Bodenforschung

Widerstand kommt aus dem Boden

Das Wurzelwerk der Pflanzen ist weniger erforscht als ihr oberirdischer Teil.
Das Wurzelwerk der Pflanzen ist weniger erforscht als ihr oberirdischer Teil.Getty Images/Natalia Lebedinskaia
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Dürren und Überschwemmungen machen Nutzpflanzen zu schaffen. In einem EU-Projekt finden Forschende jetzt Lösungen, um das Wurzelsystem von Weizen, Gerste, Kartoffeln, Soja- und Ackerbohnen für Umweltstress fit zu machen.

Oft erkennt man an den Blättern und Stängeln einer Pflanze, ob es ihr gut geht oder nicht. Der oberirdische Teil von Nutzpflanzen ist exakt erforscht, weil man Veränderungen daran gut sehen und messen kann. „Außerdem ist es meist die oberirdische Biomasse, die wir ernten“, sagt Eva Oburger vom Institut für Bodenforschung der Boku Wien. Ihr Spezialgebiet liegt aber außerhalb der Sichtweite, nämlich unter der Erde. Wurzelsysteme von Nutzpflanzen sind verhältnismäßig schlecht erforscht, das EU-Projekt „Roots-2-Resilience“ möchte das jetzt ändern.

Wurzeln sind Geber und Nehmer

„Der Klimawandel bringt geänderte Umweltbedingungen mit sich, die auch Konsequenzen für den Anbau von Nutzpflanzen haben“, sagt Oburger. Bisher erfolgreicher Nutzpflanzenanbau funktioniert oft nicht mehr an den herkömmlichen Standorten, weil Pflanzen anfällig für Umweltstress wie Trockenheit, Hitze oder Überschwemmungen sind. „Unser Ziel ist, neue Systeme zu finden, die unter den geänderten Bedingungen besser funktionieren. Dabei spielen die Wurzeln eine ganz wichtige Rolle.“ Denn das verzweigte Wurzelwerk federt Stress ab und interagiert mit dem Boden und den Mikroben darin. Einfach gesagt sind Wurzeln Mund, Nase und Ohren der Pflanzen. Sie nehmen aber nicht nur Sinnesreize, Wasser, Nähr- und Signalstoffe auf, sondern geben auch Stoffwechselprodukte (Wurzelexsudate) an ihre Umgebung ab. Diese Stoffe beeinflussen den Boden und das Mikrobiom (Gesamtheit der Mikroorganismen): Es ist ein Wechselspiel der Substanzen.

Ein gefundenes Fressen für Mikroben

„Diese Wurzelexsudate sind Kohlenstoffverbindungen, die eine Pflanze während der Fotosynthese herstellt“, sagt Oburger. „Der bunte Cocktail an Metaboliten ist im wahrsten Sinne ein gefundenes Fressen für die Bodenmikroorganismen. Wir wissen noch nicht viel über die Wechselwirkungen zwischen Pflanze und Mikroorganismen im Boden – bisherige Ergebnisse zeigen aber, dass sie eine wesentliche Rolle in der Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen gegenüber Umweltstressfaktoren spielen können.“

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