Forschung

Die Klimakrise stellt die österreichische Landwirtschaft vor Herausforderungen. Qualitätsweizen wird hauptsächlich in trocknen Regionen Ostösterreichs angebaut, wo der Ertrag stark vom Wasserangebot abhängt. Auch Mais litt in den letzten Jahren vermehrt unter Trockenstress und muss zunehmend bewässert werden. Zudem prognostizieren Klimamodelle für Österreich längere Dürrephasen, die den Anbau stark beeinträchtigen werden. Eine Lösung sind neue Sorten mit verbesserter Trockenheitstoleranz. Bisher müssen sich Landwirt: innen auf die Informationen von Firmenprospekten verlassen, da noch keine standardisierte Bewertung in der Sortenwertprüfung stattfindet. In den offiziellen Protokollen werden lediglich Parameter wie Blattrollen und Ährensterilität erhoben, welche nicht geeignet sind die Sortenleistung unter Trockenstress zu beurteilen. Derzeit bleibt der Ertrag in Regionen mit wenig Niederschlag als einzige Orientierung, ein präziser Indikator für Trockenstresstoleranz fehlt jedoch. Um eine aussagekräftige Bewertung der Trockenresistenz vornehmen zu können, bedarf es geeigneter Methoden. Ziel des Projektes ist es, innovative Methoden zu testen, die Eignung für die Sortenwertprüfung zu evaluieren und somit eine nachhaltige Sortenprüfung zu etablieren. In dieser Studie werden drei trockene Standorte im Osten Österreichs ausgewählt. Zusätzlich wird ein „Rain-Out-Shelter“ genützt, um den Trockenstress gezielt zu erhöhen. Ein Monitoring der Bodenfeuchtigkeit mittels Bodensensoren soll exakte Daten zum Ausmaß der Trockenheit liefern. Darüber hinaus wird die Bodenqualität und das Wasserrückhaltevermögen ermittelt. Diese Maßnahmen ermöglichen es, sowohl den Grad des Trockenstresses als auch die Eignung der Standorte beurteilen zu können. Um den Einfluss des Wassermangels auf Gesundheit und Stoffwechselaktivität der Pflanzen erfassen zu können, werden moderne Phenotyping-Methoden wie Nahinfrarotspektrometer und Drohnen mit Spezialkameras angewandt. Analog dazu wird auch das Proteom der Körner in verschiedenen Entwicklungsstadien mittels hochauflösender Massenspektrometrie untersucht. Die Quantifizierung von wichtigen Stoffwechsel-Enzymen und Hitzeindikatoren (z.B. Heat-Shock Proteine) kann Aufschluss darüber geben, wie sich die einzelnen Sorten bei Trockenstress verhalten. Die gewonnenen Daten ermöglichen es die geeignetsten Verfahren zu finden. Eine abschließende Bewertung mittels SWOT-Analyse wird Empfehlungen für eine spätere Umsetzung in der Sortenwertprüfung liefern, um kosteneffizient eine aussagekräftige Bewertung vornehmen zu können. Moderne Verfahren zur Beurteilung der Trockenresistenz innerhalb der Sortenwertprüfung liefern einen wichtigen Beitrag zur Klimawandelanpassung und Nachhaltigkeit in Bezug auf die neue Saatgutverordnung. Zudem wird die österreichische Landwirtschaft fit für die Zukunft gemacht, wodurch auch die Ernährungssicherung und die Wettbewerbsfähigkeit verbessert wird.

Das Projekt trägt zur Umsetzung der Mission Soil Health bei, indem es fünf Living Labs in ganz Europa schafft, die darauf abzielen, neuartige Lösungen umzusetzen, die von ökologischen Prozessen und Prinzipien der regenerativen Landwirtschaft inspiriert sind, um aktuelle Bedrohungen für europäische Böden, insbesondere den Verlust organischer Substanz, die Artenvielfalt und die Bodenstrukturverschlechterung, zu vermindern. Basierend auf einem Co-Creation-Prozess werden Living Labs installiert, die alle relevanten Interessengruppen integrieren und in deren Zentrum innovativen landwirtschaftliche Leuchtturmbetriebe stehen, die in Verbindung mit wissenschaftlichen Daten neuartige Managementpraktiken und Systemlösungen entwickeln.

In diesem Projekt soll evaluiert werden, ob eine konservierende Landwirtschaft im Vergleich zu konventioneller Landwirtschaft bei gleichbleibender Ertragshöhe und -stabilität die Bodengesundheit erhöhen kann, oder ob es trade-offs zwischen diesen Effektgrößen gibt. Hierzu wird ein Feldexperiment herangezogen, welches 2015 am UFT Tulln etabliert wurde. Die folgenden zwei Systeme werden verglichen: (i) ein System mit orts-üblicher konventioneller Fruchtfolge (Zuckerrübe-Winterweizen-Mais-Winterweizen) und wendender Bodenbearbeitung und (ii) ein konservierendes System mit einer achtgliedrigen Fruchtfolge (Zuckerrübe-Winterweizen-Mais-Sojabohne-Winterweizen-Sonnenblume-Winterleguminose-Winterweizen), reduzierter Bodenbearbeitung und erweitertem Zwischenfruchtanbau. Der Versuch befindet sich 2023 im neunten Erntejahr; somit sind Systemeffekte inzwischen zu erwarten. Es werden die folgenden Bodengesundheitsparameter in zwei Bodentiefen evaluiert: (i) Gesamtbodenkohlenstoff- und -stickstoffgehalte bzw. -pools, (ii) die mikrobielle Biomasse, (iii) verfügbarer organischer Kohlenstoff und Stickstoff, (iv) das Stickstoffmineralisierungs-potential, (v) potentielle Enzymaktivität und (vi) Aggregatstabilität. Zusätzlich werden die beiden Systeme hinsichtlich ihrer Humusbilanz und Stickstoffnutzungseffizienz evaluiert. Weiters kann auf Ertragsdaten aller Kulturen über den gesamten Versuchszeitraum zurückgegriffen werden; dies erlaubt einen paarweisen Vergleich der Erträge von Zuckerrübe, Winterweizen und Mais, die in beiden Systemen nach den gleichen Vorfrüchten angebaut werden.