Die erste Hitzewelle des Sommers 2021 haben wir hinter uns. Temperaturen jenseits der 30 Grad Celsius haben uns in den vergangenen Tagen ganz schön ins Schwitzen kommen lassen. Der Deutsche Wetterdienst hat Warnungen wegen erhöhter Waldbrandgefahr herausgegeben. Reiht sich der Sommer 2021 in die Folge der Dürresommer ein? Werden wir weitere Hitzewellen erwarten? Welche Folgen kann das für unsere Bestände haben?
Die Dürresommer 2018/2019 setzten sich auch im vergangen Jahr 2020 weiter fort. Anfänglich machte es noch den Anschein, dass der Sommer 2020 ein vergleichsweise normaler Sommer würde. Im Juni gab es nach zwei trockenen Jahren und einem trockenen Frühjahr noch ausreichend Niederschlag. Ende Juli wendete sich dann aber das Blatt. Ein stabiles Hitzehoch brachte uns wiederum heiße und sonnige Tage. Somit wurde auch die Dürre in Form von braunen Vorgärten, vertrockneten Wegesrändern und ausgetrockneten Bachläufen wieder sichtbar.
Dürre und Hitze – Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Sobald über einen längeren Zeitraum zu wenig Niederschlag bzw. Wasser zur Verfügung steht, spricht man von Dürre. Hierbei wird zwischen drei Dürretypen unterschieden. Mit meteorologischer Dürre wird der Zustand bezeichnet, wenn über einen längeren Zeitabschnitt unterdurchschnittlich Niederschlag verzeichnet wird. Werden Wasserreserven aufgebraucht und liegen Wasserstände unter einem gewissen Pegel, herrscht die hydrologische Dürre vor. Die hydrologische Dürre wird als Folge der meteorologischen Dürre gesehen. Sobald in der Wurzelschicht des Bodens nicht genügend Wasser zur Verfügung steht spricht man von Bodentrockenheit, der dritten Dürrevariante.
Unter dem Begriff Hitze versteht man hingegen das Auftreten von außergewöhnlich hohen Temperaturen. Wenn die Tageshöchsttemperaturen bei 25 Grad Celsius liegen, spricht man von einem Sommertag. Ein Hitzetag erreicht Temperaturen von über 30 Grad Celsius und und ein Tag, an dem mehr als 35 Grad Celsius gemessen wird, wird als Wüstentag bezeichnet. Eine Folge von heißen Tagen ist eine Hitzewelle. Am 25. Juli 2019 wurde in Nordrhein-Westfalen die bislang höchste Temperatur seit der Wetteraufzeichnung mit 41,2 Grad Celsius festgehalten. Der Sommer 2019 (Juni, Juli, August) gilt als der heißeste Sommer seit ca. 60 Jahren. An ungefähr 17 Tagen wurden Höchsttemperaturen von über 30 Grad Celsius dokumentiert.
Schon gewusst? Dürre und Hitze gehen nicht selten Hand in Hand. Nichtsdestotrotz gibt es auch extrem trockene Phasen bei gleichzeitig niedrigen Temperaturen oder aber Hitzewellen mit ausreichend Niederschlag.
Der Boden und das Wasser
Der Boden setzt sich aus verschiedenen Bestandteilen zusammen. Dazu gehören feste Bodenpartikel und das Porenvolumen, das entweder mit Wasser oder mit Luft gefüllt sein kann. Je nach Bodenart, Körnung und Gefüge variiert das Porenvolumen und damit die Wasserhaltekapazität des Bodens (Fähigkeit des Bodens das Wasser zu speichern). Die Größe der Poren entscheidet darüber, wie gut das Wasser im Boden gebunden werden kann. Je kleiner die Pore, desto besser kann das Wasser gebunden werden.
Man könnte also annehmen, dass die Bodenart Ton dem Sand vorzuziehen ist, da Ton sehr kleine und Sand sehr große Poren aufweist.
So einfach geht die Rechnung aber nicht auf! Ist das Wasser im Boden in sehr kleinen Poren gebunden, so ist es für die Wurzeln sehr schwierig dieses Wasser aufzunehmen, da die Saugkraft der Wurzel nicht ausreicht, um das Wasser aus der Pore zu ziehen. Bei sehr großen Poren hingegen können die Wurzeln das Wasser gar nicht so schnell aufnehmen, wie es schon wieder versickert.
Des Rätsels Lösung sind die mittelgroßen Poren und deren Füllstand, der sogenannten „nutzbaren Feldkapazität“! Es wird zwischen Feldkapazität, nutzbarer Feldkapazität und Welkepunkt unterschieden. Bei der Feldkapazität handelt sich um den Wassergehalt, den der wassergesättigte Boden über drei Tage in den Poren halten kann. Dem entgegen steht der Welkepunkt, bei dem so wenig Wasser in den Poren verfügbar ist, dass die Wurzeln es nicht mehr aufnehmen können. Die nutzbare Feldkapazität ist zwischen Feldkapazität und Welkepunkt anzusiedeln und beschreibt den Wassergehalt im Boden, der pflanzenverfügbar ist. Die nutzbare Feldkapazität wird in Prozent angegeben.
Liegt die nutzbare Feldkapazität zwischen 50% und 80% hat die Pflanze ein optimales Wasserangebot. Wenn die mittleren Poren voll mit Wasser gefüllt sind, steigt dieser Wert auf 100% und es entsteht eine Überversorgung, die im schlimmsten Fall zu Sauerstoffmangel bei der Pflanze führen kann. Der Pflanze steht das Wasser buchstäblich bis zum Hals. Liegt die nutzbare Feldkapazität im Gegensatz dazu aber bei weniger als 30% so ist von Trockenstress die Rede.
