Regionale Ertragsschwankungen
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- Lioba Weiß
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1 Regionale Ertragsschwankungen Was sagt uns die Gegenwart über die Zukunft? Ökosoziales Forum - Wintertagung 2017 Gernot Bodner Department für Nutzpflanzenwissenschaften Abteilung Pflanzenbau Universität für Bodenkultur Wien Dipl.-Ing Dr. Gernot Bodner Department für Nutpflanzenwissenschaften Abteilung Pflanzenbau Universitäts- und Forschungszentrum Tulln (UFT) Universität für Bodenkultur Wien 1
2 Ausgangssituation Räumliche und zeitliche Trends -- Kontinentalität/Aridität ++ Datenquelle: FAO/IIASA Global Agro-Ecological Zone Model Winterweizen Geographische Lage Zwischen humidem und semiaridem Klimaraum. Beispiel Sortenversuche AGES vs. Praxis Trockengebiet: 7,8 t ha -1 Feuchtgebiet: 9,3 t ha -1 Niederösterreich 2015: 5,8 t ha -1 (Grüner Bericht) Ertrag (t ha -1 ) 12 Körnermais Datenquelle: FAOStat Weizen Zeitlicher Ertragstrend Züchtungsfortschritt hält an, Produktionsfortschritt nimmt bei manchen Kulturen ab. Gründe: u.a. Klimawandel und Extensivierung (Brisson et al., 2010) 2/13
3 Zukunftsprojektionen Zukunftsprojektionen Hitzestress Zunahme der Sommermittel um 0, 1,8 C. Zunahme der Vegetationstage (280 d). Zunahme der Hitzetage > 30 C von 15 auf 35 Tage Trockenstress Nur im Extremszenario eine Reduktion der Sommerniederschläge um 5 %. Zunahme der Trockenperiodentage von 70 auf 80 Tage. Quelle: Formayer, unpublizierte Daten 3/13
4 Von der Vergangenheit in die Zukunft schauen Big data aus der Praxis Ackerbau-Arbeitskreise AgroDroughtAustria Bezirke: Baden, Hollabrunn, Krems, Horn, Mistelbach, Wiener Neustadt Prozent der Ackerfläche (%) Niederösterreich Jahre: Aufzeichnungen: Erträge, Vorfrucht, Zwischenfrucht, Bodenbearbeitung, 0 Körnerleguminosen Kartoffel Wintergerste Silomais Winterraps Zuckerrübe Sommergerste Körnermais Winterweizen Schlageinträge: Standortparameter Mittel (Minimum, Maximum) Niederschlag (mm) 59 ( ) NS Vegetationsperiode (%), (9, ,0 200 ) Temperatur ( C) 11, (11, , 2012 ) Hitzetage > 27 C (d) 3 ( ) Nutzbare Feldkapazität (mm m -1 ) 157 (125 Wr.Neustadt 191 Mistelbach ) /13
5 Ertragssituation Ertragslage Beispiel Zuckerrübe: Median und Schwankungsbreite der Schläge % 1 % Anteil der Schläge (-) t ha -1 8 t ha -1 MEDIAN Ertrag (t ha -1 ) Kultur Median (t ha -1 ) Schwankung (%) Grüner Bericht Min. Mittel Max. Min. Mittel Max. t ha -1 Winterweizen 3, 5,1 5,9 1,3 20,7 30,0 5,3 Sommergerste 3,1, 5,5 1,8 21,7 30,1,2 Körnermais,7 9,0 11,2 17,1 25,0 3,3 10,0 Zuckerrübe 8,7 5,9 83,8 1, 17,1 28,0 7,9 5/13
6 Ertragseffekte Stress Klimatische Einflussfaktoren 7 Winterweizen 7 Sommergerste Ertrag (t ha -1 ) 5 20: 515 C h 5 20: 515 C h 3 3 R 2 =0,52; p=0,00 R 2 =0,53; p=0, Hitzestunden > 27 C (C h) Hitzestunden > 27 C (C h) 1 12 Körnermais Zuckerrübe 20: 0, : 250 mm Ertrag (t ha -1 ) R 2 =0,31; p=0,07 R 2 =0,0; p=0, Anteil Sommerniederschlag Apr-Sep (-) Klimatisches Wasserbilanzdefizit (mm) /13
