ADAPT: Accelerated Development of multiple-stress tolerAnt PoTato

Projektbeschreibung

Die Kartoffel ist weltweit eine der wichtigsten Nahrungspflanzen. Auf Hitze und Trockenheit sowie auf Überschwemmungsereignisse reagiert die Pflanze mit hohen Ertragseinbußen. Diese Situationen werden durch die Klimakrise immer häufiger und stellen eine ernsthafte Bedrohung für die Ertragssicherheit bei Kartoffeln dar. ADAPT lieferte Grundlagenwissen über die Reaktionen der Kartoffel auf diese Stressfaktoren, besonders, wenn sie kombiniert auftreten.

ADAPT erforschte molekulare und phänotypische Reaktionen von Kartoffeln auf Stressfaktoren wie Hitze, Trockenheit oder Überflutung der Anbaufläche. Mit einer Vielzahl von modernen Methoden wurden die Reaktionen der Kartoffel auf die unterschiedlichen Stressfaktoren detailliert ermittelt. Die Auswertung der Ergebnisse zeigte, welche Faktoren die Knollenbildung beeinflussen. In Feldversuchen wurden die Reaktionen von verschiedenen Kartoffelsorten auf Umweltstress erhoben. Die Erkenntnisse lieferten wesentliche Einblicke für zukünftige Forschungsansätze, die Forscher:innen und Züchter:innen unterstützen werden, tolerante Kartoffelsorten zu identifizieren. ADAPT liefert eine umfassende Zusammenschau der mannigfaltigen Reaktionsmechanismen auf Stressfaktoren und zeigt auf, wie Kartoffelsorten an die unterschiedlichen Umweltbedingungen in Europa angepasst werden können.

Ergebnisse

In Zusammenarbeit mit allen Projektpartnern wurde unter unserer Federführung eine Wahrnehmungsumfrage für europäische Landwirt:innen entwickelt. Die Umfrage war von Dezember 2020 bis April 2021 online verfügbar. Insgesamt nahmen 553 Kartoffelbäuerinnen und Kartoffelbauern aus 22 Ländern an der Umfrage teil. Fast 90 % der Befragten gaben an, dass sich die klimatischen Veränderungen in den letzten zehn Jahren auf ihre Kartoffelproduktion ausgewirkt haben. Darüber hinaus bezeichneten fast 50 % der Befragten klimatische Veränderungen als Bedrohung für die Aufrechterhaltung der Kartoffelproduktion in ihrem Betrieb. Mehr als 80 % der Kartoffelerzeuger:innen bestätigten, dass Trockenheit und Hitze ihre Kartoffelproduktion in den letzten 10 Jahren zunehmend beeinträchtigt haben. Die bevorzugte Anpassungsmaßnahme war der Anbau von angepassten Sorten. Die zahlreichen Rückmeldungen aus Österreich, Deutschland und der Schweiz ermöglichten eine detaillierte Analyse der Situation in der DACH-Region. Auch hier bestätigten 98 % der deutschen und mehr als 90 % der schweizerischen und österreichischen Befragten die negativen Auswirkungen des Klimawandels auf die Kartoffelproduktion. Das größte Problem war die Dürre gefolgt von Hitze und dem Auftreten von Schädlingen und Krankheitserregern. Österreich war am stärksten von der Trockenheit betroffen, verschärft durch den vergleichsweisen geringen Zugang zu zumindest teilweiser Bewässerung. Andere größere Herausforderungen der österreichischen Landwirt:innen waren Spätfrost im Frühjahr, Sturzfluten und Bodenerosion. Die genaue Betrachtung zeigte Unterschiede zwischen den Ländern sowie zwischen konventioneller und ökologischer Kartoffelproduktion auf. Das unterstreicht, dass wirksame Strategien der Klimawandelanpassung länderspezifische und lokale Herausforderungen und Bedürfnisse berücksichtigen müssen.

Unsere Feldversuche lieferten wertvolle Einblicke in die Ertragsbildung bei der Kartoffel unter österreichischen Anbaubedingungen. Bewässerung kann den Ertrag im Trockengebiet erhöhen, was aber wiederum die Qualität und damit den vermarktbaren Ertrag beeinflussen kann. Knollenansatzprüfungen zeigten Unterschiede in der Ertragsbildung bei den Kartoffelsorten auf. Mithilfe moderner Technologien wie die Überwachung der Bestände mittels Drohnen und Umweltsensoren wurde das Verhalten der Sorten detailliert beschrieben. Die österreichischen Feldversuche wurden gemeinsam mit jenen in den Niederlanden, Serbien und Spanien umfassend analysiert. Ein Ziel war es, den Ertrag frühzeitig vorherzusagen. Das hilft bei der Züchtung widerstandsfähiger Kartoffelsorten und ist ein aussichtsreicher Ansatz, Sorten zu beschreiben. Letztlich führt das komplexe Zusammenspiel aus Umweltfaktoren und Sorte zu einem gesicherten Ertrag auch unter widrigen Bedingungen. Die nächsten Jahre sollen die Erkenntnisse bestätigen, was in Feldversuchen nur durch eine mehrjährige Betrachtung erreicht werden kann.

Durch die einzigartige Zusammensetzung des ADAPT-Konsortiums konnten die vielfältigen Einflussfaktoren mit Hilfe von modernsten Ansätzen umfassend untersucht werden. Am Ende von vier Jahren intensiver Forschung lieferten die Ergebnisse von ADAPT wichtige Erkenntnisse, die sowohl für die Züchtung als auch für die Grundlagenforschung Meilensteine in der Entwicklung von klimawandelangepassten Kartoffeln darstellen. Es ist geplant, die vielversprechende Forschung in weiteren Projekten fortzusetzen.

Nutzen des Projekts

Wir leiteten ein Arbeitspaket, das die konkrete Nutzung der Erkenntnisse in der Praxis und die zielgruppenorientierte Darstellung und Verbreitung der Ergebnisse zum Ziel hatte. Die Umfrage unter den Landwirt:innen zeigte, wie wichtig die Forschung zu toleranteren Kartoffelsorten ist. Durch die gewonnenen Erkenntnisse leistet das Projekt einen Beitrag zur Ernährungssicherung, da die Kartoffel eine der wichtigsten landwirtschaftlichen Kulturarten ist. Unsere Feldversuche lieferten uns Einblicke in die Reaktionen von verschiedenen Sorten unter Stressbedingungen und brachten uns einen Know-how-Gewinn hinsichtlich der Erfassung abiotischer Faktoren bei der Sortenprüfung. Obwohl es keine einfachen Antworten auf klimawandelbedingte Herausforderungen gibt, zeigten die Ergebnisse von ADAPT, welche Faktoren die raschere und effizientere Entwicklung stresstoleranter Kartoffelsorten unterstützen können. Die Erkenntnisse zur Anwendung neuer Technologien zur Ertragsvorhersage bilden eine stabile Grundlage, einen ertragreichen Kartoffelanbau auch in Zeiten der Klimakrise zu ermöglichen. Damit sind die Ergebnisse wertvoll für Züchter:innen, Berater:innen, Interessensvertreter:innen, Landwirt:innen und Konsument:innen.