Auswirkungen von Klimaveränderungen für den Rasen
123. Rasenseminar der Deutschen Rasengesellschaft 2016 in Geisenheim
Campus Hochschule Geisenheim University
„Mal sehen, was sich verändert hat“, mit diesem Gedanken saßen wohl einige der rund 65 Teilnehmer des 123. Rasenseminars der Deutschen Rasengesellschaft am 26. und 27. September 2016 in ihrem alten Hörsaal in Geisenheim.
Die Seminarteilnehmer wurden von Hochschulpräsident Prof. Dr. Hans R. Schulz begrüßt und gemeinsam mit Prof. Dr. Alexander von Birgelen, Fachbereich Landschaftsarchitektur, zuständig für den noch jungen Bereich Pflanzenverwendung, erfuhren alle Teilnehmer die interessante Geschichte der traditionsreichen und dennoch nach dem Alter jüngsten Hochschule Deutschlands. Nach einigen Restrukturierungen erfolgte 2012 die Gründung der Hochschule Geisenheim University, die zuvor zur Hochschule Wiesbaden zählte.
Exkursion zur Einstimmung auf das Thema
Mit dem Leitthema: „Gräserverwendung im Zeichen von Klimaveränderungen“ hatte die DRG für das Herbstseminar im September den Weinbaustandort Geisenheim bewusst ausgewählt, denn hier breiten sich die ersten „Warm Season-Gräser“ bereits aus. Die gesamte Tagung wurde am Campus der Hochschule Geisenheim University durchgeführt, so dass auch die Exkursion am ersten Tag fußläufig von Station zu Station organisiert wurde.
Bermudagrass im Rheingau angekommen
Weite Teile der Rasenflächen im südlichen Teil der Villa Monrepos präsentierten sich Ende September in einem überwiegend trockenen, braunen Zustand. Auffällig waren dann die grau-grünen Flecken bzw. bestimmte Teilbereiche, die von Bermudagrass (Cynodon dactylon) besiedelt waren. Die ursprüngliche Herkunft ist nicht eindeutig geklärt, aber die Verbreitung dieser Grasart nimmt seit einiger Zeit zu.
Für die Einwanderung dieses C4-Grases nannte Martin Bocksch drei Hypothesen:
- Einführung durch die Römer über den Rhein, der schon immer eine vielgenutzte Handelsstraße war und ist. Dies würde die zahlreichen weiteren einzelnen Bermudagrass-Funde entlang des Rheingrabens begründen.
- Einschleppung mit den exotischen Bäumen und Sträuchern, die von Lade aus Süd-Europa, vornehmlich wohl aus Italien, eingeführt hat und die heute überall im Park verteilt stehen. Hier fällt insbesondere der sonnenexponierte Teil des Parks auf.
- Ausbreitung bei Dachbegrünungsversuchen in den 70er Jahren. Im westlichsten Teil des Gartens (Lehrbereich) wurden diese Versuche, bei denen auch mit Bermudagrass experimentiert wurde, durchgeführt. Dabei soll sich das Gras verselbständigt und die „Parkeroberung“ gestartet haben.
Bei der Besichtigung dieser Parkteile konnte man die aggressive Ausbreitung von Cynodon dactylon durch die Stolonenbildung beobachten. Es wurde eindrucksvoll sichtbar, mit welchem Potenzial diese Grasart trockene Standorte auch bei mäßiger Pflegeintensität besiedeln kann.
Den Vergleich dieses Ökotyps unbekannten Ursprungs mit heutigen, modernen Bermudagrass-Zuchtsorten konnten die Teilnehmer des 123. DRG-Rasenseminars im Anschluss in einem kleinen Demonstrationsversuch mit verschiedenen Warm-Zonen-Gräsern und Sorten anstellen.
Hier waren Mitte Juni dieses Jahres vier Warm-Zonen-Gräser – St. Augustingrass, Zoysiagrass, Paspalum und Bermudagrass (zwei Sorten sowie der Geisenheimer Ökotyp) – mittels Sodenstücken angelegt worden. Zwei Düngergaben zum Start und regelmäßiges Feuchthalten hatten zu einem „typischen“ Auswachsen der Stolone geführt. Da die Gräser nicht gemäht wurden, konnten die Seminarteilnehmer das charakteristische Wachstumsverhalten sowie die Färbung und Blüte der Gräser beobachten (siehe Abbildungen 3 und 4).
