Heiße Sommer, Dürreperioden und eine immer akutere Wasserknappheit: der Klimawandel und seine Folgen fordern im Apfelanbau neue Antworten, um nachhaltige Produktionsbedingungen und eine anhaltend hohe Qualität der Äpfel zu gewährleisten. Aktive Unterstützung dafür kommt von der Forschungsgruppe für Baumökophysiologie und Ökosysteme (Tree Ecophysiology and Ecosystem group)  der Fakultät für Agrar- Umwelt und Lebensmittelwissenschaften. Hier arbeiten PhD-Studierende und junge Forschende gemeinsam mit Professoren wie Prof. Massimo Tagliavini und Prof. Damiano Zanotelli daran, immer besser zu verstehen, wie der Austausch von Wasser und Energie zwischen Boden, Pflanzen und Atmosphäre in bewirtschafteten Baumökosystemen funktioniert. In engem Austausch mit Forschenden des Versuchszentrums Laimburg entsteht so ein immer klareres Bild davon, wie viel Wasser Äpfel tatsächlich brauchen und wie die nötige Versorgung möglichst effizient gesteuert werden kann.  

Die in den vergangenen Jahren veröffentlichten Studien der Forschungsgruppe zu diesen Fragestellungen liefern gleich mehrere gute Nachrichten. So düster die Aussichten sein mögen, dass steigende Temperaturen die Wasserverfügbarkeit immer mehr einschränken werden, während der Bedarf infolge der steigenden Transpiration steigt: noch gibt es einigen Spielraum, um die Pflanzen dennoch ausreichend zu versorgen. Zumindest aus heutiger Sicht, kann der Wasserhahn noch recht deutlich gedrosselt werden, bevor die Qualität der Apfelanlagen zu leiden beginnt, zeigt eine mehrjährige Studie auf dem Versuchsfeld Binnenland bei Auer.  Dort wurde mit unterschiedlichen Methoden getestet, ab welchen Grenzwerten die Bäume unter Trockenheit zu leiden beginnen. So wurden die Wurzeln unter anderem nur von einer Seite bewässert oder die Bewässerungsmengen reduziert. Das Ergebnis ist ermutigend: auch wenn die Bewässerung erst gestartet wurde, wenn die Sensoren ein Wasserpotenzial von -60 Kilopascal statt dem üblichen Schwellenwert von -30 Kilopascal anzeigten, wurden keinerlei negative Auswirkungen auf die Pflanzen festgestellt.  

Unterstützend wirkten allerdings – nicht nur in diesem Fall – Hagelnetze. In einer eigenen Studie der Forschungsgruppe wurde untersucht, wie sich diese Schutzmaßnahme auf das Mikroklima und die potenzielle Evapotranspiration der Pflanzen auswirkt. Im Sommer 2020 wurden kontinuierliche Messungen der meteorologischen Daten unter und außerhalb der Netze mit Hilfe von zwei mobilen Mini-Wetterstationen vorgenommen. Dabei zeigte sich, dass die Hagelnetze die mikroklimatischen Bedingungen in der Umgebung der Baumkronen beeinflusst, wodurch – bei einem Rückgang des Evapotranspirationsbedarf der Pflanzen um 22 % – der Wasserbedarf und folglich auch der Bewässerungsbedarf gesenkt werden konnte.   

Neue Erkenntnisse dank Isotopenmethoden

Eine besondere Kompetenz des Forschungsteams an der unibz ist der Einsatz von Isotopenmethoden, um genauer zu erforschen, wie und in welcher Geschwindigkeit Wasser in Obstbäumen transportiert wird. Dabei wird dem Bewässerungswasser Deuterium als natürliches Isotop von Wasserstoff zugesetzt. Aufgrund des zusätzlichen Neutrons in seinem Kern kann dieser „schwere Wasserstoff“ als Tracer eingesetzt werden, der dank entsprechenden Laboranalysen neue Einsichten zur Wasseraufnahme und -verlagerung in Pflanzen ermöglicht.  

Eine der Forschungslücken, die von einer der zahlreichen Studien des Teams in diesem Bereich untersucht wurde, betrifft die Frage, wie viel Zeit vom Beginn der Bewässerung bis zur tatsächlichen Aufnahme des Wassers in den verschiedenen Teilen des Apfelbaums vergeht. Das Ergebnis? Bei im Freiland gewachsenen Bäumen dauerte es rund 4 Stunden, bis das Wasser in den Trieben und sechs Stunden bis in der Baumkrone ankam. Daraus ergibt sich nach Berechnung der Forschenden – bei sommerlichen Temperaturen – eine Geschwindigkeit des Saftflusses von 0,6 Metern pro Stunde. Diese veränderte sich auch nicht, wenn die Bewässerung intensiviert wurde. In der selben Studie konnte das Forschungsteam mit der Isotopenmethode auch nachweisen, dass Wasser bei einer einseitigen Bewässerung von Bäumen auch auf der anderen Seite der Baumkrone ankommt.  

Viele Ergebnisse, die in Verbindung mit der laufenden Weiterentwicklung von Sensoren, dazu beitragen können, Bewässerungssysteme nachhaltiger zu gestalten und auch künftige Herausforderung in diesem Bereich durch ein effizientes Wassermanagement zu stemmen. In enger Kooperation mit dem Versuchszentrum Laimburg und mit Kollegen und Kolleginnen der Fakultät für Ingenieurwesen wird die Arbeitsgruppe an einer immer smarteren und einfacheren Messung des Wasserbedarfs der Pflanzen durch Sensoren forschen.

Dieser Artikel wurde im Südtiroler Landwirt veröffentlicht.