Dry matter yield and interaction stability of forage barley across ten environments in Yunnan, China
Diese Studie untersuchte zehn Futtergerstengenotypen in zehn Umgebungen in Yunnan, China, und identifizierte die Genotypen G6 und G1 als die vielversprechendsten Kandidaten für erweiterte Tests aufgrund ihres überlegenen Trockenmasseertrags und ihrer Interaktionsstabilität.
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In den Hochlandregionen des Südwestens Chinas stehen Landwirte vor einer einzigartigen Herausforderung: Der Anbau von Nutzpflanzen, die in einem Mosaik aus verschiedenen Klimata, Böden und Höhenlagen gedeihen müssen und gleichzeitig eine beständige Ernte liefern sollen. Für Viehzüchter ist das Ziel oft Ganzpflanzen-Gerste, eine Pflanze, die nicht nur wegen des Korns, sondern als vollständiges Paket aus Halmen, Blättern und Ähren geerntet wird, um Rinder und Schafe zu füttern. Der Wert dieses Futters hängt von zwei Faktoren ab, die nicht immer Hand in Hand gehen: der schieren Menge an Trockenmasse, die die Pflanze produziert, und der Zuverlässigkeit, mit der sie diese Menge unabhängig von Standort oder Zeitpunkt produziert. Eine Sorte, die in einem Tal eine massive Ernte liefert, kann im nächsten Tal oder in einem anderen Jahr versagen. Diese Unvorhersehbarkeit ist als Wechselwirkung zwischen der Genetik der Pflanze und ihrer Umwelt bekannt. Um dies zu lösen, müssen Wissenschaftler Sorten finden, die nicht nur leistungsstark, sondern auch stabil sind – also in der Lage sind, über ein breites Spektrum an Bedingungen hinweg eine starke Ernte zu liefern, ohne auf perfektes Wetter oder ideale Böden angewiesen zu sein.
Ein Forschungsteam der Yunnan Academy of Agricultural Sciences und der Yunnan Agricultural University unternahm den Versuch, diese zuverlässigen Gerstensorten in den vielfältigen Landschaften der Provinz Yunnan zu finden. Sie testeten zehn verschiedene Gersten-Einträge, eine Mischung aus freigegebenen Kultivaren und experimentellen Zuchtlinien, an fünf verschiedenen Standorten über zwei aufeinanderfolgende Winteranbausaisons hinweg. Diese Standorte reichten von 1.543 bis 2.410 Metern über dem Meeresspiegel, was zehn einzigartige Kombinationen aus Ort und Zeit schuf. In jeder dieser Umgebungen pflanzte das Team für jede Gerstensorte drei kleine Parzellen an, was insgesamt 300 Parzellen ergab. Sie bewirtschafteten die Kulturen nach lokalen landwirtschaftlichen Praktiken, die von Standort zu Standort variierten, und ernteten sie alle zum gleichen Wachstumsstadium, dem sogenannten Milchstadium, wenn die Pflanze reich an Nährstoffen ist, das Korn aber noch nicht hart geworden ist. Das primäre Maß für den Erfolg war der Trockenmasseertrag, der das tatsächliche Gewicht des Pflanzenmaterials darstellt, nachdem das gesamte Wasser entfernt wurde – eine entscheidende Kennzahl für die Bestimmung der Menge an Futter, die ein Landwirt lagern und nutzen kann.
Die Ergebnisse dieser umfassenden Versuchsreihe zeigten, dass die Umgebung selbst die mächtigste Kraft bei der Gestaltung der Ernte war. Die Unterschiede in Standort und Saison machten fast 88 Prozent der Variation in der Gerstenproduktion aus und übertrafen damit die Unterschiede, die durch die Genetik der Pflanzen selbst verursacht wurden. Diese Erkenntnis unterstreicht, dass keine einzelne Gerstensorte isoliert betrachtet werden kann; ihre Leistung ist untrennbar mit dem Ort und der Zeit verknüpft, an der sie angebaut wird. Trotz dieses überwältigenden Einfluss der Umwelt konnten die Forscher spezifische Sorten identifizieren, die herausragten. Eine Sorte, bezeichnet als G6, produzierte über alle zehn Umgebungen hinweg den höchsten durchschnittlichen Trockenmasseertrag mit 17,81 Tonnen pro Hektar. Dicht gefolgt wurde sie von G1 mit 16,75 Tonnen pro Hektar und G8 mit 16,43 Tonnen pro Hektar. Die statistische Analyse zeigte jedoch, dass G6 zwar den höchsten Durchschnitt hatte, der Unterschied zu den nächsten beiden Sorten jedoch nicht groß genug war, um als definitiver Sieg in jedem einzelnen Vergleich zu gelten.
Über die reine Produktion hinaus untersuchte die Studie die Stabilität, also wie gering die Schwankungen der Leistung einer Sorte bei wechselnden Bedingungen ausfielen. Mit einer Methode, die die durchschnittliche Leistung einer Pflanze von ihrer Reaktion auf spezifische Umgebungen trennt, fanden die Forscher heraus, dass eine Sorte namens G10 die stabilste war und die geringsten Schwankungen über die verschiedenen Standorte hinweg aufwies. Doch diese Stabilität hatte ihren Preis: G10 produzierte signifikant weniger Gesamtfutter als die Spitzenreiter. Die Forscher suchten daraufhin nach einem Gleichgewicht und suchten nach einer Sorte, die sowohl einen hohen Ertrag als auch eine akzeptable Stabilität bot. Als sie diese beiden Faktoren gleich gewichteteten, kristallisierten sich G6 und G1 als die besten Kandidaten heraus. G6 behielt seine Führung auch dann bei, wenn die Forscher jeweils einen Standort aus den Daten entfernten oder tausende verschiedene Kombinationen der fünf Standorte simulierten, wobei die Sorte in mehr als 91 Prozent dieser Szenarien den ersten Platz belegte. G1 belegte konsequent den zweiten Platz und kombinierte eine starke Produktion mit einem sehr stabilen Leistungsprofil.
Die Studie untersuchte auch die physischen Merkmale der Pflanzen, wie etwa ihre Höhe, die Anzahl der Stängel und die Menge an grünem Blattmaterial. Die produktivsten Sorten, insbesondere G6, tendierten dazu, die meisten Stängel und die meisten grünen Blätter zu besitzen, was ein klares Bild einer robusten, biomassereichen Pflanze zeichnete. Die Forscher wiesen jedoch vorsichtig darauf hin, dass diese Studie auf die spezifischen Bedingungen von Yunnan und die zwei gesammelten Jahresdaten begrenzt war. Sie maßen nicht die ernährungsphysiologische Qualität des Futters, wie etwa den Proteingehalt oder die Verdaulichkeit, und sie testeten nicht, wie gut sich die Gerste für die Silage vergären ließe. Die Ergebnisse legen nahe, dass G6 und G1 hervorragende Kandidaten für weitere Tests in größerem Maßstab sind, aber sie sind noch nicht als die perfekte Lösung für jeden Landwirt in der Region erwiesen. Die Arbeit verdeutlicht, dass die Auswahl der richtigen Kultur ein komplexer Balanceakt ist, bei dem der höchste Ertrag gegen das Risiko des Scheiterns bei unvorhersehbarem Wetter abgewogen werden muss und bei dem die beste Wahl vollständig davon abhängt, was ein Landwirt am meisten schätzt: maximale Produktion oder beständige Zuverlässigkeit.
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