Wurzeln optimieren für einen nachhaltigen Ackerbau in Europa

Kohlenstoffanreicherung in landwirtschaftlich genutzten Böden ist für die Verringerung der Auswirkungen des Klimawandels unerlässlich. Eine der praktikabelsten, aber am wenigsten beachteten Möglichkeiten ist die Erhöhung der Kohlenstoffeinträge in den Boden durch die Wurzeln von Haupt- und Zwischenfrüchten.

Um die Produzierenden für die Unterstützung dieser Umstellung zu gewinnen, müssen Bewirtschaftungsmassnahmen gefördert werden, die eine gleichwertige Rentabilität, aber ein höheres Potenzial zur Bindung von Kohlenstoff im Boden aufweisen.

Die Rolle von Pflanzenwurzeln im Klimawandel

Wurzeln spielen eine entscheidende Rolle für die Anpassung an den Klimawandel und seine Abschwächung. Mit mehr und tieferen Wurzeln können landwirtschaftliche Nutzpflanzen auf tiefere Wasser- und Nährstoffressourcen zugreifen, was sie widerstandsfähiger gegen Dürreereignisse unter den Bedingungen des Klimawandels macht. Wurzeln sind auch die wichtigste Ausgangsmaterie von organischem Bodenkohlenstoff und tragen im Vergleich zu anderer Biomasse, die im Boden verbleibt, viel effizienter zum Aufbau von Bodenkohlenstoffreserven bei.

Quantifizierung von Wurzelbiomasse in einem Genotyp-Umwelt-Netzwerk

Mit den derzeitig vorhandenen Daten und Kenntnissen ist es nicht möglich, die Speicherung von Wurzelkohlenstoff in landwirtschaftlichen Böden zu prognostizieren, insbesondere in Bezug auf genetische oder umweltgesteuerte Wurzeleigenschaften (Genotyp-Umwelt- Wechselwirkung). Wir arbeiten daher eng mit dem H2020-Projekt INVITE zusammen, um die Wurzelbiomasse und -tiefe von zehn kommerziell relevanten Winterweizen- bzw. Maissorten an 15 Standorten in Europa zu quantifizieren.

Wurzelmerkmale für die Anpassung an den Klimawandel

Um die Bedeutung der genotypischen Variabilität für die Anpassung an den Klimawandel besser zu verstehen, untersuchen wir auch diejenigen Wurzelmerkmale, die die Ressourcenakquise der Pflanzen bestimmen, wie Kohlenstoff-Rhizodeposition, die Wurzelsystemarchitektur im Ober- und Unterboden und das Vorkommen von Mykorrhizapilzen. Dazu verwenden wir bewährte Feld- und Labormethoden, z. B. in-situ multiple pulse labelling mit 13C, 2D- und 3D-Wurzelscanning und Mikroskopie.