Wichtige Rasensorten der „Warm-Season-Gräser“ werden insbesondere im Golfbereich, aber auch für Fußballrasen genutzt. Bermudagrass und Zoysiagrass sind für eine dichte Narbe mit guter Tiefschnittverträglichkeit bekannt.
Pflanzenschutz durch UV C-Belichtung
Nach der Mittagspause in der Hochschulmensa wurde es am Nachmittag technischer. Zunächst stellten Prof. Dr. Beate Berkelmann-Löhnertz, Fachbereich Weinbau, Institut für Phytopathologie und Herr Flemming von der Fa. UV-Technik Meyer die neuesten Ergebnisse und Entwicklungen in der UV C-Technik zur Bekämpfung von Pilzkrankheiten in verschiedenen Kulturen, u.a. Weinbau und Rasen, vor. Bei der UV C-Belichtung handelt es sich um ein rein physikalisches Verfahren, so dass Resistenzbildungen unmöglich werden.
Um die Wirksamkeit der UV C-Technik auf Rasen zu untersuchen, wurde ein Test-Grün auf einer Golfanlage damit behandelt. Derzeit laufen in drei separaten Sektoren Untersuchungen zur Wirkung auf unterschiedliche Erreger im Rasen. Von anderen Anwendungen dieses Verfahrens ist bereits bekannt, dass die UV C-Technik nicht alle Mikroorganismen vollständig erfasst. Bei den Weinbauversuchen zeigten daher die Versuchsvarianten mit einem Wechsel von UV C-Behandlung und konventioneller, chemischer Fungizid-Bekämpfung die besten Ergebnisse. Sie waren den reinen Fungizid-Behandlungen überlegen, so dass mit dem innovativen System Wirkstoffmengen eingespart werden können.
Klima-Modellanlage FACE
In den Geisenheimer FACE-Anlagen für Spezialkulturen werden modellhaft die Auswirkungen zukünftiger erhöhter CO₂-Konzentrationen auf die Physiologie, die Inhaltsstoffe und die Kulturführung von Weinreben und Gemüsekulturen untersucht.
Prof. Dr. Otmar Löhnertz gab einige interessante Informationen zur technischen Realisierung der aufwändigen Anlagen.
Durch ein ausgeklügeltes, kreisförmig angeordnetes Düsensystem wird CO₂ jeweils von der windzugewandten Seite in das Kreissystem geblasen (s. Abbildung 6). Jedes FACE-System besteht aus sechs derartigen Kreisen. Im Kreis soll ein um 20 % höherer CO₂-Gehalt (480 ppm) als in der Atmosphäre (400 ppm) erzielt werden. Die CO₂–Begasung in den Versuchen dient der Simulierung des Anstiegs der Treibhausgase, sie startet jeweils eine halbe Stunde vor Sonnenaufgang und endet eine halbe Stunde nach Sonnenuntergang.
Das Kürzel FACE steht bei der Modellanlage für „Free Air Carbon Dioxide Enrichment“.
In mehreren Teilprojekten werden die Auswirkungen der erhöhten Emission von Treibhausgasen (480 ppm CO₂-Konzentration) untersucht. Dabei werden u.a. die Parameter Bodenaktivität, phänologische Entwicklung, Ertragsleistung von Gemüsekulturen, Interaktionen zwischen Pflanzen und Schaderregern sowie Veränderungen bei den Inhaltsstoffen und der Produktqualität von Reben und Gemüsekulturen erforscht.-Konzentration) untersucht. Dabei werden u.a. die Parameter Bodenaktivität, phänologische Entwicklung, Ertragsleistung von Gemüsekulturen, Interaktionen zwischen Pflanzen und Schaderregern sowie Veränderungen bei den Inhaltsstoffen und der Produktqualität von Reben und Gemüsekulturen erforscht.
Erste Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus den FACE-Versuchen in Gießen und Geisenheim stellte Prof. Dr. Otmar Löhnertz später in seinem Vortrag vor (siehe Abschnitt „Ergebnisse aus den FACE-Versuchen in Gießen und Geisenheim”).
