Einfluss von Trockenheit auf den Ertrag und die Wurzelbiomasse von Knaulgras-Sorten

von Lukas Gaier, Andreas Klingler, Wilhelm Graiss und Bernhard Krautzer

Einleitung

Der Klimawandel stellt das österreichische Grünland durch eine Zunahme von Extremwetterereignissen und eine Verschiebung der Niederschlagsverteilung zunehmend vor Herausforderungen. Die Vegetationsperiode beginnt deutlich früher, damit verändern sich traditionelle Auf- und Austriebstermine. Der Futterzuwachs im Frühjahr nimmt bei ausreichender Wasserverfügbarkeit zu, die Ertragsdepression im Sommer ist in den meisten Jahren deutlich ausgeprägter als früher. Damit verändern sich auch traditionelle Schnitttermine.

Mit Ausnahme der gut wasserversorgten Standorte in kühleren Lagen ist künftig allgemein mit Ertragseinbußen zu rechnen. Aus diesen Gründen muss über eine Änderung des Pflanzenbestands und auch des Managements nachgedacht werden. Besonders das Gräsergerüst leidet, da sich der Hauptwurzelanteil vieler, für das Wirtschaftsgrünland bedeutender Grasarten in den oberen Bodenschichten befindet (Staniak & Kocoń, 2015). Aus diesem Grund ist auf dürregefährdeten Standorten die Zusammensetzung von Saatgutmischungen hin zu trockenheitstoleranteren Arten zu verschieben. In diesem Zusammenhang kommt dem Knaulgras (Dactylis glomerata) eine besondere Bedeutung zu. Die Futterqualität von Knaulgras ist zwar geringer als die des englischen Raygrases (Lolium perenne), kompensiert dies aber durch eine robuste Ertragsleistung im Sommer und eine erhöhte Toleranz gegenüber abiotischen Stressfaktoren, was es zu einer zuverlässigen Wahl unter schwierigen Anbaubedingungen macht (Sanada et al., 2010). Obwohl die Art grundsätzlich als sehr trockenheitstolerant gilt, ist nur sehr wenig über Sortenunterschiede bekannt, da eine standardisierte Erhebung in Feldversuchen sehr schwierig ist. Aus diesem Grund wurde im Folientunnel der HBLFA Raumberg-Gumpenstein ein Versuch gestartet, um die Trockentoleranz von fünf Knaulgrassorten (Amba, Laban, RGT Lovely, Prolana und Tandem) unterschiedlicher europäischer Herkunft unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen.

Material und Methoden

Diese Sorten wurden vier Bewässerungsbehandlungen unterzogen, die in sechsfacher Wiederholung in 120 randomisiert verteilten Töpfen über drei Aufwüchse wiederholt wurden. Das Hauptziel bestand darin, die Auswirkungen von drei Feldkapazitätsstufen (T1à 80%, T2à60%, T3à40%) zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf dem Ertrag und der Wassernutzungseffizienz der Sorten lag. Die Versuchsanordnung umfasste die Aussaat der Pflanzen in Anzuchterde, das Umpflanzen in Saatschalen und schließlich das Umtopfen in mit Quarzsand gefüllte Mitscherlich-Töpfe. Diese Töpfe hatten einen abgedeckten Wasserablauf mit Untersetzer, um das Eindringen von Wurzeln und das Auslaufen von Substrat zu verhindern. Es wurde eine Startdüngung mit Stickstoff, Phosphor und Kali sowie diversen Spuren- und Mengenelementen vorgenommen und eine Kalkgabe zu Pufferung des pH-Wertes durchgeführt. Die Feldkapazität wurde aus der Differenz zwischen dem Sättigungsgewicht und dem Trockengewicht des Substrats berechnet. Der Wassergehalt der Töpfe wurde mehrmals pro Woche gravimetrisch überwacht, wobei die Bewässerung so angepasst wurde, dass das vorgegebene Gewicht beibehalten wurde. Bei den Schnittterminen wurden alle Pflanzen auf einer Höhe von 5 cm mit einer Schere abgeschnitten und das Frischmassegewicht pro Topf auf Zehntelgramm bestimmt.Danach wurden die das Erntegut? in einer Warmlufttrocknung bis auf einen Wassergehalt von ca. 11 % getrocknet und dadurch konserviert. Die finale Bestimmung der Trockenmasse erfolgte mittels NIRS-Spektroskopie.Nach der Ernte des dritten Aufwuchses wurden die Pflanzen an der Bodenoberfläche gekappt und der Wurzelanteil in drei verscheidenden Bodenschichten (0-5 cm, 5-10 cm, >10 cm) ermittelt. Dazu wurden die Wurzelballen in den betreffenden Tiefen durchgeschnitten, die Wurzeln ausgewaschen und deren Frischmasse erhoben. Die Wurzeln wurden anschließend in einem Muffelofen getrocknet und der Trockenmasseanteil bestimmt.