7 Ertrag-Klima Beispiel Zuckerrübe Klimatische Einflussfaktoren Beispiel Zuckerrübe Ertrag (t ha -1 ) a b c d 90 Mistelbach d - cd Mistelbach a-ab Klimatisches WB Defizit (mm) Jan-Okt : -19 mm : -113 mm Jul-Aug Vegetationsperiode kritisch -500 Jan Mar May Jul Sep Nov ns. ns. *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** Managementeinfluss Saattermin, Bearbeitungssystem, Vorfrucht Sorteneinfluss Assimilationspotential, Stressresistenz BBCH 10 BBCH 19 BBCH 39 BBCH 9 Bewässerung 7/13
8 Managementeinfluss Schwarzbrache ErtragVorkultur (t ha-1) 80.7 % ohne signifikanten Ertragseffekt (n=2180) A 120 Zwischenfrucht B Pflug Kein Plug 83.3 % ohne signifikanten Ertragseffekt (n=1850) Ertrag (t ha-1) ErtragBearbeitungssystem (t ha-1) Häufigkeit (%) Managementsystem Beispiel Zuckerrübe A 120 B ErtragMittel (t ha-1) 8/13
9 Managementeinfluss Managementsystem Interpretation 9/13
10 Stressresistente Arten Kulturartenwahl 0.5 Sensitiv Variationskoeffizient Schwankung um den mittleren Ertrag Resistent Variationskoeffizient (-) Höhe der Schwankungsbreite zwischen den Schlägen in den Einzeljahren (v.a. Bodengüte) Schwankungsbreite im Mittel der Jahre (v.a. Witterung) 0.0 Wintergerste Zuckerrübe Sonnenblume Winterweizen Sommergerste Mais Kartoffel Die Fruchtfolge-Gestaltung beruht nur teilweise auf Kriterien der Standortanpassung und vielfach auf betriebswirtschaftlichen Überlegungen. 10/13
11 Stressresistente Arten Stressresistente Beispielfruchtfolge Derzeitige Fruchtfolge Winterweizen ZF Zuckerrübe Sommergerste ZF - Körnermais Anfällig Neutral - anfällig Resistent Ausgeglichene Wasserversorgung Tiefe Wurzel, gute Wasseraufnahme Kurze Vegetationszeit Sensible Befruchtung Stressresistente Fruchtfolge (ohne Brücksichtigung Markt!) Wintergerste ZF Zuckerrübe Sonnenblume Winterroggen Frühe Herbst- Etablierung Tiefe Wurzel, gute Wasseraufnahme Resistenter Wassertransport Starke Durchwurzelung 11/13
12 Schlussfolgerungen Was rät die Vergangenheit für die Zukunft? Hitzestress für Kulturen mit kurzer Vegetationszeit (Getreide) Wasserstress für Kulturen mit langer Vegetationszeit (Körnermais, Kartoffel) Stressresistenten Fruchtfolgegliedern (Wintergetreide, Zuckerrübe, Sonnenblume, Hirse) Wassersparende Bearbeitungssysteme (Mulch, Bodenstruktur) Innovative Lösungsansätze durch Interaktion Praxis Forschung 12/13
13 Universität für Bodenkultur Wien Department für Nutzpflanzenwissenschaften Abteilung Pflanzenbau AG Pflanzliche Produktionsökologie Priv.-Doz. DI Dr. Gernot Bodner Konrad Lorenzstraße 2, A-330 Tulln an der Donau Tel.: gernot.bodner@boku.ac.at,
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