Loading...Die Übertragung von Stickstoffbindung auf Getreidekulturen wird manchmal als die Gralssuche der Pflanzenforscher und -züchter beschrieben. Nun rückt dieses Ziel im Falle von Mais unerwartet näher. In Mexiko wurde eine alte Maissorte entdeckt, die 30 bis 80% ihres Stickstoffbedarfs dank eines symbiotischen Bakteriums deckt.
Eigentlich ist die Sorte seit langem bekannt. „Sie wird von Kleinbauern der Region Oaxaca seit Jahrhunderten als Nahrungspflanze angebaut“, erklärt Dr. Jean-Michel Ané. Er hat an der University of Wisconsin in Madison (USA) die Merkmale der Pflanze erforscht. „Traditionell wird sie in ‚Clustern‘ von fünf oder sechs Samen gesät und ohne Dünger angebaut. Dabei wächst sie bis zu fünf Meter hoch. Das hat uns zu der Frage veranlasst: Wie deckt diese Maissorte ihren hohen Nährstoffbedarf unter solchen Bedingungen?“
Acht Jahre Tests haben eine bei Süßgräsern beispiellose Eigenschaft ans Licht gebracht. Die Luftwurzeln des Oaxaca-Mais sondern einen Schleimstoff ab, den Azospirillum bzw. Herbaspirillum besiedeln – Bakteriengattungen, die sonst an der Bodenoberfläche leben und die den atmosphärischen Stickstoff binden können.
Stickstoffbindender Mais: Eine minimale Wasserzufuhr ist notwendig, um die Sekretion des Schleimstoffs zu aktivieren und somit die Symbiose zu initiieren. Kreuzungssorten werden ausreichend Niederschlag und möglicherweise Bewässerung benötigen.
Düngergaben reduzieren
Das Projekt, an dem auch die University of California in Davis und der Nahrungsmittelkonzern Mars Inc. beteiligt sind, hat jetzt die Möglichkeit nachgewiesen, diese Eigenschaft durch Kreuzung auf gängige Anbausorten zu übertragen. „Ziel ist es, den Düngereinsatz deutlich zu reduzieren, ohne den Ertrag zu beeinträchtigen. An der Düngung vor oder zur Saat wird nichts geändert, aber bei den nachfolgenden Ausbringungen wird man sparen können.“
Verschiedene Züchtungseinrichtungen zeigen Interesse an der Entdeckung, sagt der Forscher, der mit der Entwicklung einer gekreuzten Kulturvarietät innerhalb von zehn Jahren rechnet. „10% des Stickstoffbedarfs über die Symbiose zu decken, wäre bereits ein großer Erfolg. Wir hoffen eigentlich auf eine Einsparung von 20-30%.“ Wichtig ist dabei, die hohe Anzahl der Halmknoten und damit der Luftwurzeln, sowie die Menge des produzierten Schleimstoffs je Luftwurzel zu erhalten.
Ein (fast) einzigartiges Merkmal
Die tropische Oaxaca-Maissorte produziert einen zuckerreichen Schleim, der stickstoffbindende Bakterien enthält. Jede Luftwurzel sondert eine halbe Stunde nach Regen 1,5-2 ml des Schleims ab, in dem die Bakterien ohne weitere Wasserzufuhr bis zu drei Tage vital bleiben. Das Phänomen tritt vier Monate im Jahr auf. Bis dato war nur ein weiteres Beispiel für diesen Mechanismus bekannt: das Mammutblatt (Gunnera manicata).