbedingt zu sehr frühen Noternten. Studien zeigen, dass der durchschnittliche Gerstenertrag in Süd- und Zentraleuropa bereits jetzt aufgrund des Klimawandels um ca. 7 dt/ha gesunken ist.

Wasserbedarf der Wintergerste

Gerste benötigt, wie die meisten Getreidearten, in frühen Entwicklungsstadien vergleichsweise wenig Wasser. Mit Beginn des Schossens nimmt der Wasserverbrauch linear zu, bis er in EC 39 mit dem geschobenen Fahnenblatt sein Maximum erreicht (Kc-Wert von 0,9, also 90 % einer idealisierten Grünlandfläche). Dieser Wert bleibt bis zur Abreife konstant. So beläuft sich der aufsummierte Wasserbedarf eines durch-schnittlichen Gerstenbestands auf ca. 410 mm in der Vegetationsperiode von Anfang März bis zur Ernte. Frühe Trockenheit stört dabei die Anlage, bzw. fördert die Reduktion der ertragsbildenden Organe (Triebe, Ährchen und Blüten). Späte Trockenheit stört die Kornfüllung und führt zu schlechteren Qualitäten.

Klimatolerante Sorten

Neben Anpassung der Fruchtfolge und Bodenbearbeitung (Humusaufbau, Erosionsschutz etc.) bedarf es klimatoleranter Sorten, um den neuen Herausforderungen entgegenzutreten. Dazu gehören vor allem die Anpassung der Resistenzeigenschaften (mit dem Klima verändern sich Pilz und Schädlingsbefall), Standfestigkeit, frühe Abreife und eine erhöhte Trockenstresstoleranz. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten eine trockenstresstolerante Sorte zu züchten. Existierende Getreidesorten aus Trockengebieten wie Israel oder Australien verfügen durch Selektion über hervorragende Adaptionsmechanismen in Bezug auf Trockenheit, sind jedoch meist sehr beschränkt in ihrem Ertragspotential. Die Selektion mit Genmarkern gestaltet sich ebenfalls schwierig da Toleranz gegenüber Trockenstress quantitativ vererbt wird. Wo liegt also der Kompromiss zwischen Hochertrag unter guten Bedingungen und sicherem mittlerem Ertrag unter massiver Trockenheit?

Einfach Hybridgerste säen?!

Hybridgerste verfügt durch den sogenannten Heterosiseffekt über diverse Vorteile, die auf eine erhöhte Trockenstresstoleranz schließen lassen. Hervorragendes Wurzelwerk und die bereits unabhängig bestätigte deutlich effizientere Stickstoffaufnahme und Umsetzung, gaben Anlass die Trockenstresstoleranz der Hybridgerste genauer zu untersuchen. Deshalb wurde im Zuge einer Masterarbeit in Kooperation mit dem Unternehmen Syngenta gezielt die Trockenstresstoleranz von Hybridgersten-sorten mit der von Liniensorten anhand eines Versuches in einem Gewächshaus verglichen. Außerdem wurden die Daten der Landessortenversuche von 2017 bis 2022 bezüglich Trockenstress ausgewertet.

Versuchsaufbau

Der Versuch im Gewächshaus umfing die Hybridgerstensorten SY Galileoo, SY Baracooda und SY Loona. Als Vergleichssorten wurden drei in Deutschland bedeutende Liniensorten mit hohem Ertragspotential ausgewählt. Da die unterschiedlichen Ertragstypen zu verschiedenen Zeitpunkten eine gesicherte Wasserversorgung benötigen wurde bei der Sortenwahl darauf geachtet, jeweils einen Einzelähren-, Korndichte- und Kompensationstypen für Linien- und Hybridsorten auszuwählen. Die Pflanzen wurden, nachdem sie in einem Kühlhaus dem Kältereiz ausgesetzt wurden, in ein Meter tiefe Rohre gepflanzt, um eine natürliche Wurzelentwicklung zu ermöglichen. Mit Hilfe von Tröpfchenbewässerung konnten die einzelnen Pflanzen dann gezielt Trockenstress ausgesetzt werden. Dabei wurde zwischen frühem (EC 31-39, Schossen bis Fahnenblatt) und spätem Trockenstress (EC 65-89, Blüte bis Ende Kornfüllung) unterschieden. Neben einer durchgängig bewässerten Vergleichsvariante gab es dann drei Stressvarianten, die sich aus frühem und spätem Stress sowie einer Kombination dieser Varianten zusammensetzten.

