KLIMAWISSEN · 01. AUGUST 2026

Reis und Hitze: Reisbauer wirft bei der Aussaat Reiskörner auf ein geflutetes Feld

Warum Reis das verwundbarste Grundnahrungsmittel der Welt ist

Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt von Reis. Ausgerechnet diese Pflanze reagiert auf Hitze empfindlicher, als bisherige Klimamodelle annahmen. Eine neue Studie zeigt, warum die Fehleinschätzung systematisch ist und wo die Lösungswege liegen.

VON MARTIN JENDRISCHIK · 6 MIN LESEN

Reis wächst unter Wasser, in Monsunregionen, auf drei Kontinenten, in gemäßigtem wie tropischem Klima. Diese Anpassungsfähigkeit hat ihm den Ruf einer robusten Pflanze eingebracht. An einer Stelle ist er jedoch erstaunlich verletzlich: in den wenigen Tagen, in denen sich Blüte und Korn bilden.

Genau dort setzt eine Studie von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung an. Ihr Befund: Globale Ertragsmodelle unterschätzen den Hitzeschaden an Reis um etwa den Faktor zwei. Das hat Folgen weit über die Klimaforschung hinaus, denn genau diese Modelle füttern Prognosen zur Welternährung.

Warum haben die Modelle die Hitzegefahr für Reis unterschätzt?

Für ihre Studie verglich das Team um Yiwei Jian 214 Beobachtungen aus Freilandexperimenten mit den Berechnungen von sieben etablierten globalen Ertragsmodellen. Das Ergebnis war eindeutig, aber unerwartet deutlich.

Ein einziger zusätzlicher Tag mit Temperaturen über 30 Grad in der Reproduktionsphase, also während Blüte und Kornbildung, senkt den Reisertrag laut den Freilanddaten um 1,1 bis 1,8 Prozent. Die globalen Modelle rechneten für denselben Tag bislang nur mit 0,1 bis 1,3 Prozent Verlust. Hochgerechnet auf ein Grad globaler Erwärmung ergibt das einen Ertragsrückgang von 8,1 Prozent statt der bisher angenommenen 3,8 Prozent.

„Die Abweichung zwischen Beobachtungen und Modellen scheint vor allem darauf zurückzugehen, dass viele heutige Erntemodelle Hitzeschäden während der Fortpflanzungsphase von Reis noch nicht ausreichend erfassen", sagt Studienleiterin Yiwei Jian vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung. Die Beobachtungsdaten zeigten, dass Reis genau dann besonders anfällig für extreme Hitze sei, wenn sich Rispen und Körner entwickeln.

Der Mechanismus dahinter läuft nicht über die allgemeine Biomasse der Pflanze, sondern über den sogenannten Harvest Index, das Verhältnis von Korngewicht zu Gesamtbiomasse. Hitze in der Reproduktionsphase stört Befruchtung und Kornfüllung, die Pflanze bleibt zwar grün und wächst weiter, liefert aber weniger Ertrag. Ältere Modelle erfassten vor allem Biomasseverluste und übersahen diesen spezifischeren Effekt.

PIK-Forscher Christoph Müller ordnet den Befund ein: „Für die Modelle ist das ein deutlicher Sprung. Das Ergebnis unterstreicht, dass für die erwarteten Ertragseinbußen nicht nur die Durchschnittstemperaturen, sondern besonders die Hitzeextreme entscheidend sind." Er vergleicht das mit dem Wetterbericht im Sommer: Wer sich auf Hitze einstellen wolle, schaue auf die Tageshöchsttemperatur, nicht auf den Tagesdurchschnitt.

Die Studie unterscheidet zwei Hitzestufen, hoch zwischen 30 und 35 Grad und extrem hoch über 35 Grad, beide erwiesen sich als dominante Treiber der Ertragsverluste. Frühere Studien zur Klimasensitivität von Reis schwankten stark, zwischen minus 2,3 und minus 8,3 Prozent je Grad Erwärmung, je nach Methode. Die neue Arbeit liefert eine Erklärung für diese Streuung: Wer Hitzespitzen in der Reproduktionsphase nicht gesondert erfasst, unterschätzt den Schaden systematisch.

Eine Einschränkung gehört zur Ehrlichkeit dazu: Die Berechnung erfasst ausschließlich Temperatureffekte. Sie ist keine vollständige Prognose der künftigen Reisproduktion, denn CO₂-Düngeeffekte, Niederschlagsänderungen und Anpassungsmaßnahmen der Landwirte sind nicht eingerechnet. Für bewässerten Reis, der 75 Prozent der Weltproduktion ausmacht, dürften die Werte eher eine obere Abschätzung sein, weil die kühlende Wirkung der Bewässerung in den Daten nicht vollständig abgebildet ist.

