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Montag, 27.06.2016
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Nicht-Pflügen gegen Hitzeextreme

Direktsaat ohne Umbrechen des Bodens senkt an heißen Tagen die Temperatur um bis zu zwei Grad

Felder als Klimahelfer: Werden Äcker nach der Ernte nicht umgepflügt, senken sie die lokale Temperatur um bis zu zwei Grad. Denn der helle, nicht umgebrochene Boden reflektiert mehr Sonnenwärme. Dieser Effekt könnte vor allem bei Hitzewellen und im heißen Südeuropa dabei helfen, Ernteeinbußen durch Hitzeextreme zu reduzieren, berichten Forscher im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences".
Direktsaat in den ungepflügten Boden - in den USA längst üblich

Direktsaat in den ungepflügten Boden - in den USA längst üblich

Bei uns werden Weizenfelder nach der Ernte meist gleich umgepflügt. Dadurch verschwinden die hellen Stoppeln und Erntereste von der Oberfläche, nackte dunkle Erde gelangt nach oben. In Europa ist dieses Umpflügen nach der Ernte die übliche Bewirtschaftungsmethode. Anders in den USA und Südamerika: Dort erfolgt die Saat meist ohne Umbrechen des Bodens direkt in das weitgehend unbearbeitete Brachland, auf dem sich noch Reste der Vorkultur befinden. Es werden nur schmale Furchen geöffnet, die nach der Saat wieder mit Boden bedeckt werden. Die Pflanzenrückstände der Vorkultur bilden den ganzen Anbauzeitraum über eine Art Mulch auf dem Acker.

Direktsaat als Klimahelfer


Dieses ungepflügte Direktsähen bringt Vor- und Nachteile: Es kostet weniger und wirkt sich positiv auf Bodenorganismen und Bodenqualität aus, auch die Erosion ist geringer. Ein großer Nachteil ist allerdings, dass sich Direktsaat-Anbau erst nach und nach auszahlt: Zu Beginn sinken die Erträge – die günstigen Effekte kommen erst langfristig zum Tragen. Doch Forscher um Edouard Davin von der ETH Zürich haben nun einen weiteren Aspekt aufgedeckt, der für die Direktsaat spricht: Dieser Anbau kann Hitzewellen zumindest lokal abpuffern.

Der Grund: Ungepflügte Stoppelfelder sind heller und reflektieren mehr Sonnenstrahlung als beackerte. Messungen der Forscher auf Versuchsfeldern in Süd-Frankreich zeigen, dass etwa 30 Prozent der Sonneneinstrahlung dank der höheren Albedo zurückgeworfen werden – das ist um die Hälfte mehr als bei einem gepflügten Feld. Das aber hat Einfluss auf das lokale Klima, wie Modellrechnungen ergaben: Bei extremer Hitze, wie sie 2003 Europa heimsuchte, senken unbearbeitete Felder die lokale Temperatur um bis zu zwei Grad.


Höhere Albedo und isolierende Deckschicht


Je heißer es wird, desto kräftiger wirkt dabei dieser Albedo-Effekt und desto stärker ist die Kühlung. "Der Effekt ist deshalb während Hitzewellen stärker, weil in solchen Phasen kaum Wolken vorhanden sind, sodass mehr Strahlung ins All zurückgeworfen wird", sagt Erstautor Davin. Der Kühleffekt wirkt allerdings nur kurzfristig und lokal, allenfalls regional, nicht aber überregional.

Die kühlende Wirkung eines unbearbeiteten Feldes führen die Forscher aber nicht nur auf den Albedo-Effekt zurück. Die Erntereste wirken auch als Isolationsschicht, welche die Feuchtigkeit in den tieferen Bodenschichten zurückbehält und nur langsam entlässt. Diese langanhaltende Verdunstung trägt ebenfalls dazu bei, die Lufttemperatur während einer Hitzewelle zu senken. In einem gepflügten Feld hingegen verdunstet das Bodenwasser rascher und bei Hitzewellen fast vollständig. Dadurch entfällt der kühlende Effekt der langsamen Verdunstung.

Effekt lokal sehr wirksam


Dieser kombinierte Kühl-Effekt der ungepflügten Felder könnte vor allem in Südeuropa dazu beitragen, die Erträge trotz Hitze stabil zu halten. Denn extreme Hitze wirkt sich besonders schädlich auf Ökosysteme und die Landwirtschaft aus. Maßnahmen, die diese Spitzen kappen, seien deshalb besonders wichtig, so die Forscher. "Es wird zunehmend wichtiger, dass wir die Ackerland-Albedo ausnutzen, um Hitzewellen zu dämpfen. Obwohl solche Ereignisse selten auftreten, haben sie massive ökologische und gesundheitliche Folgen", sagt Davin.

Insbesondere in Europa besteht nach Ansicht der Forscher genügend Potenzial, um mit Hilfe nicht bearbeiteter Felder die hohen Temperaturen an Hitzetagen zu dämpfen. Bisher verzichten die europäischen Bauern nur bei einem verschwindend kleinen Anteil der Felder auf das Pflügen nach der Ernte. Allerdings: Das Klima in Mittel- und Nordeuropa wird dies nicht beeinflussen, dazu ist der Effekt zu lokal begrenzt, wie die Wissenschaftler betonen: "Würden sämtliche französischen Bauern ihre Felder im Sommer nicht mehr umpflügen, würde dies in Deutschland wenig Auswirkung haben", erklären sie. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014; doi: 10.1073/pnas.1317323111)
(Eidgenössische Technische Hochschule Zürich / PNAS, 24.06.2014 - NPO/MVI)