Knöllchenbakterien auf dem Rückzug

Die Gründüngung mit Nutzpflanzen aus der Familie der Leguminosen ist eine bewährte Methode zur natürlichen Bodenverbesserung. Leguminosen (z. B. Erbsen und Klee) binden Stickstoff aus der Luft und überführen ihn in für Pflanzen verwertbaren Ammoniak. Sie nutzen dazu Bakterien, so genannte Rhizobien.

Das Prinzip ist denkbar einfach: Die Bakterien siedeln sich im Wurzelwerk der Pflanzen an. Diese versorgen die Rhizobien mit Energie in Form von Kohlenhydraten und mit einer schützenden Hülle. Die Bakterien revanchieren sich mit Stickstoff. Eine solche für beide Seiten gedeihliche Zusammenarbeit nennt man Symbiose.

Seit etwa 25 Jahren wachsen die Leguminosen zunehmend schlechter und binden weniger Stickstoff. Einen Grund dafür haben kürzlich amerikanische Forscher entdeckt. Sie untersuchten die Wirkung mehrerer Pflanzen- und Holzschutzmittel , darunter DDT, auf die blaue Luzerne (Alfalfa). Wurden die Luzernepflanzen während der Keimphase mit diesen Chemikalien behandelt, so entwickelten sie weniger von Bakterien besiedelte Wurzelknöllchen.

Die Aktivität der Stickstoff bindenden Enzyme war geringer, die Pflanzen kümmerten. Der Grund: Alle getesteten Stoffe gehören zu den so genannten EDCs aus der Gruppe der Cabodiimide. Die EDCs blockieren bei Pflanzen die Stellen, an denen Phytohormone wirken würden. Für die Gründüngung sind die Folgen fatal. Jede Leguminosenart arbeitet nur mit einer einzigen Sorte Bakterien zusammen. Die Pflanzen locken „ihre“ Mitarbeiter mit charakteristischen Phytohormonen an. Die untersuchten Chemikalien bewirken nun durch die Blockade, dass die hilfreichen Bakterien ihre Zielpflanzen nicht mehr finden können. Ohne die Unterstützung der Symbionten aber kommt es bei Luzerne zu Ertragseinbußen von bis zu einem Drittel.

Obwohl einige der getesteten Substanzen weltweit nur noch begrenzt eingesetzt werden, findet man sie immer noch in wirksamen Konzentrationen in den Ackerböden. Daher wird derzeit untersucht, wie stark die Auswirkung der „chemischen Hormone“ auf die natürliche Stickstoffbindung im Freiland tatsächlich ist. Die Wissenschaftler empfehlen, Pflanzenschutzmittel vor ihrem Einsatz gezielt darauf zu testen, ob sie die Stickstoffbindung in der Gründüngung behindern.