Agrarwissenschaften

Man muss seine Feinde kennen, um ihre Schwächen auszunutzen und sie zu besiegen. Nach diesem Prinzip haben Biologen der Christian-Albrechts-Universität Kiel und des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön die Vererbungsmechanismen des Pilzes Zymoseptoria tritici analysiert. Der Mikroorganismus ist in Nordwesteuropa verbreitet und verursacht die Blattdürre, die im Weizenanbau zu Ernteverlusten von bis zu 50% führt. Bislang setzen Landwirte bei der Abwehr auf Fungizide, denn resistente Weizensorten gibt es nicht.

Das Gentechnik-Urteil des Europäischen Gerichtshofes (EuGH) war ein Paukenschlag: Im Juli vergangenen Jahres entschieden die obersten Richter, dass Organismen, die durch den Einsatz gezielter Mutagenese-Verfahren wie CRISPR-Cas gewonnen wurden, mit gentechnisch veränderten Organismen (GVO) gleichzusetzen sind, und damit unter die geltende GVO-Richtlinie fallen.

Der Einsatz von Düngemitteln ist eine wachsende Herausforderung in der Landwirtschaft, denn er sorgt dafür, dass sich Nitrat im Grundwasser ansammelt. Schon jetzt ist die Nitratbelastung in manchen Gebieten Deutschlands sehr hoch. Das Problem: Zu viel Nitrat ist schlecht für die Umwelt. Stickstoffeinträge in die Oberflächengewässer und Meere wirken eutrophierend. Das bedeutet, dass die eingetragenen Nährstoffe das Pflanzenwachstum anregen. Die Folgen sind Algenblüten und Sauerstoffmangel. 

Pflanzen brauchen Wasser und Nährstoffe zum Wachsen. Beides gelangt über die Wurzeln aus dem Boden direkt in die Pflanzen. Die Qualität des Wurzelsystems bestimmt daher auch, wie ertragreich Gerste, Mais oder Raps sind. Das im Boden verborgene Wurzelwerk zu verbessern, war für Pflanzenzüchter bisher schwierig. Ein Forschungsteam der Angewandten Genetik am Institut für Biologie der Freien Universität in Berlin scheint diese Hürde genommen zu haben.  

Eisen ist ein lebenswichtiger Nährstoff, den Mensch und Tier auch über pflanzliche Kost aufnehmen. Nutzpflanzen beziehen das Spurenelement wiederum über die Wurzeln aus dem Boden. Doch nicht immer haben Pflanzenwurzeln Zugriff auf das durchaus reichlich gefüllte Nährstofflager in der Nachbarschaft. Der Grund: Umweltbedingungen können die Beschaffenheit des Bodens verändern und Pflanzen den Zugang zum Eisendepot erschweren. Diese Hürde meistern Nutzpflanzen offenbar problemlos: Sie passen die Wurzeleisengewinnung an den aktuellen Bedarf an.

Phosphat in den Ausscheidungen von Nutztieren wie Schweinen und Geflügel stellt ein doppeltes Problem dar: Als Teil der Gülle belastet es zum einen Böden, zum anderen könnte es die Ernährung der Tiere bereichern, wären diese in der Lage, es bei der Verdauung aufzunehmen. Die Biotechnologie hat als Antwort auf dieses Problem Enzyme namens Phytasen gefunden: Werden diese dem Futtermittel beigemischt, setzen sie das im pflanzlichen Futter gebundene Phosphat frei und auch nicht-wiederkäuende Tiere können es verwerten.

Viele Nahrungspflanzen wie Erdbeeren sind zur Bestäubung auf Bienen und andere Insekten angewiesen. Setzen die Bauern dabei auf natürlich vorkommende Populationen, spielt der Standort des Anbaus eine große Rolle, wie Agrarwissenschaftler der Universität Göttingen im Fachjournal „Agriculture, Ecosystems & Environment“ berichten.

Glyphosat ist ein umstrittenes Unkrautvernichtungsmittel, das im Verdacht steht, krebserregend zu sein. Experten warnen zudem, dass Partikel des Pestizids auch über den Boden ins Grundwasser oder gar in Nahrungsmittel gelangen könnten. Noch darf der Unkrautvernichter hierzulande weiter genutzt werden. Im November 2017 hatte die EU-Kommission die Zulassung des Pestizids um fünf Jahre verlängert.

In einigen Jahren könnte Raps einen wichtigen Beitrag zur menschlichen Ernährung leisten: Forscher der TU München haben die chemische Verbindung identifiziert, die Raps einen bitteren Beigeschmack verleiht. Im Fachmagazin „Journal of Agricultural and Food Chemistry“ berichten sie von ihrer Analyse. Diese eröffnet Wege, künftig Rapsprodukte ohne diesen Bitterstoff herzustellen.