Stresstest für Nutzpflanzen: Böden werden immer salziger und trockener

Was werden wir in Zukunft essen? Die Ernährungsfrage ist mit gegenwärtigen und künftigen Problemen, die der Klimawandel mit sich bringt, eng verbunden. Dass in diesem Kontext vor allem der massive Fleischkonsum problematisch ist, ist mittlerweile bekannt. Die Massentierhaltung ist wasserintensiv und emittiert große Mengen von Treibhausgasen.

Ob sich Insekten auf unserem Speiseplan als proteinreiche Alternative durchsetzen können, bleibt abzuwarten. Eine pflanzliche Ernährungsweise hinterlässt einen verhältnismäßig kleinen ökologischen Fußabdruck. Aber um eine ausreichende Versorgung mit Getreide und Gemüse sicherzustellen, sind Adaptionen notwendig.

Laut Vereinten Nationen wächst die Weltbevölkerung bis zum Jahr 2050 auf rund 9,8 Milliarden Menschen an. Zugleich geht die Fläche fruchtbarer und landwirtschaftlich nutzbarer Böden zurück. Das liegt an der zunehmenden Bodenerosion, an Süßwassermangel, an Wetterextremen wie Dürreperioden oder übermäßigem Niederschlag und auch an der Versalzung der Böden. Die Herausforderungen für unsere Nutzpflanzen sind also vielfältig. Und sie beschränken sich längst nicht mehr auf weit entfernte Teile der Welt.

Versalzene Böden

Der Biologe Peter Ache von der Universität Würzburg beschäftigt sich mit dem Stress, dem unsere Pflanzen ausgesetzt sind. Und sucht nach Wegen, sie resistenter zu machen. Gegen Hitze und Trockenheit, gegen Überflutungen und gegen Salz. Und er hält fest: „Das Versalzen unserer Böden ist eine genauso ernst zu nehmende Bedrohung für Pflanzen wie Trockenstress.“ Es trifft dabei nicht nur Küstengebiete oder Wüsten, sondern auch Zentraleuropa.

Dafür ist vor allem die künstliche Bewässerung verantwortlich, auf die wegen der immer intensiveren Trockenperioden immer häufiger zurückgegriffen wird. Denn mit jeder Tonne Süßwasser, die aus den Schläuchen fließt, wird rund ein halbes Kilo Salz in den Boden eingebracht.

Eine Antwort auf diesen Teufelskreis könnten sogenannte Halophyten liefern, salztolerante Gewächse, die mitunter auch dann noch gedeihen, wenn sie mit Meerwasser gegossen werden. In der Vergangenheit gab es immer wieder Meldungen über erfolgreiche Versuche, die Pflanzen salzresistenter machen sollen. Der große Durchbruch lässt laut Ache aber noch auf sich warten.

Quinoa und Dattelpalme

In Würzburg beschäftigen sich Forscher gerade mit Quinoa, einem widerstandsfähigen „Quasi-Getreide“ aus den Anden, wie Ache erklärt. Quinoa ist salztolerant. Das aufgenommene Salz wird in kleinen Blasen auf den Blättern konzentriert und schließlich mit diesen abgeworfen. „Wir versuchen, genau zu bestimmen, welche Gene für diesen Vorgang zuständig sind.“ Das langfristige Ziel ist, diese Eigenschaft auf andere Getreidearten zu übertragen und sie damit fit für künftige Bedingungen zu machen.

Pflanzen, die nicht von Hitze oder Salz geschwächt sind, sind zudem auch widerstandsfähiger, was Schädlinge und Krankheiten betrifft. Ein weiterer Proband in Würzburg neben Quinoa ist die Dattelpalme, die sowohl mit heißen als auch mit salzigen Bedingungen sehr gut zurechtkommt. Die theoretischen Möglichkeiten sind vielversprechend.

Bis zur massentauglichen Anwendung ist es aber noch weit. Ache schätzt, dass 2019 mit Kreuzungsversuchen für hitzeresistente Gerste begonnen werden kann. Darüber hinaus sind Prognosen kaum möglich.
Aber die Zeit drängt. „Wenn man Bevölkerungswachstum und Nahrungsmittelerzeugung betrachtet, kann man davon ausgehen, dass wir spätestens 2050 ein Problem haben“, sagt Ache. „Wenn man in 30 Jahren Pflanzen will, die gegen Hitze und Salz resistent sind, müssen wir uns anstrengen.“