Wasser zu wenig – Temperatur zu viel: Wie reagieren unsere Kulturpflanzen?
Von der Bodenfeuchte zum Trockenstress
Ausgangspunkt des Wasserhaushalts ist der Boden. Sinkt die Bodenfeuchte, wird es für die Wurzel schwieriger, Wasser aufzunehmen. Gleichzeitig steigt bei hohen Temperaturen und trockener Luft der Wasserbedarf der Pflanze. Die Transpiration – also die Abgabe von Wasser über die Blätter – nimmt zunächst zu.
Die Pflanze versucht daraufhin, Wasserverluste zu begrenzen: Sie schließt ihre Spaltöffnungen (Stomata). Dadurch gelangt jedoch auch weniger Kohlendioxid in das Blatt. Die Folge ist eine sinkende Photosyntheseleistung. Die Pflanze kann weniger Assimilate bilden, die für Blattwachstum, Wurzelentwicklung, Korn-, Knollen- oder Fruchtbildung benötigt werden.
Für die Landwirtin und den Landwirt bedeutet das: eine Pflanze kann äußerlich noch grün erscheinen, obwohl ihre physiologische Leistung bereits deutlich zurückgeht. Erst bei stärkerem Stress werden typische Symptome, wie eingerollte oder hängende Blätter, Welke, Vergilbung und schließlich Blattverlust, sichtbar.
Die Pflanze versucht daraufhin, Wasserverluste zu begrenzen: Sie schließt ihre Spaltöffnungen (Stomata). Dadurch gelangt jedoch auch weniger Kohlendioxid in das Blatt. Die Folge ist eine sinkende Photosyntheseleistung. Die Pflanze kann weniger Assimilate bilden, die für Blattwachstum, Wurzelentwicklung, Korn-, Knollen- oder Fruchtbildung benötigt werden.
Für die Landwirtin und den Landwirt bedeutet das: eine Pflanze kann äußerlich noch grün erscheinen, obwohl ihre physiologische Leistung bereits deutlich zurückgeht. Erst bei stärkerem Stress werden typische Symptome, wie eingerollte oder hängende Blätter, Welke, Vergilbung und schließlich Blattverlust, sichtbar.
Hitze verstärkt den Wasserstress
Ist die Luft warm und trocken, verliert die Pflanze besonders schnell Wasser.
Schließt die Pflanze bei Trockenheit ihre Stomata, reduziert sie zwar die Wasserabgabe, gleichzeitig fällt aber auch die kühlende Wirkung der Verdunstung weg. Dadurch steigt die Temperatur des Blattgewebes weiter an. Genau hier entsteht ein kritischer Kreislauf: Hitzestress!
Bei Mais ist diese Situation besonders relevant. Rund um Blüte und Befruchtung besteht ein hoher Wasserbedarf. Trockenheit und Hitze können dazu führen, dass sich die Entwicklung von männlichen und weiblichen Blüten zeitlich stärker auseinanderentwickelt. Die Befruchtung kann dadurch beeinträchtigt werden und die Kolben bleiben teilweise unzureichend ausgebildet.
Bei Mais ist diese Situation besonders relevant. Rund um Blüte und Befruchtung besteht ein hoher Wasserbedarf. Trockenheit und Hitze können dazu führen, dass sich die Entwicklung von männlichen und weiblichen Blüten zeitlich stärker auseinanderentwickelt. Die Befruchtung kann dadurch beeinträchtigt werden und die Kolben bleiben teilweise unzureichend ausgebildet.
Was die Hitze im Blatt verändert
Jede Pflanze zeigt ihr bestes Wachstum in einem bestimmten Temperaturbereich. Wird dieses Optimum überschritten, nimmt die Photosyntheseleistung ab. Gleichzeitig steigen die Atmungsverluste, und weitere temperaturabhängige Stoffwechselprozesse können nur mehr mangelhaft ausgeführt werden.
Zuckerrüben reagieren auf anhaltenden Trockenstress beispielsweise mit einer Verringerung der Blattfläche und eingeschränktem Blattwachstum. Da die Blätter die Assimilate für die Einlagerung in der Rübe produzieren, kann eine länger anhaltende Stressperiode die Rübenentwicklung und den Ertrag beeinträchtigen.
