Landwirtschaft 2040 – Deutschland geprägt vom Klimawandel

Die Landwirtschaft ist nach Medienberichten häufig der Klimasünder, der durch übermäßigen Einsatz von Pestiziden (nein, keine Pflanzenschutzmittel!) oder durch Düngungsmengen weit über die Wirtschaftlichkeit hinaus, Boden und Wasser verpestet. In Punkto Treibhausgasemissionen trägt die Landwirtschaft nach dem Bundesumweltamt maßgeblich zur Emission klimaschädlicher Gase bei. Aus der Landwirtschaft stammen 8,2 Prozent der gesamten Emissionen. Dafür verantwortlich sind vor allem Methan-Emissionen aus der Tierhaltung sowie Lachgas-Emissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden als Folge der Stickstoffdüngung (UMWELTBUNDESAMT 2021).

Auf der anderen Seite ist die Landwirtschaft der Sektor, der am engsten mit der Natur zusammenarbeitet und damit gleichzeitig der leittragende Sektor des Klimawandels ist.

Deutschland ist spürbar vom Klimawandel geprägt. Durch steigende Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre verändern sich, wie Abbildung 1 und 2 dargestellt, die Klimaparameter.

Die Folgen für den Ackerbau sind:

• Eine längere Vegetationsperiode
• Mehr Wetterextreme
  • Starkniederschlagstage (> 20 mm): Anstieg von 4 auf 5 pro Jahr
  • Hitzetage (Tmax > 30 °C): Anstieg von 7 auf 12 pro Jahr
  • Frosttage (Tmax < 0 °C): Rückgang von 8 auf 4 pro Jahr

Fazit: Bis 2040 müssen wir mit trockeneren und wärmeren Sommern sowie feuchteren und milderen Wintern rechnen.

Erhöhte Konzentrationen von Treibhausgasen in der Atmosphäre, vorrangig CO2, haben bei ausreichender Wasserversorgung einen positiven Effekt auf das Pflanzenwachstum („CO2-Düngungseffekt“). Bei der Kohlenstofffixierung ist hier zwischen den sowieso schon sehr effizienten C4-Pflanzen, wie Hirse oder Mais und den eher ineffizienteren C3-Pflanzen zu unterscheiden. Bei den C3-Pflanzen ist die heutige CO2-Konzentration suboptimal und wirkt als begrenzender Faktor für den Ertrag. So werden mit höherem CO2-Gehalt in der Luft, bei einer ausreichenden Wasserversorgung, höhere Erträge bei den Ackerkulturen Weizen und Gerste prognostiziert.

Bei höheren Temperaturen wird die Entwicklung von Pflanzen beschleunigt, d.h. die Pflanzen blühen eher und reifen schneller ab. Was sich positiv anhört ist jedoch eher negativ zu betrachten. Der Pflanze fehlt durch die schnellere Entwicklung Zeit, um die einzelnen Ertragsorgane auszudifferenzieren. So weisen schnell gewachsene Weizenpflanzen zum Beispiel eine geringere Kornanzahl je Ähre auf. Folglich kann das Ertragspotenzial der Einzelpflanze nur noch in einem geringeren Maße ausgeschöpft werden. Dieser Effekt kann jeder beobachten, wenn er den Weizenanbau in England mit dem in Spanien vergleicht. Englischer Weizen wird eher gesät und später geerntet als der in Spanien. Beide unterscheiden sich jedoch auch deutlich im Ertrag. Der Grund: Durch die kalte Witterung Englands differenzieren sich die Ertragsmerkmale deutlich besser aus. Wie so oft ist auch bei den Pflanzen schnell nicht gleich das Beste.

Zusätzlich spielt der Vernalisationsbedarf von Winterungen eine entscheidende Rolle, um einen generativen Ertrag zu erzielen. Werden die Winter zu mild und ist kein Kältereiz gegeben, so gehen die Pflanzen nicht von der vegetativen in die generative Phase über. Hier ist die Züchtung gefragt. Es werden Sorten mit einem geringen Anspruch an den Kältereiz benötigt.

Auch die Düngung muss an den Klimawandel angepasst werden. Die Gefahr von Frühjahrstrockenheiten nimmt zu. Dies hat im Mehrgabensystem zur Folge, dass häufig die nötigen Niederschläge für die zweite, dritte oder vierte Gabe ausbleiben und die Bestände einen Nährstoffmangel mit Ertragsdepressionen aufweisen. Aus diesem Grunde ist eine stabilisierte und frühzeitige Düngung zu empfehlen. Unter Ausnutzung der Restfeuchte aus dem Winter wird über ein stabilisiertes Düngemittel, wie einem ALZON® neo-N, ein Nährstoffdepot im Boden angelegt. Aus diesem Nährstoffdepot kann sich der Bestand dann bedarfsgerecht ernähren und Trockenperioden besser überwinden.

