Damit Pflanzen wachsen, benötigen sie Nährstoffe wie Phosphat und Stickstoff. Landwirte bringen daher Düngemittel aufs Feld, damit Mais oder Weizen gedeihen und gute Erträge eingefahren werden können. Doch die Nährstoffaufnahme der Pflanzen ist keinesfalls optimal. Stressfaktoren wie Trockenheit können verhindern, dass ausreichend Nährstoffe zu den Pflanzenwurzeln gelangen. „Ein Problem besteht hier vor allem darin, dass die nötigen Nährstoffe in diesen Düngern häufig nicht durchgängig in ausreichender Menge vorhanden oder pflanzenverfügbar sind. Sie werden durch die Aktivität von Bodenorganismen erst langsam freigesetzt, können auch pflanzenschädliche Nebenwirkungen entwickeln und Schadstoffrückstände enthalten“, erklärt Günter Neumann vom Fachgebiet Ernährungsphysiologie der Kulturpflanzen an der Universität Hohenheim.

Nährstoffaufnahme bei Pflanzen ankurbeln

Ein Team um den Hohenheimer Forscher will daher mithilfe von Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen sowie bioaktiven Substanzen wie Pflanzen-, Algen- oder Kompostextrakten die Nährstoffaufnahme aus Boden und Dünger ankurbeln. Die Forschung zur Wirkung sogenannter Bioeffektoren als Pflanzenschutz wird derzeit im Rahmen des BonaRes-Verbundprojektes „DiControl“ gemeinsam mit Forschern vom Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) untersucht. In dem vom Bundesforschungsministerium mit rund 319.000 Euro geförderten Vorhaben geht es auch um die Frage, wie die Gemeinschaften der Mikroorganismen im Boden in den verschiedenen Anbausystemen interagieren. 

Erste Erkenntnisse dazu gibt es bereits. Im Rahmen des EU-Projektes BIOFECTOR haben die Hohenheimer Forscher gemeinsam mit internationalen Partnern die Wirkung der sogenannten Bioeffektoren an Tomaten, Weizen und Mais schon getestet. Hier untersuchten sie, welche Kombination von Bioeffektor und Dünger für das Pflanzenwachstum am erfolgversprechendsten ist.

Anwendungsbedingungen beeinflussen Bioeffektoren

Es zeigte sich: Die Wirksamkeit der Bioeffektoren ist stark von den jeweiligen Anwendungsbedingungen abhängig. So war der Effekt bei Stressbedingungen wie Trockenheit, Kälte oder einem erhöhten Salzgehalt bei der Bewässerung am größten. Neumann zufolge traf das insbesondere auf nichtmikrobielle Bioeffektoren wie Pflanzen- und Algenextrakte, aber auch auf Siliziumpräparate und Kombinationen mit Mikronährstoffen wie Zink und Mangan zu.

Pflanzen mit Bioeffektoren gegen Kältestress wappnen

„Bioeffektoren können offensichtlich über Signalfunktionen natürliche Anpassungsreaktionen an Kälte- oder Trockenstress stimulieren. Die Produzenten werden damit besser gegen klimawandelbedingte Wetterschwankungen abgesichert“, sagt Neumann. Die Hohenheimer Forscher sind überzeugt, dass Bioeffektoren Kulturpflanzen wie Mais, Raps oder Wintergetreide, die hierzulande oft unter kühlen Frühjahrstemperaturen leiden, gegen Kältestress wappnen könnten. Davon würde nicht nur die konventionelle Landwirtschaft profitieren, sondern auch der Ökolandbau. Durch die Stimulation der Nährstoffaufnahme mittels Mikroorganismen oder bioaktiver Substanzen würden Düngemittel besser ausgenutzt. Der positive Effekt zeigte sich sowohl bei organischem als auch bei Mineralstoffdünger. „An der Wurzel plaziert können Bioeffektoren den Pflanzen helfen, durch Förderung des Wurzelwachstums oder durch Mobilisierungsprozesse leichter an die Düngernährstoffe heranzukommen und diese effizienter zu nutzen. Dadurch muss weniger Dünger ausgebracht werden“, erklärt Neumann.

bb