Die Folge von Dürre und Hitze für den Ackerbau
Das Zusammenspiel der Faktoren Licht, Wasser, Wärme und Nährstoff nimmt entscheidenden Einfluss darauf, wie sich eine Pflanze im Laufe der Vegetation entwickelt und welches Ertragspotential sie entfalten kann. Die Komposition dieser Faktoren ist von Kulturpflanze zu Kulturpflanze unterschiedlich. Eine Zuckerrübe hat beispielsweise andere Anforderungen als Weizen. Wie so oft entscheidet das richtige Timing! Bekommt die Pflanze zum richtigen Zeitpunkt die entsprechenden Faktoren in der richtigen Intensität zur Verfügung gestellt, so kann sie sich auch optimal entwickeln. Weicht aber nur ein Faktor vom Optimum ab, kann das bereits schwerwiegende Folgen für die Ertragskraft der Pflanze haben. Wirken Hitze und Dürre über einen längeren Zeitraum zusammen, so trocknet der Boden stark aus. Die landwirtschaftlichen Bestände leiden unter der Trockenheit, da die Wurzeln nicht ausreichend Wasser aus dem Boden ziehen können und die Pflanzen in Trockenstress geraten. Kann die Wurzel einer Pflanze nicht ausreichend Wasser aufnehmen, so sendet sich ein Warnsignal an die Blätter. Durch ein pflanzeneigenes Stresshormon wird den Blättern übermittelt, dass Wassermangel herrscht, woraufhin diese ihre Spaltöffnungen (Poren in den Blättern) schließen. Die Spaltöffnungen tauschen im Normalfall Wasser und Sauerstoff gegen Kohlenstoffdioxid aus der Luft aus.
Die Pflanze nutzt diesen Mechanismus, um sich vor dem Austrocknen zu schützen. Eigentlich eine sehr gute Eigenschaft der Pflanze, wenn da nicht das Problem mit der Fotosynthese wäre. Durch das Schließen der Spaltöffnungen schützt sich Pflanze zwar vor dem Austrocknen, kann aber auch keinen Kohlenstoffdioxid mehr aufnehmen und somit keine Fotosynthese betreiben. Das hat zur Folge, dass das Pflanzenwachstum stagniert und mögliche Ertragseinbußen entstehen. Dennoch kann die Pflanze auf diese Weise trockene Phasen überstehen. Kommt es nun aber zu längeren Trockenperioden oder gar zu Dürrephasen, wie zum Beispiel die Dürresommer 2018 und 2019, hat die Pflanze nicht mehr genügend Energie, um die Spaltöffnungen zu schließen. Wasser kann ungehindert aus den Zellen austreten und die Pflanze beginnt zu verwelken.
Gute Nachrichten – Kulturpflanzen haben Toleranz
Die verschiedenen Kulturpflanzen können Wassermangel und Trockenzeiten unterschiedlich gut kompensieren. Zuckerrüben oder Kartoffeln sind empfindlich gegenüber Hitze und Trockenheit. Bei anhaltender Trockenheit kann man beobachten, dass die Zuckerrüben wie alte Schnittblumen ihre Blätter hängen lassen. Man sagt dazu auch „die Zuckerrüben schlafen“. Über Nacht können sie aber Feuchtigkeit beispielsweise über Tau aufnehmen und stellen ihre Blätter wieder auf. Die Getreidearten sind etwas toleranter mit Blick auf Trockenheit und Hitze. Subtropische Pflanzen wie Soja oder Mais können sogar sehr hohe Temperaturen verkraften, brauchen gleichzeitig aber genügend Wasser, um dennoch ihr volles Ertragspotential ausschöpfen zu können.
Wetter 2021 - Aktuelle Situation
Der Januar war mit durchschnittlich 78 l/m2 insgesamt etwas zu nass bei einer Durchschnittstemperatur von 0,6 Grad Celsius. Der Durchschnitt wird verglichen mit dem vieljährigen Mittel. Das vieljährige Mittel bezieht sich auf die Jahre 1961-1990 und dient als internationaler klimatologischer Referenzzeitraum, der von der Weltorganisation für Meteorologie festgelegt wurde. Während der Februar schon leicht zu trocken war, folgte der zu trockene März. In jeweils beiden Monaten regnete es im Schnitt nur 47 l/m2. Der April setzte dem trockenen Frühjahr dann noch einmal die Krone auf. Mit einem durchschnittlichen Niederschlag von nur 33 l/m2 reihte sich dieser Monat ein. Der Wonnemonat Mai hatte eine Durchschnittstemperatur von +10,4 Grad Celsius und war damit insgesamt etwas zu kalt und und mit durchschnittlich 96 l/m2 im Vergleich zum vieljährigen Mittel auch etwas zu nass. Die Durchschnittstemperatur der ersten 5 Monate des Jahres 2021 lag bei +4,8 Grad Celsius, das war +0,2 Grad wärmer als das vieljährige Mittel. Die Niederschlagsmenge von Januar bis Mai mit 305 l/m2 in Summe wird als normal bezeichnet.
Die Frage, ob wir einen weiteren Dürresommer fürchten müssen, bleibt also aktuell noch unbeantwortet und wir müssen hoffen, dass sich das bekannte Sprichwort „Auf Regen folgt auch Sonnenschein“ vielleicht auch in die andere Richtung bewahrheitet: „Auf Sonnenschein folgt auch Regen!“
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