Eine Impfung gegen kranke Äcker

In 54 Maisfeldern in der Nord- und Ostschweiz wurden Mykorrhiza-Pilze vor der Aussaat in den Boden eingearbeitet. Dadurch konnte der Ertrag gesteigert werden. (Bild: UZH)

Ackerböden beherbergen oft viele Krankheitserreger, die Pflanzen befallen und Erträge mindern. Ein Schweizer Forschungsteam hat nun gezeigt, dass eine Impfung des Bodens mit Mykorrhiza-Pilzen helfen kann, den Ertrag ohne zusätzliche Düngung und Pflanzenschutzmittel zu halten oder gar zu verbessern. In einem gross angelegten Freilandversuch konnte die Ernte um bis zu 40 Prozent gesteigert werden.

Intensiver Einsatz von Dünger und Pflanzenschutzmitteln auf unseren Äckern verringert die Bio-diversität und belastet die Umwelt. Daher besteht ein grosses Interesse an nachhaltigen Möglich-keiten zur Ertragssicherung ohne Einsatz von Agrarchemikalien. Ein Beispiel von alternativen Biologicals sind Mykorrhiza-Pilze, welche als Nützlinge die Pflanzen bei der Nährstoffaufnahme unterstützen.

Eine Ertragsverbesserung um bis zu 40 Prozent

Ein Team von Forschenden der Universitäten Zürich und Basel, von Agroscope sowie dem For-schungsinstitut für biologischen Landbau FiBL hat nun erstmals grossflächig gezeigt, dass das Ausbringen von Mykorrhiza-Pilzen im Feld tatsächlich funktioniert. Auf 800 Versuchsflächen, be-ziehungsweise 54 Maisfeldern in der Nord- und Ostschweiz wurden die Pilze vor der Aussaat in den Boden eingearbeitet. «Die Mykorrhiza-Pilze ermöglichten auf einem Viertel der Äcker einen bis zu 40 Prozent besseren Ertrag. Das ist enorm», sagt der Co-Studienleiter Marcel van der Hei-jden, Bodenökologe an der Universität Zürich und Agroscope. Die Sache hat allerdings einen Haken: Auf einem Drittel der Äcker gab es keine Ertragssteigerung oder sogar einen Ertragsrück-gang. Das konnte sich das Team zunächst nicht erklären.

Krankheitserreger im Boden

Auf der Suche nach der Ursache analysierten die Forschenden eine Vielzahl chemischer, physi-kalischer und biologischer Bodeneigenschaften, darunter auch die Artenvielfalt der Bodenmikro-ben. «Wir haben herausgefunden, dass die Impfung vor allem dann gut funktioniert, wenn viele pilzliche Krankheitserreger im Boden vorhanden sind», sagt Co-Erstautorin Stefanie Lutz von Agroscope, dem Kompetenzzentrum des Bundes für Forschung in der Land- und Ernährungs-wirtschaft. «Die Mykorrhiza-Pilze wirken wie eine Art Schutzschild bei Krankheitserregern im Bo-den, welche die Pflanzen schwächen würden.» In der Folge bleibt der normal hohe Ertrag erhal-ten, während ohne Mykorrhiza-Pilze Ernteverlusten anfallen würden. Auf Äckern, die nicht mit Krankheitskeimen belastet sind, haben Mykorrhiza-Pilze dagegen nur einen geringen Effekt. «Dort sind die Pflanzen ohnehin schon stark und wachsen hervorragend. Das Ausbringen von Mykorrhiza bringt hier keinen zusätzlichen Nutzen», sagt Natacha Bodenhausen vom For-schungsinstitut für biologischen Landbau, ebenfalls Erstautorin.

Impferfolg ist vorhersagbar

Ziel der von der «Gebert Rüf Stiftung» finanzierten Studie war es, vorhersagen zu können, unter welchen Bedingungen eine Mykorrhiza-Impfungen funktioniert. «Mit wenigen Bodenindikatoren – hauptsächlich Bodenpilzen – konnten wir den Erfolg einer Impfung in 9 von 10 Feldern prognos-tizieren – und damit auch bereits vor der Feldsaison den Ernteertrag», sagt der Co-Studienleiter Klaus Schläppi von der Universität Basel. «Diese Vorhersagbarkeit erlaubt es, die Pilze dann gezielt in Äckern einzusetzen, wo diese auch funktionieren. Das wird entscheidend sein, damit sich diese Technologie zu einer zuverlässigen landwirtschaftlichen Methode entwickeln kann», so Schläppi.

Noch sind weitere Forschungen dazu nötig, wie sich die Pilze am einfachsten grossflächig aus-bringen lassen. «Die Ergebnisse dieses Feldversuches sind aber schon jetzt ein grosser Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Landwirtschaft», erklärt Marcel van der Heijden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Kontakt:
Prof. Dr. Marcel van der Heijden
Institut für Pflanzen- und Mikrobenbiologie
Universität Zürich
E-Mail: marcel.vanderheijden@botinst.uzh.ch
Tel.: +41 44 63 48286

Prof. Dr. Klaus Schläppi
Universität Basel
E: klaus.schlaeppi@unibas.ch
T: +41 61 207 2310

Originalpublikation:

Literatur:
Stefanie Lutz et al. Soil microbiome indicators can predict crop growth response to large-scale inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi. Nature Microbiology, 29. November 2023. DOI: 10.1038/s41564-023-01520-w

Weitere Informationen:

https://www.news.uzh.ch/de/articles/media/2023/Aecker.html

Media Contact

Melanie Nyfeler Kommunikation
Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Im Roboterlabor zu nachhaltigem Treibstoff

Dank einer neuen automatisierten Forschungsinfrastruktur können Chemiker:innen an der ETH Zürich Katalysatoren schneller entwickeln. Künstliche Intelligenz hilft ihnen dabei. Als erstes Demonstrationsprojekt suchten die Forschenden nach besseren Katalysatoren zur Herstellung…

Perowskit-Solarzellen: Vakuumverfahren kann zur Marktreife führen

Weltweit arbeiten Forschung und Industrie an der Kommerzialisierung der Perowskit-Photovoltaik. In den meisten Forschungslaboren stehen lösungsmittelbasierte Herstellungsverfahren im Fokus, da diese vielseitig und einfach anzuwenden sind. Etablierte Photovoltaikfirmen setzen heute…

Von der Kunst, die reale Welt in Zahlen abzubilden

Mathematiker der Uni Ulm entwickeln „Digitale Zwillinge“. Sie schlagen eine Brücke zwischen der physischen und der digitalen Welt: sogenannte „Digitale Zwillinge“. Das sind virtuelle Modelle von Objekten, aber auch von…

Partner & Förderer