Zwischen zwei Anbauphasen werden in der Landwirtschaft bestimmte Pflanzen ausgebracht, die als Gründüngung das Wachstum anderen Pflanzen unterdrücken. Dabei sollen die Wurzeln chemischen Stoffe ausscheiden (Exsudate), die auf andere Pflanzen wachstumshemmend wirken, was als „Allelopathie“ bezeichnet wird. Diese an den chemischen Interaktionen beteiligten Stoffe sind Fokus eines Projektes von Boku Wien und Agroscope, gefördert vom Wissenschaftsfonds (FWF).
Ein Beispiel für derartige Stoffe ist Juglon, das bei Lufteinwirkung aus dem Hydrojuglon in z. B. Schalen, Blättern und anderen Pflanzenteilen des Walnussbaums entsteht. Es färbt zum einen die Hände von Nusssammlern schwarz, kann zum anderen aber auch Pilze und Pflanzen abtöten. „Deshalb wachsen unter Walnussbäumen kaum andere Pflanzen“, erklärt Judith Wirth, Leiterin der Forschungsgruppe „Herbologie im Ackerbau“ am Forschungszentrum Agroscope in der Schweiz, in einer FWF-Aussendung. Dass man bei der Walnuss weiß, welchen Stoff sie wann abgibt ist ein Einzelfall, meist gibt es nur Theorien aber keine handfesten Nachweise.
Vom Labor aufs Feld kommen
Um die Annahme, dass die Gründüngung über wachstumshemmende Wurzelausscheidungen den Beikräuter-Wuchs unterdrückt, zu bestätigen, hat das Forschungsteam zuerst in vereinfachten, geschützten Bedingungen die Interaktionen untersucht. Dabei standen zwei bewährte Zwischenfrüchte – Rau-Hafer (Avena strigosa) und Buchweizen (Fagopyrum esculentum) – sowie das Test-Beikraut Amarant (Amaranthus retroflexus) im Test. Als Spezialist für die Interaktionen von Wurzeln und Boden ist Bodenökologe Markus Puschenreiter vom Institut für Bodenforschung an der Boku beteiligt.
Die große Herausforderung dabei war, die Zusammensetzung der Wurzelausscheidungen mittels Massenspektrometrie zu analysieren, wie Stephan Hann, Leiter des Instituts für Analytische Chemie der Boku, betont. Denn in einer Probe zeigten sich ca. 1.000 verschiedene Substanzen, unter denen statistisch diejenigen ausgeschieden werden mussten, die exklusiv bei Präsenz des Beikrauts auftreten. Erste Ergebnisse präsentierten die Forscher bereits bei der größten Konferenz für Massenspektrometrie in Houston.
Wenn die methodischen und analytischen Hürden überwunden sind, steht der Versuchstransfer aus der geschützten Laborumgebung ins komplexere Erdreich an. Dort zeigt sich dann die Situation so, wie sie auf dem Feld tatsächlich stattfindet. Dann sollen auch einzelne allelopathische Stoffwechselprodukte identifiziert werden. Mit diesem Wissen könnte man dann Arten züchten, die diese Stoffe vermehrt ausschütten und so eine Alternative zur Herbizidbehandlung bieten.
Quelle: APA Science, scilog FWF