Eindeutige Ergebnisse

Der frühe Trockenstress hatte nur geringe Auswirkungen auf Ertrag und Qualität aller Sorten. Die Reduktion der Triebe und Ährchen konnte weitestgehend durch einen besseren Kornansatz kompensiert werden. Anders war das bei den Varianten mit spätem und kombiniertem Stress. Während die Erträge aller Sorten sanken, erhöhten sich die relativen Erträge der Hybridsorten mit steigendem Stress von ca. 20 % Mehrertrag in der Vergleichsvariante auf ca. 35 % Mehrertrag unter starkem Trockenstress.

Bemerkenswert waren jedoch vor allem die Auswirkungen auf die Qualität welche in Form von Tausendkornmasse und der Siebsortierung (Marktware-, Vollgerstenanteil) gemessen wurde. Der Marktwareanteil der Hybriden sank unter der Kombination aus frühem und spätem Trockenstress, also der intensivsten Dürre im Versuch um ca. 1 % zur beregneten Vergleichsvariante. Der Marktwareanteil der Liniensorten dagegen sank um 46 %. Die Tausendkornmasse der Hybriden sank um 15 % die der Linien um 35 %.

Wie sieht es im Freilandversuch aus?

Die Auswertung der Landessortenversuche zeigte ähnliche Ergebnisse. Mit Hilfe der GPS-Koordinaten der Versuche konnten anhand von Rasterdaten des Deutschen Wetterdienstes und Bodenkarten des Julius-Kühn-Institutes Niederschlag, Evapotranspiration, Bodenart sowie nutzbare Feldkapazität jedes Versuchsstandortes bestimmt werden. Mit diesen Daten konnte für jedes Jahr auftretender Trockenstress in den verschiedenen Zeiträumen diagnostiziert werden. Der Datensatz umfing nachdem zweizeilige und nicht ausreichend getestete Sorten entfernt wurden 30 Gerstensorten, ca. 145 Standorte, sechs Jahre und insgesamt 5.617 Ergebnisse (der durchschnittliche Relativertrag des Datensatzes lag durch das Entfernen von zweizeiligen und ertrags-schwächeren Sorten bei 100,2).

Die Hybridsorten erzielten unter guten Bedingungen bereits einen signifikanten Mehrertrag gegenüber den Liniensorten. Unter trockenen Bedingungen bauten sie diesen aus und erzielten nicht nur einen signifikant höheren Relativertrag als die Liniensorten, sondern auch als die Hybridsorten unter guten Bedingungen.

Hybridgerste ist eine Anpassungskünstlerin

In Konsequenz zeigen die Ergebnisse, dass Hybridgerstensorten dem Landwirt eine Absicherung gegenüber auftretenden Dürreperioden bieten. Natürlich sind auch bei Hybridsorten unter Stress Ertragsrückgänge zu verbuchen, die aber signifikant geringer sind als die der Liniensorten. Noch bedeutender jedoch sind die Auswirkungen auf die Qualität. Die Hybridsorten können die Qualität des Ernteguts auch unter extremen Bedingungen aufrechterhalten, während alle drei getesteten Liniensorten keine marktfähige Ware produzierten. Spannend ist zudem, dass Ertrag und Qualität der Liniensorten konstant mit der verringerten Menge an Wasser abfielen. Die Hybridgerste konnte jedoch alle Parameter in der kombinierten Variante mit frühem und späten Trockenstress gegenüber ausschließlich spätem Stress steigern. Der frühe Stress in der kombinierten Variante veranlasste die Pflanzen sich entsprechend anzupassen (Trieb- und Ährchenreduktion). So waren die Pflanzen auf die bevorstehende Dürre während der Kornfüllungsphase vorbereitet und konnten gute Qualitäten erzeugen. Diese Anpassung war bei den Liniensorten nicht in gleichem Maße zu sehen.

Sowohl für die eigene Nutzung als Futter als auch für die Vermarktung bieten die Hybridsorten unter Trockenheit also eine deutlich höhere Sicherheit. Zugleich erzielen sie Höchsterträge unter guten Bedingungen. Diese Anpassungsfähigkeit macht Hybridgerste zu der richtigen Wahl sowohl für Gunstbedingungen als auch für Standorte, die in den letzten Jahren massiv mit der Trockenheit zu kämpfen hatten.