Für Sojabohnen sind Trockenheit und Hitze negativ während Blüte und Hülsenbildung. In dieser Phase kann Wasserstress zu Blüten- und Hülsenabwurf führen und damit unmittelbar die Zahl der ertragsbildenden Körner reduzieren.
Auch bei Kartoffeln ist eine ausreichende Wasserversorgung während der Knollenbildung entscheidend. Trockenheit kann die Knollenanlage und das Knollenwachstum beeinträchtigen. Kommt anschließend wieder ausreichend Wasser, kann es bei stark schwankender Wasserversorgung zudem zu Qualitätsproblemen kommen.
Hohe Temperaturen können außerdem die Entwicklung beschleunigen. Die Kultur durchläuft bestimmte Entwicklungsstadien schneller, wodurch beispielsweise die Kornfüllungs- oder Fruchtbildungsphase verkürzt wird. Eine kürzere Phase für die Einlagerung wirkt sich auf Ertrag und Qualität aus.
Zuckerrüben reagieren auf anhaltenden Trockenstress beispielsweise mit einer Verringerung der Blattfläche und eingeschränktem Blattwachstum. Da die Blätter die Assimilate für die Einlagerung in der Rübe produzieren, kann eine länger anhaltende Stressperiode die Rübenentwicklung und den Ertrag beeinträchtigen.
Für Sojabohnen sind Trockenheit und Hitze negativ während Blüte und Hülsenbildung. In dieser Phase kann Wasserstress zu Blüten- und Hülsenabwurf führen und damit unmittelbar die Zahl der ertragsbildenden Körner reduzieren.
Auch bei Kartoffeln ist eine ausreichende Wasserversorgung während der Knollenbildung entscheidend. Trockenheit kann die Knollenanlage und das Knollenwachstum beeinträchtigen. Kommt anschließend wieder ausreichend Wasser, kann es bei stark schwankender Wasserversorgung zudem zu Qualitätsproblemen kommen.
Hohe Temperaturen können außerdem die Entwicklung beschleunigen. Die Kultur durchläuft bestimmte Entwicklungsstadien schneller, wodurch beispielsweise die Kornfüllungs- oder Fruchtbildungsphase verkürzt wird. Eine kürzere Phase für die Einlagerung wirkt sich auf Ertrag und Qualität aus.
Nährstoffaufnahme und Wachstum leiden mit
Trockenheit betrifft nicht nur den Wasserhaushalt. Wenn der Boden austrocknet, werden Nährstoffe schlechter verfügbar und der Transport zu den Wurzeln und innerhalb der Pflanze kann eingeschränkt sein. Gleichzeitig investiert die Pflanze ihre begrenzten Ressourcen stärker in Überlebensmechanismen und weniger in neues Wachstum – auch die Ertragsbildung wird eingeschränkt.
Eine gelbliche oder schwach entwickelte Kultur wird heuer wahrscheinlich nicht zu wenig Dünger erhalten haben – bei dieser Trockenheit wird die Ursache eine eingeschränkte Wasser- und Nährstoffaufnahme sein.
Eine gelbliche oder schwach entwickelte Kultur wird heuer wahrscheinlich nicht zu wenig Dünger erhalten haben – bei dieser Trockenheit wird die Ursache eine eingeschränkte Wasser- und Nährstoffaufnahme sein.
Entscheidend ist der Zeitpunkt des Stresses
Nicht jede Trockenphase verursacht den gleichen Schaden. Besonders empfindlich reagieren Kulturen während bestimmter Entwicklungsabschnitte. Bei Getreide sind beispielsweise die Blüte und die Kornfüllung von großer Bedeutung; bei Mais spielt die Wasserversorgung rund um Blüte und Befruchtung eine zentrale Rolle. Auch Hackfrüchte und andere Kulturen reagieren je nach Entwicklungsstadium unterschiedlich.
Das erklärt, warum ein kurzer Wassermangel zu Beginn der Vegetation teilweise kompensiert werden kann, während derselbe Stress während einer ertragsbestimmenden Phase deutlich stärkere Auswirkungen hat. Lange Trockenperioden können dagegen über mehrere Entwicklungsstadien hinweg wirken und dadurch kumulative Schäden verursachen.