Rasensportplatz zum Schluss
Nach einem kurzen Fußweg erreichten alle Exkursionsteilnehmer das „Rheingau Stadion“ Geisenheim, die letzte Sportanlage mit einem Rasenplatz im Rheingau.
Darüber hinaus gibt es eine Gymnastikwiese, einen Kunstrasenplatz und Leichtathletikeinrichtungen. Der Rasenplatz hat damit nicht nur eine zentrale Bedeutung für 12 Fußballmannschaften, einige Turnvereine und fünf Schulen in Geisenheim und Rüdesheim, sondern darüber hinaus auch für den gesamten Rheingau.
In den letzten Jahren hatte sich im Rasen der Purzelkäfer zum Problem für den Platzwart entwickelt. Beachtliche Krähenschäden, die durch Fertigrasen bzw. im letzten Jahr durch Neu-/Nachsaat repariert werden mussten, haben mittlerweile im zweiten Jahr zum Einsatz von Nematoden zur biologischen Bekämpfung der Engerlinge geführt.
Dass Engerlinge des Purzelkäfers auch von Seminarteilnehmern sofort gefunden wurden, bestätigt die Notwendigkeit der jüngsten Behandlung, die Mitte September stattgefunden hatte. So soll dem Hauptschaden im Herbst vorgebeugt werden.
Aufschlussreiche Referate*
*) Für die DRG-Mitglieder stehen die Vortrags-Handouts zum Download im Login-Bereich unter www.rasengesellschaft.de zur Verfügung.
Nach der bemerkenswerten Exkursion am ersten Seminartag am Standort Geisenheim, trafen sich die Teilnehmer des 123. DRG-Rasenseminars am 27.9.2016 im Hörsaal 10 der Villa Monrepos auf dem Campus der Hochschule Geisenheim University zu vier überzeugenden Vorträgen zum Themenkomplex „Klimaveränderungen“.
Klimawandel und seine Folgen in Hessen
Den Reigen eröffnete Susanne Schroth vom Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG). In ihrem einführenden Vortrag stellte sie die Auswirkungen des Klimawandels zunächst generell dar, um dann auf Besonderheiten für Hessen einzugehen.
Klimadaten beziehen sich auf Mittelwerte (mindestens 30 Jahre), Schwankungsbreiten und Extremwerte. Klimawandel bedeutet daher Veränderungen der aktuellen Werte gegenüber einem solchen langjährigen Mittelwert.
Der Sommer 2016 kann hier als typisch ungewöhnlich angesehen werden. Zuerst Starkregen mit Überschwemmungen, dann das „Tief-Mitteleuropa“ mit Trockenheit. Ein ständiger Wechsel zwischen zu nass und zu trocken. Im Mittel über den ganzen Sommer sind alle Werte jedoch wieder „ganz normal“, wenn auch ca. 1,5 °C zu warm.
Klimawandel ist jedoch ein global zu betrachtendes Phänomen. Anhand einer interessanten Darstellung der Entwicklung der weltweiten Durchschnittstemperatur wurde das beeindruckend deutlich.
Für Hessen bedeutet das insbesondere einen stärkeren Temperaturanstieg im Frühjahr und Sommer bei gleichzeitiger Abnahme der Sommerniederschläge und Verlagerung in den Herbst.
Zukunftsprojektionen für Hessen, mit dem gemäßigten Klimamodell A1B berechnet, bringen für den Zeitraum 2071 – 2100 gegenüber dem gleichen Zeitraum vor 100 Jahren eine Temperaturerhöhung um 3,1 °C (Min. 1,9 °C – Max. 3,7 °C). Insbesondere die Sommer werden immer wärmer.
Gab es im Zeitraum 1971 – 2000 noch 6,1 Tage/Jahr mit Temp. > 30 °C, waren es im Supersommer 2003 bereits 23 Tage, mit zum Teil verheerenden Folgen für die Wasserversorgung und die Gesundheit empfindlicher Personengruppen.
Für 2071 – 2100 prognostiziert das Modell 27,6 derartiger Hitzetage/Jahr, mit Temperaturen über 30 °C. Dazu werden die Sommer trockener (-20 % Niederschlag) und die Winter feuchter (+14 %). In der Folge werden sowohl Hoch- als auch Niedrigwassergefahr in Hessen steigen.