Welche Regionen trifft die Hitze am härtesten?

Reis ist Grundnahrungsmittel für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung. Laut dem aktuellen Rice Outlook des US-Landwirtschaftsministeriums lag die weltweite Produktion 2025/26 bei rund 541 Millionen Tonnen, knapp unter dem Rekord des Vorjahres. Indien und China sind mit 152 respektive 146 Millionen Tonnen die beiden größten Erzeuger.

Die Studie hat die regionale Verteilung des unterschätzten Risikos berechnet. Die Zahlen sind Zuschläge zur bisherigen Schätzung, keine neuen Gesamtwerte: Für Pakistan, Indien und Bangladesch steigt der geschätzte Ertragsverlust um weitere 2,1 bis 6,6 Prozentpunkte je Grad Erwärmung.

Für Thailand, die Philippinen und Myanmar erhöht er sich um 3,7 bis 7,7 Prozentpunkte. Konkret für Thailand heißt das: Statt der bisher angenommenen rund 6 Prozent Verlust je Grad Erwärmung rechnet die Studie nun mit knapp 14 Prozent, mehr als doppelt so viel.

Region	Zusätzlicher Ertragsverlust je Grad Erwärmung
Pakistan, Indien, Bangladesch	+2,1 bis 6,6 Prozentpunkte
Thailand, Philippinen, Myanmar	+3,7 bis 7,7 Prozentpunkte
Thailand (Gesamtverlust)	knapp 14 Prozent

Quelle: Jian et al., Science Advances, 2026. Werte sind Zuschläge zur bisherigen Modellschätzung, keine Absolutwerte.

An mehr als 70 Prozent der untersuchten Standorte war Hitze für über die Hälfte der gesamten Ertragsschwankung verantwortlich. Das trifft Regionen, in denen Reis nicht nur Kalorienquelle, sondern auch wirtschaftliche Lebensgrundlage ist. Wie stark Hitze und Dürre Ernten regional bereits heute unter Druck setzen, hat Cleanthinking am Beispiel des Super-El-Niño 2026 und der Ernteausfälle in Südostasien beschrieben.

Neben der Hitzeempfindlichkeit hat Nassreis noch eine zweite Klimadimension, die bei der Bewertung mitzählt: Er zählt zu den relevanten Methanquellen der Landwirtschaft. Belastbare Länderdaten der FAO zeigen, dass Reisanbau 2006 fast 10 Prozent des gesamten nationalen Treibhausgasausstoßes Indiens ausmachte, in China lag der Anteil 1994 bei knapp 6 Prozent. Wie stark sich solche Emissionen technisch drücken lassen, zeigt Cleanthinking am Beispiel des schwedischen Agrartech-Unternehmens Volta Greentech.

Wer wissen will, wie viele Menschen ein Acker unter Klimastress noch ernähren kann, findet den passenden Rechenrahmen im Cleanthinking-Beitrag zum CADI-Index. Er übersetzt Ertragsverluste in Prozent in die Frage, wie viele Menschen ein Hektar noch versorgt, dasselbe Prinzip lässt sich auf die Reiszahlen übertragen.

Was hilft kurzfristig, was ist die langfristige Lösung?

Kurzfristig nennt das Studienteam vier Hebel: hitzetolerante Sorten, angepasste Pflanztermine, optimierte Bewässerung und bessere Bodenqualität als Puffer gegen Hitzestress. Alle vier zielen darauf, die kritische Reproduktionsphase entweder aus der heißesten Tageszeit oder aus der heißesten Jahreszeit herauszuverlegen.

Bei der Bewässerung gibt es zusätzlich einen Klimahebel. Alternate Wetting and Drying, ein Verfahren, bei dem Reisfelder abwechselnd geflutet und trockengelegt statt dauerhaft überstaut werden, senkt je nach Studie zwischen 20 und 90 Prozent der Methanemissionen und spart gleichzeitig Wasser. Die Spanne ist groß, weil Böden und Anbausysteme stark variieren, aber die Richtung ist in der Fachliteratur konsistent.

Kurzfristige Anpassung verschafft Zeit, sie behebt aber nicht die eigentliche biologische Schwachstelle. Die ambitionierteste Antwort setzt deshalb tiefer an, an der Photosynthese selbst. Reis nutzt den sogenannten C3-Weg. Das Enzym Rubisco bindet dabei in einer Nebenreaktion auch Sauerstoff statt Kohlendioxid. Schließt die Pflanze bei Hitze ihre Spaltöffnungen, um Wasser zu sparen, gelangt weniger CO₂ ins Blatt, die unerwünschte Nebenreaktion nimmt zu und der Ertrag sinkt zusätzlich.

