Extremes Wetter: Wie das Klima die Landwirtschaft verändert Klimaanpassung im Ackerbau

Der Klimawandel wird zukünftig nicht nur zu erhöhten Temperaturen führen. Auch die Häufigkeit von Extremwetterereignissen wird steigen – mit zum Teil erheblichen Auswirkungen auf die Landwirtschaft.

Mehrere Rinder auf vertrockneter Wiese
Das Tierfutter droht knapp zu werden, wenn langanhaltende Hitze viele Weiden und Wiesen verdorren lässt. Quelle: landpixel.eu

Landwirtinnen und Landwirte waren immer schon vom Wohlwollen Petrus` abhängig, wenn es ums Wetter ging. Und auch extreme Hitze und Dürre, Dauer- oder Starkregen gab es schon immer. Allerdings häufen sich die Extremwetterereignisse in den letzten Jahren. So gab es in den vergangenen Jahren wiederholt ausgeprägte Dürreperioden. 2017 kam es im Frühjahr zu verheerenden Frostschäden. Im Jahr 2013 wurde aufgrund von Hochwasser in zahlreichen Landkreisen der Katastrophenalarm ausgerufen: Wassermassen führten in der Land- und Forstwirtschaft zu Schäden in dreistelliger Millionenhöhe. 2007 verursachte der Orkan Kyrill schwere Schäden am Wald. 87.000 Hektar wurden dabei zerstört, Gesamtschaden für die Forstwirtschaft 1,9 Milliarden Euro. Und das Jahr 2003 rief die Bundesregierung zum Katastrophenjahr aus, weil extreme Hitze und Dürre zu erheblichen Ernteausfällen führten.

Die Wetterexpertinnen und -experten sind sich einig, dass sich dieser Trend fortsetzen wird: Der Klimawandel wird zukünftig nicht nur zu erhöhten Temperaturen führen, sondern auch zu einem vermehrten Auftreten von Extremwetterereignissen – mit zum Teil erheblichen Auswirkungen auf die Landwirtschaft. Welche agrarrelevanten Entwicklungen zeichnen sich bereits heute ab?

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Temperatur steigt, Vegetation startet früher

Wie Auswertungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zeigen, ist die mittlere Jahrestemperatur in Deutschland seit 1881 um 1,4 °C gestiegen. Verschiedene Klimamodelle prognostizieren, dass sich die Durchschnittstemperatur hierzulande bis zum Jahr 2100 um weitere 2 bis 4 °C erhöhen wird. Vor allem im Süden und Südosten Deutschlands können die Temperaturen überdurchschnittlich stark ansteigen.

Seit 1961 lässt sich in Deutschland eine Verfrühung des Vegetationsbeginns feststellen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler führen das auf die steigenden Durchschnittstemperaturen zurück. Besonders stark ist diese Entwicklung seit Ende der 1980er Jahre zu beobachten. Pflanzen beginnen seitdem etwa 14 Tage früher mit dem Wachstum als in vorherigen Beobachtungszeiträumen. In der Landwirtschaft erkennt man das zum Beispiel daran, dass der Winterweizen (unabhängig von der Sorte) bereits 14 Tage früher – schon am 26. April – schosst. Oder an der deutlich früheren Blüte von Apfel und Raps: Diese beiden Kulturen blühen rund 20 Tage früher als noch vor 50 Jahren. Und auch beim Mais lässt sich der verfrühte Vegetationsbeginn eindeutig feststellen: Seit 1970 kann die Futterpflanze rund eine Woche früher bestellt werden und reift dazu noch deutlich schneller ab. Die meisten Klimamodelle geben Hinweise darauf, dass sich diese Entwicklungen in Zukunft weiter fortsetzen werden.

Weniger Frosttage, mehr Hitzetage

Die Anzahl der Frosttage (Tagesminimum: < 0 °C) pro Jahr hat seit 1961 sukzessive abgenommen. Klimaprojektionen zeigen, dass sich diese Entwicklung in Zukunft weiter fortsetzen wird. Auch Spätfröste wird es in Zukunft deutlich seltener geben. Da sich jedoch gleichzeitig der Vegetationsbeginn verfrüht, können besonders empfindliche Wachstumsstadien verstärkt in spätfrostgefährdeten Zeiträumen auftreten.