Das erklärt, warum ein kurzer Wassermangel zu Beginn der Vegetation teilweise kompensiert werden kann, während derselbe Stress während einer ertragsbestimmenden Phase deutlich stärkere Auswirkungen hat. Lange Trockenperioden können dagegen über mehrere Entwicklungsstadien hinweg wirken und dadurch kumulative Schäden verursachen.
Fazit
Die derzeitige Situation macht deutlich, wie verletzlich unsere Kulturpflanzen gegenüber der Kombination aus massiver Trockenheit und anhaltender Hitze sind. Österreich erlebt eine außergewöhnliche Trockenperiode, während die hohen Temperaturen die Verdunstung zusätzlich verstärken. Für viele Kulturen bedeutet dies, dass die natürlichen Wasserreserven nicht mehr ausreichen, um Wachstum und Ertragsbildung abzusichern.
Eine flächendeckende Bewässerung der Ackerkulturen kann unter diesen Bedingungen jedoch nicht die alleinige Lösung sein. Wo Grundwasserstände bereits kritisch niedrig sind und die notwendige Infrastruktur fehlt, stellt sich nicht nur die Frage der technischen Machbarkeit, sondern auch jene der Verfügbarkeit und nachhaltigen Nutzung der Ressource Wasser. Gerade bei großflächigen Kulturen wie Getreide, Mais, Soja oder Zuckerrüben muss daher sorgfältig abgewogen werden, ob der hohe Wasser-, Energie- und Infrastrukturbedarf einer Bewässerung in einem angemessenen Verhältnis zum erzielbaren Ertrag steht.
Die Zukunft des Ackerbaus wird deshalb zunehmend darin liegen, Kulturen, Sorten und Bewirtschaftungsverfahren stärker an die tatsächlich verfügbaren Wasserressourcen anzupassen. Ein möglichst gut wasserhaltender, tief durchwurzelbarer Boden, standortangepasste Kulturen und Sorten sowie eine gezielte Bewässerung dort, wo sie ökologisch und wirtschaftlich sinnvoll und wasserwirtschaftlich vertretbar ist, werden dabei an Bedeutung gewinnen.
Die aktuelle Trockenheit zeigt eine klare Grenze auf: Landwirtschaft kann fehlendes Wasser nicht durch Technik ersetzen. Die Schlagwörter „Nachhaltigkeit“, „Wasserinfiltration auf der Fläche“ und vielleicht auch die veränderte Kulturpflanzenwahl werden uns weiter beschäftigen.
Eine flächendeckende Bewässerung der Ackerkulturen kann unter diesen Bedingungen jedoch nicht die alleinige Lösung sein. Wo Grundwasserstände bereits kritisch niedrig sind und die notwendige Infrastruktur fehlt, stellt sich nicht nur die Frage der technischen Machbarkeit, sondern auch jene der Verfügbarkeit und nachhaltigen Nutzung der Ressource Wasser. Gerade bei großflächigen Kulturen wie Getreide, Mais, Soja oder Zuckerrüben muss daher sorgfältig abgewogen werden, ob der hohe Wasser-, Energie- und Infrastrukturbedarf einer Bewässerung in einem angemessenen Verhältnis zum erzielbaren Ertrag steht.
Die Zukunft des Ackerbaus wird deshalb zunehmend darin liegen, Kulturen, Sorten und Bewirtschaftungsverfahren stärker an die tatsächlich verfügbaren Wasserressourcen anzupassen. Ein möglichst gut wasserhaltender, tief durchwurzelbarer Boden, standortangepasste Kulturen und Sorten sowie eine gezielte Bewässerung dort, wo sie ökologisch und wirtschaftlich sinnvoll und wasserwirtschaftlich vertretbar ist, werden dabei an Bedeutung gewinnen.
Die aktuelle Trockenheit zeigt eine klare Grenze auf: Landwirtschaft kann fehlendes Wasser nicht durch Technik ersetzen. Die Schlagwörter „Nachhaltigkeit“, „Wasserinfiltration auf der Fläche“ und vielleicht auch die veränderte Kulturpflanzenwahl werden uns weiter beschäftigen.
Weitere Informationen unter www.bwsb.at.
