Weizen kann die Düngemittel speichern und die Stickstoffemissionen reduzieren

Hvede ist nicht nur eine der wichtigsten Nutzpflanzen der Welt. Sie ist auch viel listiger, als die meisten denken. Neue Forschung der Universität Aarhus zeigt, dass Weizenpflanzen aktiv dabei helfen, Stickstoff zu halten, eines der wichtigsten und problematischsten Nährstoffe in der Landwirtschaft. Sie tun dies mit Chemie. Das schreibt die Universität in einer Pressemitteilung. Unter der Erde scheiden die Wurzeln nämlich natürliche Stoffe aus, die die Mikroorganismen hemmen, die sonst den Stickstoff in Formen umwandeln, die leicht aus dem Boden verschwinden. Das Ergebnis ist einfach: Mehr Stickstoff bleibt im Boden und weniger geht an die Umwelt verloren. Ein großes Problem in der modernen Landwirtschaft Stickstoff ist entscheidend für das Wachstum der Pflanzen. Aber das System ist ineffizient. Heute nehmen die Pflanzen weniger als die Hälfte der Düngemittel auf, die auf die Felder ausgebracht werden. Der Rest verschwindet: - als Auswaschung in das Wasserumfeld - oder als Lachgas, ein potentes Treibhausgas Deshalb versucht die Landwirtschaft seit Jahrzehnten, Lösungen zu finden. Eine Möglichkeit waren chemische sogenannte Nitrifikationshemmer. Sie können den Stickstoffverlust verringern, sind aber teuer, müssen wiederholt eingesetzt werden und können das Leben im Boden beeinflussen. Aber was wäre, wenn die Pflanzen selbst die Arbeit erledigen könnten? Genau das haben Forscher jetzt besser verstanden. Das Phänomen nennt sich biologische Nitrifikationshemmung (BNI), und es beschreibt die Fähigkeit der Pflanzen, den Stickstoff im Boden selbst zu regulieren. „Pflanzen sind nicht passiv“, erklärt Postdoc Purna Kumar Khatri vom Institut für Agrarökologie an der Universität Aarhus. „Sie kämpfen aktiv um Nährstoffe. Und sie haben viel ausgeklügeltere Strategien, als wir lange angenommen haben.“ Ein chemischer Sprache im Boden Im Mittelpunkt steht eine Gruppe natürlicher Stoffe mit dem etwas technischen Namen Benzoxazinoide. Sie kommen in Getreide wie Weizen, Mais und Roggen vor und sind seit langem dafür bekannt, Pflanzen vor Schädlingen und Unkraut zu schützen. Jetzt zeigt die Forschung, dass mehrere von ihnen auch die Bakterien hemmen, die für die Nitrifikation verantwortlich sind: den Prozess, bei dem Stickstoff flüchtiger wird und leichter verloren geht. Mit anderen Worten: Die Pflanze beeinflusst aktiv ihren eigenen Boden. In den Versuchen verglichen die Forscher verschiedene Weizensorten. Einige hatten eine besondere genetische Eigenschaft, die sie besser darin macht, die aktiven Stoffe aus den Wurzeln auszuschütten. Das Ergebnis war deutlich: Diese Weizengenotypen konnten die Nitrifikation deutlich stärker hemmen. Andere Studien deuten darauf hin, dass solche Eigenschaften die Stickstoffverluste um bis zu 20–30 % reduzieren können. Gleichzeitig deuten die ersten Feldversuche darauf hin, dass dies nicht zu Ertragsverlusten führt. „Wenn wir nur die Stickstoffnutzung um etwa zehn Prozent in der Praxis verbessern können, hätte das enorme Auswirkungen sowohl wirtschaftlich als auch für die Umwelt“, sagt Purna Kumar Khatri. Eine Lösung, die auf dem Feld wächst Ein Vorteil des eigenen Mechanismus der Pflanzen ist die Präzision. Während chemische Mittel in großen Mengen ausgebracht werden, gibt die Pflanze selbst kleine Mengen genau dort frei, wo die Wurzeln wachsen. Das macht die Lösung sowohl gezielter als auch potenziell schonender für das Ökosystem Boden. Die Forscher arbeiten nun daran, dieses chemische Wissen in die Pflanzenzüchtung zu übertragen. Ziel ist es, Weizensorten zu entwickeln, die noch besser darin sind, den Stickstoff selbst zu halten. Wenn das gelingt, könnten die zukünftigen Nutzpflanzen: - weniger Dünger benötigen - die Klimabelastung reduzieren - und gleichzeitig stabile Erträge sichern „Hier trifft Chemie auf Genetik“, sagt Purna Kumar Khatri und fügt hinzu: „Wenn wir die Mechanismen verstehen, können wir auch anfangen, sie zu verbessern.“