Die Trockenheit der letzten Jahre hat auch den Mais ordentlich leiden lassen. Vor allem die Dürrejahre 2018 und 2019 bleiben im Gedächtnis, mit einem durchschnittlichen Ertrag von 353 bzw. 390 dt Silomais je ha.

Pflanzenstrategien gegen Dürre

Um sich vor Dürre zu schützen, haben Pflanzen eigene Strategien: Sie bleiben klein und rollen die Blätter, um weniger Wasser zu verbrauchen. Zudem verdunsten sie Wasser, um sich zu kühlen. Letzteres passiert über die Blattporen (Stomata). Allerdings atmen Pflanzen über die Stomata auch Kohlenstoffdioxid (CO2) ein und Sauerstoff (O2) aus.

Und nun die Krux: Kühlen sich die Pflanzen durch Verdunstung, fehlt das Wasser später zum Aufbau von Biomasse. Schließen die Blätter hingegen die Stomata, um Wasser zu sparen, atmen sie zu wenig CO2 für den Stoffwechsel ein.

Wassernutzungseffizienz wichtig für trockentoleranten Mais

Das Verhältnis von CO2-Aufnahme und Wasserverdunstung wird Wassernutzungseffizienz genannt. Ideal ist, wenn eine Pflanze wenig Wasser verdunstet und viel CO2 aufnimmt – solche Pflanzen haben eine hohe Wassernutzungseffizienz.

Die Forschenden der TUM haben nach zwölf Jahren das eine Gen aus über 10.000 Genen gefunden, das die Wassernutzungseffizienz beeinflusst. Schaltet man dieses Gen mit den Namen ZmAbh4 ab, öffnen sich die Blattporen (Stomata) weniger stark. Somit verdunstet der Mais weniger Wasser, atmet aber noch ausreichend CO2 ein.

In einer Zuchtlinie der TUM haben die Forschenden diese natürliche Mutation entdeckt. Die Pflanzen haben eine um 10 % höhere Wassernutzungseffizienz. Allerdings dauert es noch, bis die Ergebnisse in der Praxis ankommen.