Umgekehrt hat die Anzahl heißer Tage (Tagesmaximum: > 30°C) in den vergangenen 60 Jahren deutlich zugenommen. Diese Entwicklung setzt sich auch in der Zukunft fort. Laut DWD wird sich bis zum Ende dieses Jahrhunderts die Zahl der heißen Sommertage im Vergleich zum Zeitraum 1961 bis 1990 verdrei- oder sogar vervierfachen. Betroffen davon sind vor allem Süddeutschland und Teile Ostdeutschlands.

Agrarrelevante Klimaentwicklungen: Vergangenheit und Zukunft

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Seit 1881 ist die mittlere Jahrestemperatur in Deutschland um 1,4 °C gestiegen. Verschiede Klimamodelle prognostizieren, dass sich die Durchschnittstemperatur hierzulande bis zum Jahr 2100 um weitere 2 bis 4 °C erhöhen wird. Vor allem im Süden und Südosten...
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Seit 1961 lässt sich in Deutschland eine Verfrühung des Vegetationsbeginns beobachten, was auf steigende Durchschnittstemperaturen zurückzuführen ist. Besonders stark ist diese Entwicklung seit Ende der 80er Jahre zu beobachten. Pflanzen beginnen seitdem...
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Bei Raps zeigt sich ein eindeutiger Trend zu einem früheren Blühbeginn: Die Ölpflanze blüht heute rund zwanzig Tage früher als noch vor 50 Jahren. Grafik: Deutscher Wetterdienst
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Der verfrühte Vegetationsbeginn und die steigenden Temperaturen führen dazu, dass der Mais im Vergleich zu den 1970er Jahren schneller abreift. Lag der Trockensubstanzgehalt der Ganzpflanze am 1. Oktober im Jahr 1970 noch bei 31 Prozent, erreicht er heute...
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Die Anzahl der Frosttage (Tagesminimum: < 0 °C) pro Jahr hat seit 1961 sukzessive abgenommen. Klimaprojektionen zeigen, dass sich diese Entwicklung auch in Zukunft weiter fortsetzen wird. Auch Spätfröste wird es demnach in Zukunft deutlich seltener geben....
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Die Anzahl heißer Tage (Tagesmaximum: > 30°C) hat in den vergangenen 60 Jahren deutlich zugenommen. Diese Entwicklung setzt sich auch in der Zukunft fort. Zum Ende dieses Jahrhunderts wird sich die Zahl der heißen Sommertage im Vergleich zum Zeitraum 1961...
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Die Bodenfeuchte (hier am Beispiel Wintergetreide) nimmt sukzessive ab. Das liegt daran, dass die Anzahl der trockenen Tage (nutzbare Feldkapazität < 50 %) zunimmt. Vor allem in den Monaten Juli bis September wird künftig mit mehr trockenen Tagen zu...
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Das höchste Risiko für Starkregen tritt in den Monaten Juni, Juli und August auf. In diesen Monaten ist im Deutschlandmittel alle zwei Jahre mit einem Starkregenereignis zu rechnen. Nach den Klimaprojektionen wird überwiegend ein Anstieg der...

Fluch oder Segen?

Die beschriebene Temperaturentwicklung und die damit verbundene Verfrühung des Vegetationsbeginns können Vorteile und Nachteile für die Landwirtschaft haben. So kann eine verlängerte Vegetationsphase für Gemüseanbauer zum Beispiel von Nutzen sein, weil mehrere Ernten möglich werden. Die schnellere Abreife beim Mais führt dazu, dass auch in den nördlichen Gebieten Deutschlands später abreifende Sorten mit einem höheren Ertragspotenzial angebaut werden können. Und beim Winterraps kann die frühe Blüte mit Vorteilen für das Schaderregermanagement und die Fruchtfolge verbunden sein.

