Klimawandel hat Einfluss auf Entwicklung und Verlauf von Pflanzenkrankheiten

Menschen verursachen Veränderungen in der Zusammensetzung der Erdatmosphäre. Doch welchen Einfluss hat dies auf Pflanzenkrankheiten?

Einig sind sich die Wissenschaftler weltweit, dass wir in einer Zeit extremer klimatischer Veränderungen leben. Neben der natürlichen Dynamik tragen menschlich verursachte Treibhausgasemissionen wie Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan oder Lachgas maßgeblich zu einer Veränderung der Erdatmosphäre bei. Einige Wissenschaftler sagen einen Kohlendioxidanstieg in der Atmosphäre bis zum Jahr 2050 voraus, dessen Niveau doppelt so hoch ist wie in der vorindustriellen Zeit.

Die landwirtschaftliche Produktion für eine schnell wachsende Bevölkerung könnte unter diesen Bedingungen erheblich komplizierter werden. Neben den mit einem Temperaturanstieg direkt verbundenen Effekten wie einen steigenden Meeresspiegel, der Zunahme von Wetterextremen, ausgedehnten Trockenperioden oder Extremniederschlägen, beschäftigen sich die Forscher vermehrt mit der direkten Wirkung der Klimagase auf Pflanzen. Zum einen sollen dadurch Klimamodelle valider gemacht werden. Zum anderen sollen Vorhersagen getroffen werden, wie die zukünftigen Kulturpflanzen beschaffen und Agrosysteme gestaltet werden müssen. 

Um die Auswirkungen auf heute bedeutende Pflanzenkrankheiten unter entsprechenden Konditionen nachvollziehen zu können, haben nun Wissenschaftler der University of Illinois Sojabohnenpflanzen unter Feldbedingungen mit Kohlendioxid (CO2) und/oder Ozon begast.

Die Agrarwissenschaftler haben zwischen 2005 und 2007 den Einfluss der Treibhausgase auf drei relevante Krankheiten bei Soja untersucht. Im Einzelnen waren dies der Falsche Mehltau (downy mildew), die Blattfleckenkrankheit (Septoria brown spot) und die Wurzel- und Stengelfäule (sudden death syndrome-SDS). 

#####bildbox1#####

Komplexes Gesamtbild der Treibhausgaswirkung

Grundsätzlich lässt sich aus den Ergebnissen folgern, dass hohe Kohlendioxid- bzw. Ozonwerte Pflanzen zwar einerseits anfälliger für einige Krankheiten machen können, dass sie andererseits jedoch auch weniger anfällig für andere Krankheiten werden. So verlief in der Studie der Befall der Sojapflanzen mit Falschem Mehltau erheblich milder unter dem Einfluss von CO2. Dagegen war der Verlauf der Blattfleckenkrankheit heftiger unter CO2-Einfluss. Die Auswirkungen waren jedoch gering, wenn die Ergebnisse in Relation zur Pflanzenhöhe gesetzt wurden. Auch klimatische Bedingungen, wie trockene oder feuchte Jahre hatten einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der Krankheiten.

Wurde Kohlendioxid zugegeben, wuchsen die Pflanzen tendenziell schneller und größer. Die Blätter waren dichter, was zu Lichtmangel, verminderter Luftzirkulation sowie der damit verbundenen erhöhten relativen Feuchtigkeit führt. Das Mikroklima im Bestand veränderte sich. In der Folge wird die Entwicklung zahlreicher Pflanzenschädlinge gefördert. Andererseits bewirkt die hohe Kohlendioxidkonzentration, dass sich die Stomata schließen, sodass weniger Pflanzenschädlinge in das Blatt eindringen können. Die Spaltöffnungen sind natürliche Öffnungen der Pflanze, die von Schadorganismen als Eintrittspforte genutzt werden. 

Bei der Zugabe von Ozon war das Pflanzenwachstum gehemmt, was zu kleineren Pflanzen mit lichterem Blätterbewuchs führte. Aber auch das Wachstum und die Reproduktion von Schädlingen wurden unter diesen Bedingungen verlangsamt. Allerdings schädigt Ozon auch das Pflanzengewebe. Die Pflanze wird anfälliger für Krankheiten.

Die Wissenschaftler befürchten, dass steigende Temperaturen und Änderungen in der Niederschlagmenge auf unterschiedliche Weise zu verstärkten Epidemien von Pflanzenkrankheiten führen werden. Schädlinge können beispielsweise früher im Jahr auftreten, sich entsprechend stärker vermehren und zu heftigeren Ernteausfällen führen. Auch das Wachstum von Wildpflanzen, die von den gleichen Schädlingen befallen werden, in bisher für sie zu kalten Regionen, fördert die Ausbreitung bestimmter Krankheiten. 

Von großer Bedeutung ist daher, die Ergebnisse von Klimastudien zu nutzen, um sich auf die Krankheiten rechtzeitig einzustellen, die unter diesen veränderten Bedingungen die meisten Probleme verursachen könnten. Zur Entwicklung vorbeugender Maßnahmen ist daher das interdisziplinäre Fachwissen von Klimaforschern, Ökologen, Pflanzenpathologen, Züchtern, Landwirten sowie Gärtnern gefragt.