Jahresbericht 2016
Gerste unter Glas

Pflanzen in Trögen

Moving Fields: Hier wachsen Bayerns stärkste Pflanzen

Ein ganzes Feld ist in Bewegung. Genau genommen sind es 390 Minifelder, die auf der Versuchsanlage „Moving Fields“ der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) vollautomatisch ihre Kreise ziehen. Forscher testen hier, wie Pflanzen auf Stresssituationen reagieren – zum Beispiel auf extreme Trockenheit. Denn in den langen bayerischen Sommern wie in den vergangenen Jahren regnete es wochenlang kaum oder gar nicht.
Im Augenblick werden Gerstensorten unter die Lupe genommen. „Mit diesem Verfahren können wir nicht nur das Pflanzenwachstum von der Keimung bis zur Reife dokumentieren. Wir können letztendlich auch die Entwicklung neuer Gerstensorten vorantreiben, die den klimatischen Veränderungen besser Stand halten“, sagt Projektleiter Dr. Markus Herz. Das Ziel lautet also: Die Pflanzensorte finden, die bei wenig Wasser die besten Erträge bringt. Und warum? Weil sonst Bayerns Bierbrauer ebenfalls auf dem Trockenen sitzen.

Moving-Fields-Anlage

Die 390 Minifelder sind in Wahrheit bierkastengroße, blaue Kunststoffboxen. Sie stehen dicht aneinander gereiht auf einer Art Rollfeld in einem umfunktionierten Freisinger Gewächshaus. Genau 224 Quadratmeter misst die Anlage. Statt mit Ackerboden sind die Behälter mit einem Spezialsubstrat gefüllt. Darin wachsen pro Box 30 Gerstenpflanzen heran. Rund vier bis fünf Monate dauert dieser Prozess. „Die Bedingungen sind so real wie möglich. Auch auf dem Feld stehen die Pflanzen sehr eng nebeneinander und beeinflussen sich gegenseitig“, erklärt Projektleiter Herz. „Am Ende gewinnt die stärkste Pflanze mit dem größten Durchhaltevermögen und den besten genetischen Voraussetzungen. Und dann ist unser Ziel erreicht.“

Detailgenaue Beobachtung durch Infrarotfotografie

Die Anlage in Freising ist voll automatisiert. Das komplette Boxenfeld wird jeden Tag neu durchsortiert. Dadurch bekommt jede Pflanze gleich viel Licht und Wärme. Zehn Stunden dauert dieser Vorgang. Dabei fahren die Behälter an einer Versorgungsanlage entlang, um mit Wasser und Düngemitteln versorgt zu werden. Jede Anpflanzung bekommt eine andere Dosierung. Da jede Box mit einem Strichcode markiert ist, wird alles automatisch gesteuert und protokolliert. „Hier können wir so genau erproben, welche Pflanze worauf und wie genau reagiert“, sagt Pflanzenbauexperte Herz. Und zur weiteren Dokumentation der Ergebnisse wird jede Pflanzenbox einmal am Tag in speziellen Fotokabinen von allen Seiten abgelichtet. Transparente Boxenwände machen es möglich, dass auch die Wurzelentwicklung permanent beobachtet werden kann. Durch eine spezielle Nahinfrarotfotografie kann sogar der Wassergehalt des Bodens in den Boxen festgehalten werden. Zwei bis maximal drei Wachstumsperioden können die Forscher im Gewächshaus pro Jahr verfolgen. Auf diese Weise sind im vergangenen Jahr insgesamt rund 600.000 Aufnahmen entstanden. Jede einzelne wird ausgewertet! Die Moving Fields sind einmalig. Zwar gibt es weltweit mittlerweile rund 30 Anlagen dieses Typs, aber „nur bei uns werden Versuche unter realen, landwirtschaftlichen Praxisbedingungen gemacht“, weiß Markus Herz.
Sieben Personen beschäftigen sich am LfL-Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung mit der Züchtungsforschung von Gerste. Hinzu kommen fünf Projektmitarbeiter, deren Stellen befristet sind. Ende 2017 läuft die Forschungsfinanzierung rund um die Moving Fields aus. Finanziert wird das Projekt vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten. 1,5 Millionen Euro hat sich der Freistaat den Anlagenbau kosten lassen. Und das aus guten Gründen: „Auch bei uns haben die Landwirte stark mit dem Klimawandel zu kämpfen. Wir erleben immer trockenere Sommer, immer längere Dürreperioden“, so Projektleiter Herz. „Dem müssen wir mit intensiver Forschung etwas entgegenhalten. Sonst wächst auf den Äckern bald nichts mehr wie bisher.“

In einer weltweit einzigartigen Anlage suchen wir nach der klimatisch am besten angepassten Gerstensorte.

Nur bei uns werden Versuche unter realen, landwirtschaftlichen Praxisbedingungen gemacht.

Wir können die Entwicklung neuer Gerstensorten vorantreiben, die den klimatischen Veränderungen besser Stand halten.

Wenn weiter in unsere Forschung investiert wird, ist Bayern auch beim Gerstenanbau weiter ganz vorne mit dabei.

Auf dem freien Feld wären solche Untersuchungen nicht nur schwierig, sie würden auch mindestens drei Jahre dauern.

Ohne Gerste kein Bier – Bayern muss weiter in die Stressforschung investieren.

Für Bayern hat der Gerstenanbau traditionell eine große Bedeutung, auch wenn der Ertrag mit den Klimaschwankungen
deutlich zurückgegangen ist. Die im Frühjahr gesäte Sommergerste wird bevorzugt als Braugerste verwendet, die Wintergerste eignet sich als Futtermittel und Biogassubstrat in der Landwirtschaft. Aber die LfL-Forscher nehmen diese Pflanze noch aus einem ganz anderen Grund unter die Lupe. „Die Gerste ist eine wunderbare Modellpflanze. Unsere Untersuchungsergebnisse lassen sich auch prima auf andere, ähnliche Pflanzenarten übertragen“, weiß der Pflanzenbauexperte. „Wir wollen feststellen, wie sich einzelne Genotypen der Pflanzen unterscheiden – und wie viel wir bei der Sortenentwicklung beeinflussen können.“
Dabei werden die Pflanzen nicht nur dem Trockenstress durch Wasserentzug ausgesetzt, sondern es wird auch die verbesserte Nährstoffausnutzung durch Bakterienbehandlung ausgelotet. „Auf dem freien Feld wären solche Untersuchungen nicht nur schwierig, sie würden auch mindestens drei Jahre dauern. Wir haben bereits nach einigen Monaten wichtige Ergebnisse“, sagt Projektleiter Markus Herz. „Jetzt ist es wichtig, dass weitere Forschungsarbeiten auf dieser Anlage finanziert werden. Dann ist Bayern auch beim Gerstenanbau weiter ganz vorne mit dabei.“