Das Mikrobiom im Wurzelbereich so zu optimieren, dass Dünger und Pflanzenschutzmittel auf dem Acker überflüssig werden. Eine Zukunftsvision?
©Andrea Knura
Die mikrobielle Gemeinschaft im Boden, das Mikrobiom, trägt zur Bodenfruchtbarkeit bei und beteiligt sich durch seine Rolle im Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf an der Abschwächung und Anpassung an den Klimawandel. Forschungsinstitute, große Unternehmen und kleinere Startups arbeiten nun auch daran, das Pflanzen-Mikrobiom so zu optimieren, dass es den Pflanzen zu besserem Wachstum und höherer Widerstandsfähigkeit verhilft. Wie gesund Pflanzen sind, ob sie genug Nährstoffe erhalten oder Trockenheit überstehen hängt ganz entscheidend von den Mikroorganismen im Boden ab und von der Interaktion mit ihrem Wirt – also in diesem Fall den Pflanzen.
Mikrobiom im Boden
In einem Teelöffel Boden gibt es eine Million mikroskopisch kleiner Bakterien, 120 Tausend Pilze und 25 Tausend Algen. Diese Kleinstlebewesen erfüllen wichtige Funktionen im Stoffkreislauf, sie sind für dessen Struktur und Fruchtbarkeit verantwortlich. “Wenn man sie und ihr komplexes Zusammenspiel kennt, kann daraus ein neuer Ansatz für eine nachhaltige Landwirtschaft werden. Aber bis dahin ist noch viel Forschung nötig.“ so Samuel Kroll, Science Slamer und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut München. Die Erforschung des Mikrobioms hat in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Ziel ist es, das Mikrobiom wichtiger Kulturpflanzen so zu beeinflussen und zu optimieren, dass zukünftig der Einsatz synthetischer Dünger und Pflanzenschutzmittel verringert werden kann oder ganz überflüssig wird.
Wie das Mikrobiom sich zusammensetzt, hängt u.a. von dem Zusammenspiel zwischen Pflanze und Mikroorganismen ab. So bilden Pflanzen eine Vielzahl von chemischen Signalstoffen, von denen bestimmte Mikroorganismen angelockt werden und sich in oder an der Wurzel ansiedeln. Solche Signalstoffe spielen auch eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern oder Fraßfeinden. Scheint alles ganz logisch und wirft die Frage auf, warum man das erst jetzt macht.
„Mikrobiome so genau untersuchen zu können, ist erst durch neue Techniken möglich geworden. Konnte man früher nur diejenigen Mikroorganismen nachweisen, die sich auf Nährböden kultivieren lassen, so kann man heute das gesamte Mikrobiom mit Hilfe von DNA-Sequenzierern erfassen, die in Hochdurchsatz-Geschwindigkeit arbeiten. Neueste mikroskopische Methoden ermöglichen es außerdem, einzelne Arten sichtbar zu machen,“ erklärt Kroll den derzeitigen Forschungsstand.
