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Der Anbau von Mais zur Ertragssteigerung hat ihn anfälliger für Hitze gemacht

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Mais könnte vom Klimawandel betroffen sein

DAVID PAPAZIAN PHOTOGRAPHY/Getty Images

Ein Jahrhundert lang angebauter Mais zur Ertragssteigerung im Mittleren Westen der USA könnte die Ernte auch anfälliger für die mit dem Klimawandel erwarteten höheren Temperaturen gemacht haben.

Die Menge an Mais, die in den USA angebaut wird mehr als verfünffacht im 20. Jahrhundert aufgrund einer Kombination aus Züchtung, landwirtschaftlicher Intensivierung und günstigen Temperaturen. Aber das aufgrund des Klimawandels erwartete heißere und trockenere Wetter droht diese Fortschritte zu verlangsamen oder sogar zunichte zu machen.

„Es ist ziemlich schwerwiegend“, sagt er Patrick Schnable an der Iowa State University. „Wenn man mittelfristige Prognosen betrachtet, sinkt der Maisertrag.“ Die schlimmsten Szenarien prognostizieren einen Ertragsrückgang von bis zu 50 Prozent bis zum Jahr 2100.

Um zu untersuchen, ob Maiszüchter widerstandsfähigere Varianten entwickeln können, untersuchten Schnable und seine Kollegen Daten aus Maisanbauversuchen in vier Bundesstaaten des Mittleren Westens, die zwischen 1934 und 2014 durchgeführt wurden, sowie Temperaturdaten aus denselben Jahren. Die Versuche umfassten fast 5000 verschiedene Sorten und ermöglichten es den Forschern, den Einfluss von Klima und Züchtung auf den Ertrag zu verfolgen.

Sie fanden heraus, dass Maissorten nach jahrzehntelanger Züchtung toleranter gegenüber mäßig heißen Temperaturen zwischen 32 und 32 °C wurden˚C und 34˚C (89,6˚F und 93,2˚F). Allerdings wurden viele Sorten gegenüber starker Hitze über 38 weniger tolerant˚C (100,4˚F), was auf einen genetischen Kompromiss zwischen der Züchtung für ein Klima des 20. Jahrhunderts und … hindeutet das des 21. Jahrhunderts.

„Der Kompromiss dort ist eine schlechte Nachricht, wenn man sich in einem Gebiet mit hoher Hitze befindet“, sagt ein Teammitglied Aaron Kusmec an der Iowa State University, obwohl unklar sei, warum genau es auftritt, sagt er.

Solch starke Hitze sei im Maisgürtel selten, könnte aber mit dem Klimawandel häufiger auftreten, heißt es Ethan Butler an der University of Minnesota. Die Tatsache, dass sich Mais unterschiedlich an mäßige und starke Hitze anpasst, zeigt, dass „das genaue Ausmaß der Erwärmung einen wirklich großen Unterschied machen wird“, sagt er.

Während der Kompromiss darauf hindeutet, dass die Züchtung von Sorten, die sowohl mäßige als auch starke Hitze vertragen, schwieriger sein wird, bedeutet das Ausmaß der genetischen Variation als Reaktion auf die Temperatur, dass diese Anfälligkeit durch sorgfältige Züchtung oder Gentechnik behoben werden könnte. „Mais ist so anpassungsfähig“, sagt Schnable. „Es ist ziemlich außergewöhnlich.“

PLoS-Genetik
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1010799

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