Die Klimaentwicklungen bringen aber auch Nachteile mit sich: Zunehmend mildere Winter können dazu führen, dass sich Pilze, Viren und Schadinsekten verstärkt ausbreiten und zu stärkeren Ertragseinbußen bzw. zu einem erhöhten Pflanzenschutzmittelaufwand führen. Durch den verfrühten Vegetationsbeginn steigt auch die Gefahr, dass die Pflanzen durch Spätfröste geschädigt werden.

Die Zunahme von Hitzetagen bedeutet deutlich mehr Stress für die Kulturpflanzen: Die Kornzahl- und -qualität von Getreide nimmt ab, Obst und Weinreben sind anfälliger für Sonnenbrand, Möhren werden bei Hitze bitterer. Auch der Borkenkäfer, ein gefürchteter Forstschädling, fühlt sich bei hohen Temperaturen sehr wohl und verursacht dadurch mehr Schaden. Darüber hinaus wird der Klimawandel zu einem Anstieg an Extremwettererscheinungen wie Dürre, Starregen, Hitzestress oder Hagel führen.

Trockenheit nimmt zu

Die Anzahl der trockenen Tage hat bereits in der Vergangenheit zugenommen und wird Klimamodellen zufolge auch in Zukunft weiter zunehmen. Vor allem in den Monaten Juli bis September wird künftig mit mehr trockenen Tagen zu rechnen sein. Hinzu kommt eine zunehmende Verdunstung aufgrund der höheren Temperaturen. Besonders betroffen davon sind der Osten Deutschlands und Teile Süddeutschlands.

Sinkt der Bodenwassergehalt unter einen kritischen Wert, ist eine Versorgung des Wurzelapparates der Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen nicht mehr ausreichend gewährleistet. Die Kulturen sind jedoch unterschiedlich tolerant gegenüber Trockenstress. So sind Zuckerrüben, Raps und Kartoffeln nur wenig trockentolerant. Die Getreidearten, vor allem Gerste, sind da schon etwas widerstandsfähiger. Echte Trockenkünstler sind dagegen Hirse und Sorghum. Trockenheit führt aber auch zu Nährstoffmangel, da die Pflanzenwurzeln die Nährstoffe nur als im Wasser gelöste Ionen aufnehmen können.

Seit ein paar Jahren macht der Landwirtschaft eine zunehmende Trockenheit in den Monaten März bis Mai zu schaffen. Diese Frühjahrstrockenheit lässt sich einerseits durch einen leichten Rückgang der Niederschläge, zum anderen durch das frühere Einsetzen der Vegetation und die damit verbundenen höheren Verdunstungsraten erklären. Für die Frühjahrstrockenheit liegen derzeit noch keine verlässlichen Aussagen zur zukünftigen Entwicklungen vor.

BZL-Broschüre "Agrarmeteorologie"

Die Broschüre zeigt die Bedeutung des Einflusses von Wetter und Klima auf die Kulturpflanzen und gibt entsprechende Empfehlungen für die Arbeit auf dem Feld. Der Download dieser Veröffentlichung steht kostenlos zur Verfügung.

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Mehr Starkregen im Winter

Das höchste Risiko für Starkregen tritt in den Monaten Juni, Juli und August auf. In diesen Monaten ist laut DWD im Deutschlandmittel alle zwei Jahre mit einem Starkregenereignis zu rechnen. Klimaforscherinnen und -foscher erwarten für die Zukunft eine Zunahme der Starkregenereignisse, insbesondere in den Wintermonaten.

Durch starke Niederschläge, oft in Kombination mit Windböen, kann es zu irreversiblem Umknicken der Pflanzen (Lagerbildung) und/oder Kornverlust kommen, insbesondere bei Getreide, Raps und Mais. Bei Äpfeln und auch bei anderen Obstarten können Pflanzenteile abbrechen oder das Erntegut herabfallen. Starkregenereignisse können in Kulturen wie Spargel, Kopfkohl, Zwiebel, Wein und Hopfen (insbesondere in Hanglagen) Bodenverschlämmung und Erosionsschäden verursachen.