Durch die Stabilisierung des Stickstoffs wird die Umwandlung von Ammonium in Nitratstickstoff verzögert. Anders als Nitratstickstoff wird der Ammoniumstickstoff an den Austauschern im Boden adsorbiert und dem Pflanzenbedarf entsprechend in die Bodenlösung abgegeben. Das Ammonium wäscht bei massiven Niederschlagsereignissen nicht, wie das nahezu vollständig in der Bodenlösung mobile Nitrat, aus.

Wird auf die stabilisierte Stickstoffdüngung im Weizen gesetzt, sollte jedoch nicht die gesamte Stickstoffmenge zu Vegetationsbeginn stabilisiert gedüngt werden. Circa 30 Prozent vom Düngebedarf sind für eine spätere, an die Witterung und die Ertragserwartung angepasste Gabe aufzuheben. Ist ausreichend Wasser vorhanden, ist eine Ausdüngung auf den vollen Düngebedarf mit einem traditionellen Düngemittel, wie einem PIAGRAN® pro zu empfehlen.

Trockenperioden im Frühsommer führen zu einer Schwächung der Pflanze. Zusammen mit hohen Temperaturen wird die natürliche Widerstandskraft heruntergesetzt. Damit können die Pflanzen leichter von tierischen Schadorganismen befallen werden. Außerdem finden zum Beispiel Läuse unter Wassermangel leidende Pflanzen besonders attraktiv, da hier die Assimilate in hoher Konzentration vorliegen. Zusätzlich nimmt durch die hohen Temperaturen die Anzahl an Schadorganismen aus südlicheren Regionen zu.

Auf der Seite der prinzlichen Schadorganismen muss abgewogen werden, welchen Effekt der Klimawandel hat. Auf der einen Seite führen Extremwitterungen mit Hagel zu Verletzungen an den Pflanzen, die als Eintrittspforten von Sekundärkrankheiten dienen. Auf der anderen Seite hemmen Trockenperioden die Verbreitung von obligat biotrophen Pilzen, wie von Septoria tritici oder von Phytophtora infestans.

Die Landwirtschaft ist der Sektor, der durch die Arbeit mit der Natur, direkt vom Klimawandel betroffen ist. Dabei heißt es agieren statt regieren. Gefragt sind Ackerbausysteme, die den Boden schonen und ein Bodengefüge herstellen, das Umwelteinflüsse wie Starkniederschlüge oder auch Starkwinde abpuffern kann. Dabei muss nicht nur die Bodenbearbeitung an sich angepasst werden, sondern auch die Fruchtfolge. Bei der Düngung müssen die Düngungssysteme optimiert und über die gesamte Vegetation gedacht werden. Der ersten Düngegabe ist eine höhere Bedeutung zuzusprechen. Aus dem Winter heraus sind die Niederschläge zu nutzen, um die Nährstoffe an die Wurzel zu bringen. Dabei hat die Ammoniumernährung den entscheidenden Vorteil, dass die Pflanze sich bedarfsgerecht aus dem Nährstoffpool im Boden ernähren kann und das Ammonium durch die Adsorption an den Austauschern im Boden keiner Auswaschung unterliegt. Zusätzlich ist kaum Nitrat im Boden vorhanden, was in einem wassergesättigten Boden zum treibhauswirksamen Lachgas (N2O) umgewandelt wird.

Auf das Pflanzenwachstum bezogen beschleunigt ein Temperaturanstieg die Vegetation. Dabei können neue Kulturen in die Fruchtfolge, wie zum Beispiel die Sojabohne oder der Körnermais etabliert werden. Auf der anderen Seite schwinden die Erträge von kälteliebenden Pflanzen, da hier vor allem die Ausdifferenzierung der Ertragsorgane negativ beeinflusst wird. Im Hinblick auf den Pflanzenschutz verändert sich das Auftreten von Schadorganismen. Niederschlagsbeeinflusste Pathogene treten bei Frühjahrstrockenheit seltener auf. Niederschlagsunabhängige Schadorganismen werden durch höhere Temperaturen gefördert und können zusätzliche Generationen im Jahr ausbilden. Außerdem wächst die Bedeutung einer Infektion der Bestände über asexuell gebildeten Pathogenen, die auf dem Hauptwirten durch ausbleibende Fröste überdauern, zum Beispiel die Blattlaus.

Nun wünschen wir Ihnen eine gute Ernte und verabschieden uns hiermit in die Sommerpause. Nach der Ernte werden wir schauen, ob sich die Düngestrategien im Frühjahr ausgezahlt haben und die Herbstdüngung gemeinsam planen. Sollten Sie zwischenzeitlich Fragen haben, dann wenden Sie sich gerne an Ihren Fachberater.