Physiologische Unterschiede zwischen „Warm- und Cool-Season Grasses“
Prof. Dr. Bernd Leinauer von der New Mexico State University, stellte in seinem Vortrag die wichtigsten Warm-Zonen-Gräser (WZG) und deren physiologische Unterschiede zu den Kalt-Zonen-Gräsern (KZG) vor. Charakteristisch ist die Photosyntheseleistung der Warm-Zonen-Gräser, die als „C4-Gräser“ bezeichnet werden, da sie CO₂ durch eine Vorfixierung in den Mesophyllzellen aktiv anreichern (hier entsteht Oxalacetat = C4-Körper).
Auf diese Weise wird beim folgenden Calvin-Zyklus eine höhere Photosyntheserate erzielt als bei „C3-Gräsern“. Dies ist insbesondere bei Wassermangel und geschlossenen Stomata von Vorteil. C4-Gräser sind daher den C3-Gräsern („Cool Season-Gräser“) ökophysiologisch in heißen, trockenen Gebieten überlegen. Die Etablierung und Verbreitung dieser Gräser erfolgt in erster Linie vegetativ.
Als Nachteil gilt in Klimazonen, in denen die Gräser nicht ganzjährig vegetativ sind, z.B. Süd-Europa, dass sie in der kühlen Jahreszeit (Spätherbst/Winter) in einen Ruhezustand übergehen. Während dieser Dormanz verlieren die Gräser die grüne Farbe, so dass die Rasenflächen komplett braun werden. Diese Eigenschaft gilt derzeit als begrenzender Faktor für die Verbreitung dieser Arten in unseren Breitengraden.
Wichtige C4-Rasengräser:
- Cynodon dactylon, ssp.Bermudagrass
- Zoysia japonica, Zoysiagrass
- Paspalum vaginatum, Seashore paspalum
- Bouteloua dactyloides, Buffalograss
- Distichlis spicata Inland, Saltgrass
- Stenotaphrum secundatum, St. Augustinegrass
- Eremochloa ophiuroides, Centipedegrass
Das aktive Wachstum der „WZG“ beginnt bei >25 °C und der Wuchshabitus ist niedrig. „WZG“ haben ein tiefes Wurzelsystem, sind tiefschnittverträglicher, hitze- und trockenverträglicher und haben einen geringen Wasserbedarf. Sie sind aber weniger kältetolerant als „KZG“! Durch die Winter-Dormanz schützen sich die Gräser vor dem Erfrieren. Für die Einschätzung der Dormanz gilt, je kältetoleranter ein „WZG“ ist, desto früher geht es in die Vegetationsruhe.
„WZG“ werden stets in Monokultur und nie in Mischungen mit anderen Arten angebaut.
Charakteristisch für viele „WZG“ ist eine gute Salzverträglichkeit. Das liegt in erster Linie an der Fähigkeit, Salz über Salzdrüsen aktiv auf der Blattoberfläche auszuscheiden. Das Salz ist dann natürlich noch da und gelangt vom Blatt in den Boden und von dort möglicherweise wieder in die Pflanze. Aktives Auswaschen (leaching) des Salzes in den Untergrund ist deshalb in regelmäßigen Abständen notwendig.
Das Fazit lautete: Von den vorgestellten Warm-Zonen-Gräsern sind Bermudagrass (Cynodon dactylon), Zoysiagrass (Zoysia spp.), Büffelgras (Buchloe dactyloides oder synonym Bouteloua dactyloides) und Inland Saltgrass (Distichlis spicata) für einen Einsatz in Deutschland denkbar.
Ergebnisse aus den FACE-Versuchen in Gießen und Geisenheim
Bereits 2015 wurde erstmalig ein Wert von 400 ppm CO₂ in der Erdatmosphäre gemessen, der gerade für 2016 bestätigt wurde. In den FACE-Versuchsanlagen soll ein um 20 % höherer Wert, nämlich 480 ppm simuliert und die Auswirkungen auf die Ökosysteme untersucht werden. Prof. Dr. Otmar Löhnertz stellte in seinem Vortrag erste Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus den FACE Versuchen in Gießen und Geisenheim vor.
