Agroforst-Systeme und Agri-Photovoltaik (Agri-PV) sind Strategien, um die Landwirtschaft klimaresilienter zu machen und Flächen effizienter zu nutzen. Allerdings werfen die Bäume bei Agroforst-Systemen auch Schatten auf die Ackerflächen, bei Agri-PV sind es Solarmodule. Bislang war unklar, wie gut die klassischen Ackerpflanzen mit diesen veränderten Lichtbedingungen zurechtkommen. Jennifer Moore von der Universität Hohenheim hat dies nun gemeinsam mit Kollegen untersucht.
Dafür untersuchte das Forschungsteam zwischen 2023 und 2024 an fünf Standorten in Deutschland die Photosyntheseleistung von fünf Nutzpflanzen, die deutsche Landwirte häufig anbauen: Gerste, Mais, Kohl, Kartoffeln und Ackerbohnen. Moore und ihr Team verglichen die Pflanzen auf den beschatteten Flächen mit jeweils voll besonnten Referenzflächen und erfassten die zentralen physiologischen Kennwerte mithilfe eines mobilen Photosynthese-Messsystems direkt an den Blättern. Bei zwei Flächen wurden die Nutzpflanzen durch Bäume im Rahmen von Agroforstbewirtschaftung beschattet, bei dreien durch über den Feldern installierte Solaranlagen.
Beschattete Pflanzen passen sich an Bedingungen an
Das Ergebnis: Unter den Beschattungsbedingungen sanken bei allen untersuchten Kulturen sowohl die Dunkelatmung als auch der Lichtkompensationspunkt. „Vereinfacht ausgedrückt heißt das, dass die Pflanzen weniger CO₂ durch Atmung verloren und gleichzeitig weniger Licht benötigten, um Kohlenstoff zu fixieren, den sie benötigen, um zu wachsen und Früchte zu bilden“, erklärt Moore „Das zeigt eine klare physiologische Anpassung an Teilbeschattung.“
„Besonders bemerkenswert ist, dass dieser Effekt bei allen untersuchten Kulturen auftrat, obwohl diese typischerweise nicht unter Beschattung wachsen“, sagt Seniorautor Andreas Schweiger von der Universität Hohenheim. „Sie verfügen also über eine deutlich größere Anpassungsfähigkeit, als wir bisher angenommen haben.“ Die Anpassungen treten demnach unabhängig von Standort, Boden, Bewirtschaftungsform und Schattensituation auf. „Ackerpflanzen stoßen unter moderater Beschattung also nicht zwangsläufig an ihre Grenzen, sondern können ihre Stoffwechselaktivität anpassen.“ Die beobachteten physiologischen Anpassungen bedeuten jedoch nicht automatisch höhere Erträge. Diese unterschieden sich je nach Standort und Kulturart und zeigten kein einheitliches Bild.
