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Forscher wollen Vorteil der Vielfalt für Monokulturen nutzbar machen

05.11.2018

Monokulturen sind für die Landwirtschaft praktisch, vielfältige Pflanzengemeinschaften wären aber produktiver. Forscher der Uni Zürich haben nun entdeckt, dass es dafür nur Unterschiede in einem kleinen Abschnitt des Erbguts braucht. Dies ließe sich für die Pflanzenzucht nutzen.

Vielfältige Artengemeinschaften haben zahlreiche Vorteile gegenüber Monokulturen. Unter anderem produzieren sie mehr Biomasse. Obwohl dank dieser Biodiversitätseffekte also auch der Ertrag von Nutzpflanzen gesteigert werden könnte, setzt die Landwirtschaft aus pragmatischen Gründen auf Monokulturen: Die Feldfrüchte sollten zum Beispiel alle die gleiche Wuchsform haben und zur gleichen Zeit reif werden.

Eine Studie zweier Forscher der Universität Zürich zeigt nun, dass es eventuell gar keine großen genetischen Unterschiede braucht, damit eine Nutzpflanzen-Gemeinschaft dank dem Biodiversitätseffekt mehr Ertrag bringt. Wie die Hochschule mitteilte, konnten sie die dafür wichtigen Gene bei der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) identifizieren, berichten sie im Fachblatt "Nature Ecology & Evolution".

Mehr Ertrag durch Unterschiede

Für ihre Studie pflanzten Samuel Wüst und Pascal Niklaus verschiedene Gemeinschaften von Ackerschmalwand-Pflanzen mit genetischen Unterschieden in Töpfe und bestimmten nach mehreren Wochen durch Wiegen die Biomasse der Pflanzen. Die Töpfe mit genetisch unterschiedlichen Gemeinschaften lieferten dabei mehr Ertrag.

Wie sich herausstellte, reichten genetische Unterschiede in einem winzigen Abschnitt des Erbguts aus, damit die Ackerschmalwand-Gemeinschaft besser wuchs. "Man dachte bisher, dass die Biodiversitätseffekte durch Unterschiede an zahlreichen Stellen im Erbgut zustande kommen, also recht komplex sind", sagte Niklaus. "Nun stellt sich heraus, dass deren genetische Grundlage relativ einfach und damit für die Pflanzenzucht nutzbar sein könnten."

"Das Neue an unserem Ansatz ist, dass wir nicht die Eigenschaften einer Einzelpflanze, sondern den positiven Effekt der Wechselwirkung zwischen unterschiedlichen Pflanzen im Erbgut verortet haben", so Niklaus. Das gleiche Verfahren ließe sich für Nutzpflanzen verwenden, um zum Beispiel herauszufinden, welcher Erbgutabschnitt bei Weizen in einer Mischung von genetisch unterschiedlichen Varianten divers sein muss, um mehr Ertrag zu liefern. "Wir schlagen vor, weiter Monokulturen anzubauen, aber innerhalb der Monokultur könnte es Vielfalt in einem begrenzten Erbgutabschnitt geben, um den Vorteil von Biodiversität auf die Produktivität zu nutzen", sagte Niklaus. Ob der Biodiversitätseffekt bei Weizen und andere Nutzpflanzen allerdings genauso genetisch simpel ist wie bei der Ackerschmalwand, muss erst untersucht werden.

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