C4-Pflanzen wie Mais oder Zuckerrohr haben dieses Problem evolutionär gelöst, indem sie die Schritte räumlich trennen. CO₂ wird zunächst in Mesophyllzellen fixiert und wandert dann in die Bündelscheidenzellen, wo Rubisco sitzt und eine hohe CO₂-Konzentration die störende Sauerstoff-Nebenreaktion unterdrückt. Photosynthese funktioniert dadurch auch bei Hitze und geschlossenen Spaltöffnungen zuverlässiger.

Genau hier setzt das C4-Reis-Projekt an, eines der langlebigsten Vorhaben der Pflanzenforschung. Seit 2008 fördert die Bill & Melinda Gates Foundation die Arbeit, ursprünglich über das International Rice Research Institute, mittlerweile koordiniert von der Universität Oxford unter Jane Langdale. Über 20 Forschungsgruppen aus mehr als 15 Institutionen und acht Ländern sind beteiligt, darunter Cambridge, die Academia Sinica und das Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam.

Vier Förderphasen und 18 Jahre später steht das Projekt bei metabolischen und anatomischen Prototypen, nicht bei der fertigen Pflanze. Die Gates Foundation hat die Förderung bis Mitte 2026 verlängert, auch um das Vorhaben angesichts neuer Debatten um Gene Editing neu zu positionieren. Ziel bleibt ein Ertragsplus von bis zu 50 Prozent, das ist die Projektzielsetzung, kein erreichtes Ergebnis.

„Hier geht es darum, Hüter von etwas zu sein, das größer ist als unser individuelles wissenschaftliches Interesse", sagte Projektleiterin Jane Langdale bereits 2019 in einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts. Damals genannte Zeitmarken, etwa eine Nutzung durch Landwirte um das Jahr 2039, waren Prognosen ihrer Zeit und sind auf der heutigen Projektseite nicht bestätigt.

Vier Phasen, 18 Jahre, weiterhin Prototypstadium: Das ist die nüchterne Bilanz und zugleich keine schlechte Nachricht. Der Umbau der Blattanatomie einer Nutzpflanze ist eine der komplexesten Aufgaben der angewandten Biologie, und ein Zeithorizont von Jahrzehnten ist bei einem solchen Vorhaben normal. Solange die Langfristwette läuft, bleiben die kurzfristigen Anpassungshebel deshalb umso wichtiger.

Häufige Fragen zu Reis und Hitzestress

Warum ist Reis hitzeempfindlicher als bisher angenommen?

Globale Ertragsmodelle haben Hitzeschäden während der Reproduktionsphase von Reis, also während Blüte und Kornbildung, bislang unzureichend erfasst. Ein Freilanddatenabgleich zeigt, dass ein Tag über 30 Grad in dieser Phase den Ertrag um 1,1 bis 1,8 Prozent senkt, mehr als bisherige Modelle annahmen.

Was ist C4-Reis?

C4-Reis ist ein Forschungsprojekt, das Reis den effizienteren C4-Photosyntheseweg von Pflanzen wie Mais übertragen soll. Er trennt die CO₂-Fixierung räumlich von der eigentlichen Photosynthese und funktioniert dadurch auch bei Hitze und geschlossenen Spaltöffnungen zuverlässiger. Das seit 2008 von der Gates Foundation geförderte Projekt befindet sich nach 18 Jahren im Prototypstadium.

Welche Regionen sind am stärksten von Hitzeschäden bei Reis betroffen?

Für Pakistan, Indien und Bangladesch steigt der geschätzte Ertragsverlust um zusätzlich 2,1 bis 6,6 Prozentpunkte je Grad Erwärmung, für Thailand, die Philippinen und Myanmar um 3,7 bis 7,7 Prozentpunkte. In Thailand ergibt sich daraus ein Gesamtverlust von knapp 14 Prozent je Grad Erwärmung.

Was kann kurzfristig gegen Hitzeschäden bei Reis helfen?

Studienautoren nennen hitzetolerante Sorten, angepasste Pflanztermine, optimierte Bewässerung und bessere Bodenqualität als wirksame Anpassungshebel. Alternate Wetting and Drying, ein wechselndes Bewässerungsverfahren, spart zusätzlich Wasser und senkt je nach Studie 20 bis 90 Prozent der Methanemissionen aus Reisfeldern.

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