Gräser schränken ihren Stoffwechsel und die Stickstoffaufnahme ein, wenn viel Kohlendioxid in der Luft ist. (Foto: TUM)

Klimawandel beeinträchtigt Grünland

Gräser reagieren empfindlich auf hohe CO2-Konzentrationen. Die Stickstoffdüngung kann darum keinen zusätzlichen Ertrag bewirken.

An Langzeitversuchen im Grünland können Wissenschaftler erkennen, dass bereits im vorigen Jahrhundert Grünlandbestände unter den steigenden CO2-Konzentrationen gelitten haben. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben Grünland-Dauerversuche aus dem britischen Rothamsted ausgewertet. Seit 1856 dort die Wirkungen unterschiedlicher Düngergaben auf die Ertragsleistung und die botanische Zusammensetzung von Heuwiesen geprüft. Geerntetes Material wurde seit Versuchsbeginn archiviert. Es stand nun den Forscherinnen und Forschern für Untersuchungen des Nährstoffstatus von Stickstoff und Phosphor, und der Kohlenstoff- und Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung der Biomasse zur Verfügung.

„Wir beobachteten, dass stark mit Stickstoff gedüngte und deshalb Gras-reiche Pflanzenbestände im Laufe des vergangenen Jahrhunderts ihre Ertragsüberlegenheit gegenüber weniger oder nicht mit Stickstoff gedüngten Kraut- und Leguminosen-reichen Pflanzenbeständen weitgehend verloren haben, sofern sie gleich mit Nährstoffen versorgt waren“, sagt Juan Baca Cabrera, der am Lehrstuhl für Grünlandlehre der TUM promoviert.

Diese Ergebnisse sprechen aus Sicht der Forschenden dafür, Graslandbestände künftig zurückhaltend mit Stickstoff zu versorgen. So lasse sich ein bedeutender Ertragsanteil von Kräutern und Leguminosen erreichen. Zugleich wäre es ein Beitrag zu geringeren Stickstoffemissionen in die Umwelt. „Unsere Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis der Bedeutung der Gräser in Erdsystemen und sie geben Hinweise für eine nachhaltige künftige Grünlandnutzung“, so Prof. Hans Schnyder, Professor für Grünlandlehre an der TUM.

Pflanzen kontrollieren, wie weit sie ihre Spaltöffnungen (Stomata) öffnen, um das Gleichgewicht zwischen Kohlendioxidaufnahme (Photosynthese) und Wasserverlust (Transpiration) zu optimieren. Sind sie höheren CO2 –Gehalten ausgesetzt, verkleinern sie die Spaltöffnungsweite und sparen so Wasser. Dieser Effekt sei bei Gräsern besonders stark ausgeprägt. Ist die Transpiration reduziert, fließt weniger Masse vom Boden über die Wurzeln in die Blätter. Darum reduziert sich die Stickstoffaufnahme, was die Photosyntheseleistung mindert.

Insbesondere bei den stark mit Stickstoff gedüngten Gras-reichen Beständen, konnten die Forschenden beobachten, dass sich der Stickstoffernährungsstatus der Vegetation verschlechterte. Der Klimawandel führte außerdem zu einer mit den neuen Forschungsmethoden erkennbaren stark reduzierten stomatären Leitfähigkeit und minderte die Erträge.

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