Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Getreide für Extremregionen

30.04.2008
Salztoleranter Weizen wächst sogar in der Wüste
Ohne Bewässerung ist Ackerbau in vielen Gebieten der Erde nicht möglich. Bewässerung aber erhöht den Salzgehalt in den Böden, die dadurch unfruchtbar werden. Forscher vom Wissenschaftszentrum Weihenstephan (WZW) der Technischen Universität München (TUM) untersuchen Pflanzen, die auch auf versalzten Böden wachsen. Sie haben herausgefunden, wie Weizen mit dem Salzüberschuss umgeht und woran man seine Salztoleranz erkennt. Dieses Wissen ist die notwendige Grundlage für die Züchtung von Sorten, die auch bei Dürre und Wasserknappheit gute Ernte bringen.

Derzeit werden etwa 18 Prozent der landwirtschaftlichen Nutzfläche weltweit bewässert. Auf dieser Fläche wachsen etwa 40 Prozent der pflanzlichen Nahrungsmittel. Ständiger Wassermangel und häufig auftretende Dürreperioden bedrohen vor allem die Nahrungsmittelproduktion in Afrika. Aber auch weite Teile Asiens, die südlichen Staaten der USA und einige Regionen in Europa leiden unter Wasserknappheit.

Die Bewässerung der Felder in trockenen Gebieten führt zur Versalzung der Böden. Denn sie hebt den Grundwasserspiegel an, wodurch die Verdunstung zunimmt. Zurück bleibt das Salz, das im Wasser gelöst war. Was diesen Versalzungsprozess außerdem verstärkt: Die Bauern bewässern ihre Felder fast ausschließlich mit Grund- und Oberflächenwasser. Dieses ist aber im Vergleich zu Regenwasser sehr viel salziger - und mehr Salz im Boden ist Stress für Pflanzen: Sie wachsen schlechter und bringen weniger Ertrag.

Professor Urs Schmidhalter und seine Kollegen am Institut für Pflanzenernährung des WZW erforschen das komplexe Phänomen der Salztoleranz bei Pflanzen. Eine höhere Salzkonzentration im Boden hemmt die Wasseraufnahme der Pflanze. Sie kann über ihre Wurzeln nur dann Wasser aufnehmen, wenn die Salzkonzentration im Pflanzeninneren höher ist als im Bodenwasser. Die „durstige“ Pflanze will den Konzentrationsunterschied ausgleichen und nimmt Wasser auf. Ist die Salzkonzentration im Bodenwasser höher als in der Pflanze, funktioniert die Wasseraufnahme nicht mehr: Die Pflanze verwelkt. Daneben verkümmert sie aber auch, weil durch überhöhte Salzwerte Wachstumsenzyme gehemmt werden.

Doch einige Pflanzenarten trotzen solch widrigen Lebensbedingungen: Sie haben sich an trockene und salzige Bedingungen angepasst, wie sie in Wüsten, Steppen oder Meeresbuchten herrschen. Durch sehr wachshaltige Schutzschichten an ihren Blättern und eine besonders effiziente Regulation der Spaltöffnungen minimieren sie die Wasserabgabe. Über spezielle Drüsen können manche Pflanzen das zuviel aufgenommene Salz außerdem wieder abgeben. Wieder andere lagern es im Zellinneren ab, in eigens dafür gebildeten „Abfalleimern“.

Bei Anbauversuchen in Ägypten haben die Wissenschaftler des WZW entdeckt, dass auch einzelne Weizentypen überraschend gut mit salzigen Bedingungen zurechtkommen. Die Forscher haben die dafür verantwortlichen Vorgänge in einzelnen Pflanzenorganen und Wachstumsstadien identifiziert: Sie konnten im Detail zeigen, dass eine Veränderung der Leitgefäße in den Blättern den Nährstoff- und Wassertransport und damit die Ertragsbildung hemmt. Um die Erkenntnisse für die Pflanzenzüchtung nutzbar zu machen, haben die Pflanzenforscher im Gewächshaus und auf dem Feld verschiedene Merkmale geprüft, an denen man die „wüstentauglichen“ Weizentypen erkennen kann.

Sie haben herausgefunden, dass sich die salztoleranten Weizentypen in ihrer Blattfläche und in der Natrium- und Kalziumkonzentration ihrer obersten beiden Blätter sowie in der Anzahl unfruchtbarer Ährchen von „normalem“ Weizen unterscheiden. Mit Hilfe dieser Merkmale können Pflanzenzüchter neue Weizensorten entwickeln, die der weltweit zunehmenden Wasserknappheit trotzen – und so auch in Zukunft die Nahrungsmittelproduktion sichern.

Kontakt:
Prof. Dr. Urs Schmidhalter / PD Dr. Yuncai Hu
Lehrstuhl für Pflanzenernährung
Technische Universität München
85350 Freising-Weihenstephan
Tel.: +49 (0)8161 / 71-3394
E-Mail: hu@wzw.tum.de

Prof. Dr. Urs Schmidhalter | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://www.wzw.tum.de/pe/

Weitere Berichte zu: Salzkonzentration WZW

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Kaskadennutzung auch bei Holz positiv
11.12.2017 | Technische Universität München

nachricht Warum pflanzt man Bäume auf dem Acker?
29.11.2017 | Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mitochondrien von Krebszellen im Visier

14.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Grazer Forscher stellen Methode zur dreidimensionalen Charakterisierung vulkanischer Wolken vor

14.12.2017 | Geowissenschaften

Leibniz-Preise 2018: DFG zeichnet vier Wissenschaftlerinnen und sieben Wissenschaftler aus

14.12.2017 | Förderungen Preise