Ergebnisse und Diskussion

Die Studie zeigte, die höchsten Erträge über alle Wachstumsstadien und Sorten hinweg in der gut wasserversorgten T1 zu verzeichnen waren, während die Erträge in den T2 und T3 allmählich abnahmen.

Der erste Aufwuchs lieferte bei allen Sorten und Behandlungen durchweg die höchsten Erträge. Die Ergebnisse stimmen mit denen aus der Literatur überein und weisen auf eine wiederkehrende Beobachtung hin: Trockenheit wirkt sich zwar auf alle Sorten aus, aber nicht auf die gleiche Weise (Bristiel et al., 2019).

Unter den Sorten stach Prolana mit dem höchsten Durchschnittsertrag über alle Aufwüchse und Treatments hinweg hervor und übertraf Tandem und Laban signifikant. Bei der Untersuchung der Treatments zeigten Lovely und Tandem beeindruckende Erträge in allen Aufwüchsen unter T1 und übertrafen durchweg den Treatmentschnitt. In T2 war der Ertrag von Prolana am höchsten und lag deutlich über dem von Laban. In T3 hatten sowohl Prolana als auch Amba höhere Erträge als der Treatmentschnitt, wobei Prolana den Treatmentschnitt in jedem Wachstum übertraf.

Die verschiedenen Bewässerungstreatments zeigten deutliche Unterschiede in Hinblick auf die Wurzelmasse der fünf Sorten. In jedem Bewässerungstreatment zeigt dabei die Sorte Prolana die höchste Wurzelmasse, mit einem deutlichen Abstand zu den anderen Sorten. Lediglich bei stark reduzierter Bewässerung zeigte die Sorte Amba ein ähnlich hohes Niveau. Die niedrigsten Wurzelmassen wiesen in allen Bewässerungsvarianten die Sorten RGT Lovely und Tandem auf.

Die Ergebnisse zeigen deutlich die starke Variabilität von Sorten unter verschiedenen Trockenheitsbedingungen. Bei den reduzierten Bewässerungstreatments zeigte über alle untersuchen Eigenschaften hinweg die Sorte Prolana eine sehr starke Performance, dies ist womöglich durch ein überdurchschnittlich stark ausgeprägtes Wurzelsystem zu begründen. Bei voller Bewässerung hingegen konnte die Sorte 4 in Hinblick auf die TM-Erträge nicht mit den Sorten RGT Lovely und Tandem mithalten. Während es bei der oberirdischen Biomassebildung zwischen den Sorten unterschiedliche Reaktionen auf die verschiedenen Trockenheitstreatments gab, zeigten die Untersuchungen der Wurzeln ein homogeneres Bild, da hier unabhängig der Bewässerung die Prolana die höchste Wurzelmasse aufwies.

Generell kann zusammengefasst werden, dass die Trockenheitstreatments alle untersuchten Parameter stark beeinflussten. Dies zeigt, dass in Zukunft ein verstärktes Augenmerk auf die Trockenresistenz in der Zucht, aber auch in der Prüfung von neuen Sorten gelegt werden muss. Während bei der Zucht die kontrollierten Bedingungen für die Selektion noch verhältnismäßig einfach umgesetzt werden können, stellt die Sortenprüfung eine größere Herausforderung dar.

Zusammenfassung

Der Klimawandel und die damit verbundene Zunahme von Trockenperioden stellen die Grünlandwirtschaft vor große Herausforderungen. Um die Pflanzenbestände stabil zu halten, ist die Verwendung von trockenheitstoleranten Arten und Sorten unerlässlich. Da nur wenig über die Trockentoleranz von Grassorten bekannt ist, haben wir einen Gewächshausversuch gestartet, um die Trockentoleranz von fünf europäischen Knaulgras-Sorten zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten deutliche Unterschiede in Bezug auf Ertrag und die Wurzelbiomasse.  Die höchsten Erträge wurden bei allen Sorten bei 80% Feldkapazität / voller Bewässerung erreicht. Bei trockenen Bedingungen zeigte die Sorte Prolana die besten Ergebnisse hinsichtlich des Ertrags was zumindest teilweise an ihrer verhältnissmäßig hohen Wurzelbiomasse liegt.  Die Ergebnisse betonen die Bedeutung trockenheitstoleranter Sorten für zukünftige landwirtschaftliche Praktiken, wobei die Sorten auf die jeweilige Region abgestimmt werden müssen.