Die Entwicklung von Kultivaren bestimmt die Empfindlichkeit des Maisertrags gegenüber ungünstigen Klimabedingungen

Warum diese Studie für unseren Teller wichtig ist

Mais ist ein Grundnahrungsmittel und Futtergrundlage für die Tierhaltung, daher können schon kleine Ertragsänderungen weitreichende Folgen für Preise und Ernährungssicherheit haben. Die Studie stellt eine aktuelle Frage: Da das Klima wärmer wird und Niederschläge unregelmäßiger ausfallen, helfen neue Maissorten den Landwirten in China, Erträge zu halten, oder machen sie die Bestände in manchen Regionen anfälliger für Wetterextreme?

Auf den Spuren von Maisfeldern in einem riesigen Land

China ist der weltweit zweitgrößte Maisproduzent, doch die Ertragszuwächse hinkten denen der USA hinterher. Um den Gründen nachzugehen, sammelten die Forschenden einen ungewöhnlich großen Datensatz mit 48.797 Beobachtungen aus offiziellen Sortenversuchen zwischen 2001 und 2020. In diesen Versuchen wurden sowohl bewährte Standard-Sorten als auch neuere Elite-Sorten an zahlreichen Standorten in vier wichtigen Maisregionen geprüft, dabei wurde das lokale Wetter genau protokolliert. Durch die Kombination der Versuchsergebnisse mit realen Betriebsdaten und Klimareihen konnten die Forschenden auseinanderhalten, welcher Anteil der Ertragsverbesserung auf Züchtung zurückzuführen ist und welcher auf veränderte Witterung und Anbaumaßnahmen.

Neue Sorten steigern die Erträge — aber nicht überall gleich

Die Analyse zeigt, dass die Züchtung neuer Kultivare die Maiserträge in China deutlich nach oben gedrückt hat. Im Versuchsnetzwerk stieg die Produktivität je nach Region um etwa ein Drittel bis auf nahezu drei Tonnen pro Hektar und Jahrzehnt, und diese Zuwächse ließen sich nicht durch Veränderungen der Referenzsorten erklären. Stattdessen spielten Verbesserungen bei Merkmalen wie Körnerzahl pro Fläche und Körnergewicht eine zentrale Rolle. Allerdings lagen die Erträge auf realen landwirtschaftlichen Betrieben mehrere Tonnen pro Hektar unter denen der Versuchsparzellen, was auf eine anhaltende Lücke zwischen dem mit modernen Sorten unter guter Bewirtschaftung Möglichen und dem, was die Landwirte typischerweise erzielen, hinweist.

Hitze und Regen: in manchen Regionen Freund, in anderen Feind

Die Klimatrends während der Wachstumsperiode unterschieden sich stark zwischen den Regionen. Im Nordosten und Norden reagierte Mais besonders empfindlich auf heiße Tage im Juli und August, wenn die Pflanzen blühen und die Körner gefüllt werden. Bereits ein Grad über etwa 30 °C in diesen Monaten konnte die Erträge um mehrere Prozent schmälern, wobei die stärksten Schäden im Norden auftraten. Im Südwesten und Nordwesten war eher der Niederschlag das Hauptproblem: Zu viel Regen im Südwesten führte wahrscheinlich zu Vernässung, während zu wenig Regen im Nordwesten zu Wassermangel führte. Moderate Niederschlagszunahmen halfen in trockenen Gebieten, schadeten jedoch in ohnehin feuchten Regionen — ein Hinweis darauf, dass sowohl Dürre als auch Überwasser Erträge begrenzen können.

Züchtung kann Risiko reduzieren oder erhöhen

Das auffälligste Ergebnis ist, dass neue Kultivare die Wetterempfindlichkeit der Erträge veränderten — und zwar nicht überall in dieselbe Richtung. Im Nordosten Chinas wurden neuere, ertragsstärkere Sorten hitzeanfälliger, sie verloren also stärker bei Hitzewellen. Im Norden Chinas hingegen wurden neuere Kultivare im Zeitverlauf hitzetoleranter. Im Südwesten reagierten hoch ertragreiche Sorten zunehmend empfindlich auf Starkregen, während sie im trockeneren Nordwesten stärker, und zwar positiv, auf zusätzliche Niederschläge ansprachen. In mehreren Fällen waren die Sorten, die unter normalen Bedingungen die höchsten Erträge lieferten, gleichzeitig diejenigen, die am meisten litten, wenn Hitze oder Niederschlag vom Idealniveau abwichen.

Was das für künftige Maisernte bedeutet

Für Menschen, die auf Mais angewiesen sind, lautet die Botschaft: Bessere Genetik allein reicht nicht; Züchter müssen Sorten an lokale Klimarisiken anpassen. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Kultivarantwicklung zwar langfristige Ertragsgewinne vorangetrieben hat, aber auch die Reaktion des Maises auf Hitze und Niederschlag umgeformt hat — und damit teils die Resilienz gegenüber Extremereignissen verringert. Zukünftige Züchtungsarbeit sollte sich stärker an regionsspezifischen Bedürfnissen orientieren: hitzetolerante Typen für heiße Sommer im Nordosten und Norden, sorten, die Vernässung im Südwesten aushalten, sowie wassereffiziente Typen für den trockenen Nordwesten. In Kombination mit guter Bewirtschaftung könnten solche klimaresilienten Sorten helfen, Maiserträge in einer Zeit zunehmender Wetterüberraschungen stabil zu halten.

Zitation: Zhang, L., Bai, Z., Xi, W. et al. Cultivar evolution underpins maize yield sensitivity to adverse climate conditions. Nat Commun 17, 4528 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71045-3

Schlüsselwörter: Mais, Klima-Stress, Pflanzenzüchtung, Hitze und Niederschlag, Landwirtschaft in China