Mehrjähriger Weizen schont Umwelt deutlich stärker

Das Institut für Umweltbiotechnologie der TU Graz hat untersucht, ob mehrjährige Getreidepflanzen eine umweltverträglichere Alternative zum herkömmlichen Ackerbau darstellen. Die Studie zeigt: Der Anbau von einjährigem Getreide belastet die Natur erheblich, während mehrjähriger Weizen deutliche ökologische Vorteile bietet.

Herkömmliche Getreidepflanzen erfordern jährliches Pflügen und Neubepflanzen der Böden. Sie benötigen große Mengen an Wasser, Pestiziden und weiteren Chemikalien. Dies führt zu sinkender Bodenqualität und einer sehr geringen Diversität des Pflanzenmikrobioms – also aller auf und in der Pflanze lebenden Mikroorganismen.

Höhere Artenvielfalt durch unberührte Wurzeln

Im Projekt "NAPERDIV" untersuchte das Team eine Weizenpflanze, die unter dem Handelsnamen Kernza bekannt ist (Graugrüne Quecke bzw. Thinopyrum intermedium). Auf Feldern in Frankreich, Belgien und Schweden verglichen die Forschenden in den Jahren 2021 und 2022 das Mikrobiom von Kernza mit jenem von einjährigem Weizen.

„Die Analysen im Labor und am Computer haben gezeigt, dass die Diversität des Mikrobioms an den Wurzeln bei den mehrjährigen Pflanzen signifikant höher war als bei den einjährigen“, erklärte Kristina Michl vom Institut für Umweltbiotechnologie der TU Graz. Ein Hauptgrund dafür sei, dass die Wurzeln von Kernza unberührt bleiben, während einjährige Pflanzen nach der Ernte neu gepflanzt werden müssen.

Der mehrjährige Weizen beeinflusst nicht nur direkt das Wurzelmikrobiom, sondern auch indirekt über die spezifischen Anbaumethoden. Da Kernza weniger intensive Bearbeitung und weniger Chemikalien erfordert, bleibt die Erde gesünder. Dies führt zu einer erhöhten Diversität an Mikroorganismen. Auch höhere Organismen profitieren: Es siedeln sich mehr Regenwürmer und Käfer an.

Weniger Wasser und Dünger nötig

Kernza benötigt weniger Wasser sowie weniger Stickstoff- und Phosphordüngung als einjährige Getreidepflanzen, da die Wurzeln wesentlich tiefer in den Boden wachsen. Weil der Boden weniger bearbeitet und verdichtet wird, kann er Wasser wesentlich besser aufnehmen, was zum Hochwasserschutz beiträgt.

Geringer Ertrag als größte Einschränkung

Die größte Einschränkung für den Einsatz des mehrjährigen Getreides ist derzeit der geringere Ertrag im Vergleich zum einjährigen Weizen. Dieser liegt aktuell bei nur rund 20 Prozent. Allerdings ist die Züchtungsgeschichte von Kernza erst rund 20 Jahre alt. Expertinnen und Experten gehen davon aus, dass in den nächsten 30 bis 50 Jahren der Ertrag von einjährigen Pflanzen erreicht wird. Unklar ist dabei, ob sich die ertragsmaximierende Züchtung negativ auf das Mikrobiom auswirkt. Hierzu laufen Untersuchungen mit mehrjährigem Reis in China.

„Zusätzlich ist es ein Problem, dass der Ertrag ab dem zweiten, dritten Jahr stark abnimmt. Die Idee wäre, dass man diese mehrjährigen Getreide in eine Fruchtfolge integriert und sie nach drei bis fünf Jahren wieder entnimmt, um andere Sorten einzubringen. So kann sich der Boden für einige Jahre vom jährlichen Getreidewechsel erholen“, so Michl.

Zulassung in Europa noch ausständig

In den USA ist Kernza für die Lebensmittelproduktion zugelassen, in Europa läuft das Verfahren noch. Dennoch gibt es bereits Produkte wie Bier oder Whisky auf Basis des mehrjährigen Getreides. In den USA kommt es schon für die Zubereitung von Brot, Keksen, Crackern und anderen Backwaren zum Einsatz. Vom Geschmack und den Backqualitäten her erinnert es dabei mehr an Roggen als an Weizen.

Das Projekt "NAPERDIV" wurde vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF gefördert und war Teil der EU-weiten Projektinitiative Biodiversa.

Quelle: APA