Nach seinen Ausführungen nähert sich die Witterung im Rheingau mit der Durchschnittstemperatur von 9,9 °C und einem durchschnittlichen Niederschlagsmittel von 500 mm/Jahr mediterranen Verhältnissen. Das wirkt auf die Pflanzen und sie reagieren durch früheren Austrieb und Blüte sowie in der Folge auch bei der Ernte, mit allen damit verbundenen Problemen, wie z.B. steigender Spätfrostgefahr, Verfaulen reifer Früchte oder den Angriffen neuer Schädlinge. Gerade bei Pflanzen, wie der Weinrebe, mit einer nur 160-180 Tage dauernden Vegetation, machen sich bereits wenige Tage Veränderung massiv bemerkbar.
Die Zukunft wird dem Rheingau mehr Trockenheit im Sommer und vermehrte Niederschläge im Herbst bringen, die dann zu einer erhöhten Stickstoffmineralisierung im Boden führen. Dies führt zu späten Wachstumsschüben und fördert im Winter möglicherweise die Stickstoffauswaschung.
Erkenntnisse aus den bisherigen FACE-Versuchen in Gießen und Geisenheim:
- Die Biomassebildung nimmt in Abhängigkeit von der Wasserversorgung stark zu.
- Mehr CO₂ in der Luft führt zu einer geringeren Wasserabgabe der Pflanzen, da die Stomata nicht so weit geöffnet werden.
- Die Pflanzen bilden tendenziell eher mehr Stomata pro Flächeneinheit.
- Das stärkere Wachstum, bzw. die Biomassebildung führt zu einem höheren Wasserverbrauch.
Auswirkungen hoher Temperaturen auf „Cool Season“-Gräser im Rasen
Zum Abschluss der Referate-Reihe lieferte der Vorsitzende der Deutschen Rasengesellschaft, Dr. Harald Nonn, einem umfassenden Überblick über die physiologischen Auswirkungen hoher Temperaturen auf unsere Kalt-Zonen-Gräser „KZG“. Bei seinen Ausführungen bezog er sich auf die klimatischen Auswirkungen, die für das Szenario A1B bis zum Jahr 2040 prognostiziert werden.
Dabei wird mit einem Temperaturanstieg, einer Niederschlagszunahme um 10 % und einem CO₂-Anstieg gerechnet.
Das führt in unseren „KZG“ zu einer verminderten Kohlenhydratbildung und dem Verbrauch von Reservestoffen. Steigende Bodentemperaturen führen des Weiteren zu einer verringerten Wasser- und Nährstoffaufnahme. Ausbleibende Cytokininbildung und Trockenschäden, wie beispielsweise dem „Summer Bentgrass Decline“.
Die Kalt-Zonen-Gräser reagieren unterschiedlich auf Trockenheit und Hitze. Dabei ist Hitzetoleranz nicht gleichbedeutend mit Trockentoleranz. Letztere hängt in besonderem Maße von der Wurzeltiefe, Wurzelmasse, Dormanzfähigkeit und dem Transpirationsverhalten ab. Pflanzen reagieren mit den verschiedensten Strategien auf zunehmende Trockenheit. Hierzu zählen u.a. das Einrollen der Blätter, die Entwicklung einer Wachsschicht oder die Ausbildung von Härchen auf der Blattoberfläche.
Neben baulichen Anpassungen bei der Rasentragschicht, sind eine angemessene Nährstoffversorgung mit Stickstoff und Kalium für die Rasengräser besonders wirksam.
In seinem Fazit kommt Harald Nonn zu der Schlussfolgerung: „Es gibt keine generelle Lösung, um auf die Klimaveränderungen zu reagieren, für ein erfolgreiches Greenkeeping sind vielmehr die gesamte Breite der Pflegemaßnahmen und die Möglichkeiten der Gräserzüchtung zu nutzen!“
Prof. Martin Bocksch, Vorstandsmitglied Deutsche Rasengesellschaft e.V., 70771 Echterdingen,
E-Mail: info (at) rasenzeit.de
Dr. Klaus G. Müller-Beck, Ehrenmitglied Deutsche Rasengesellschaft e.V., 48231 Warendorf,
E-Mail: klaus.mueller-beck (at) t-online.de