Vertiefung des Verständnisses der Wassernutzungsdynamik und Dürrebeständigkeit in der Kakao-Agrarforstwirtschaft durch Verbesserung der Vorhersage von Schattenbaumeffekten

• Antragsteller: Dr. Issaka Abdulai, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449815483

In früheren Studien in Indonesien wurde über die Wassernutzungseffizienz und den ergänzenden Bodenwasserverbrauch zwischen Kakaopflanzen und Schattenbäumen berichtet. In unserer Studie in Ghana wurde festgestellt, dass die populären einheimischen Schattenbaumarten Albizia ferruginea und Antiaris toxicaria bei extremer Trockenheit einen starken Wettbewerbsvorteil gegenüber Kakaopflanzen aufweisen. Kakaopflanzen ohne Schatten waren eher Widerstandsfähig, mit einer höherer Überlebensrate und besseren Erholung nach der Trockenheit. Das Hauptproblem der bisherigen Forschung ist der Fokus auf die Artenebene, wo trotz der großen Zahlen in der Kakaolandwirtschaft nur wenige Schattenbaumarten untersucht wurden. Um dieses Problem zu überwinden, wird ein Ansatz vorgeschlagen, der auf funktionellen Merkmalen von Bäumen in Bezug auf die Wassernutzung basiert, um ihre Auswirkungen auf die Effizienz der Wassernutzung und die Widerstandsfähigkeit gegen Dürre im Kakao-Agroforstsystem über zeitliche und räumliche hinweg in einem marginalen Kakaoklima in Ghana zu verstehen. Schattenbaumarten wurden in phänologische Merkmalsgruppen von immergrünen, laubabwerfenden oder semi-laubabwerfenden Pflanzen kategorisiert, unter denen detaillierte ober- und unterirdische Merkmale der Interaktion mit Kakaopflanzen und der Auswirkungen auf die Wassernutzung bewertet werden. Die folgenden Hypothesen werden getestet: (i) Schattenbäume in den drei phänologischen Merkmalsgruppen weisen signifikante Unterschiede in der Wurzel- und Wasseraufnahmetiefe beeinflussen somit die für Kakao relevanten Umweltbedingungen; (ii) die morphologischen und physiologischen Merkmale der Kakaopflanze werden signifikant durch die für den Schattenbaum spezifischen phänologischen Merkmalsgruppe beeinflusst und (iii) die ober- und unterirdischen funktionellen Merkmale der Kakaopflanzen, werden durch die Veränderungen der spezifischen Eigenschaften der Schattenbäume hinsichtlich der mikroklimatischen und wurzelmorphologischen hydraulischen Bedingungen über verschiedene Jahreszeiten beeinflusst. Replizierte Parzellen von 15 Schattenbaumarten, welche über die drei phänologischen Merkmalsgruppen verteilt sind, werden für die Analyse funktioneller Merkmale erstellt. Ergänzende und nicht-komplementäre Wassernutzung der Schattenbaumarten werden identifiziert und auf ihre Auswirkungen auf den Wasserverbrauch von Kakaopflanzen über verschiedene Jahreszeiten und Schattenbaumbeeinflussungszonen getestet. Wurzeltiefe, Wachstum/Biomasse und Wasseraufnahmetiefe werden durch manuelle Grabung, Bildgebung und stabile Isotopentechniken bewertet. WaNuLCAS modell wird mit experimentellen Daten kalibriert und validiert und angewandt, um das Verständnis der Auswirkungen spezifischer Schattenbaumeigenschaften zu vertiefen und verschiedene Szenarien von Schattenbaumkombinationen und Dürreregimen auf den Wasserverbrauch und die Produktivität des Kakao- Agrofortstsytems zu bewerten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen