Loading...Unter experimentellen Bedingungen können Pflanzen wie Tabak, Kartoffel oder Weizen durch Optimierung der Photosynthese 10 bis 40 % mehr produzieren, während die Evapotranspiration bei chlorophyllreduzierter Gerste unter Wasserstress um 40 bis 50 % sinkt. Lassen sich diese Ergebnisse, die im Labor durch gentechnische Veränderung erzielt wurden, durch in der konventionellen Züchtung reproduzieren? Ziel des französischen Greenscale Projekts ist es, den Nutzen hellerer Gerstelinien mit reduziertem Chlorophyllgehalt zu bewerten. Dieser Züchtungsansatz wurde bisher kaum erforscht.
Hellere Pflanzen werden meist aussortiert, weil diese Ausprägung als Hinweis auf Nährstoffmängel oder Krankheiten gilt. „Die Literatur zeigt allerdings, dass die Erträge stabil bleiben oder sich sogar verbessern können, wenn die hellere Farbe nur auf den Chlorophyllgehalt zurückzuführen ist“, erklärt Dr. Fabien Chardon, Wissenschaftler und Projektkoordinator am IJPB. „Bei modernen Kulturpflanzen bekommen die oberen Blätter oft mehr Licht, als sie nutzen können, während die unteren Blätter hinter ihrem Potenzial zurückbleiben“, so der Forscher. Bezogen auf den Gesamtbestand könnten weniger pigmentierte Blätter zu einer höheren Lichtverfügbarkeit für die unteren Blätter führen.
Die Literatur legt nahe, dass durch eine gezielte Begrenzung des Chlorophylls, die den Ertrag nicht beeinträchtigt, eine Stickstoffeinsparung von 5 bis 10 % bei Getreide möglich ist.
Dr. Fabien Chardon
Doppelte Fragestellung
Die in diesem Jahr vom französischen Institut Arvalis gestarteten Feldversuche zielen darauf ab, chlorophyllarme Linien in einer Vielzahl von Nährstoff-, Wasser- und Klimabedingungen zu testen. Die Daten sollen es ermöglichen, die Funktionsweise der Kulturpflanze sowie deren ökologische Auswirkungen in unterschiedlichsten Szenarien zu modellieren. Dabei sollen Linien identifiziert werden,
die potenziell widerstandsfähiger gegenüber Trockenheit sind. Jenseits des optimalen Chlorophyllgehalts dissipieren Pflanzen überschüssiges Licht aktiv als Wärme. „Man hofft durch eine leichte Verringerung der Pigmentierung die Temperatur des Blätterdachs und damit die Evapotranspiration etwas zu senken.“
Ein weiteres Ziel ist die Verringerung des Stickstoffbedarfs. In der vegetativen Phase wird die Hälfte des Blattstickstoffs für Proteine genutzt, welche die Lichtsammelkomplexe bilden und sich mit den Chlorophyllmolekülen verbinden. Die Hypothese ist, dass weniger grüne Pflanzen auch weniger Proteine für den Aufbau dieser Komplexe benötigen. „Wir wollen feststellen, ob dies tatsächlich zu einer geringeren Stickstoffaufnahme führt, und verstehen, wie diese Proteine während des Wachstums und der Kornfüllung umverteilt werden.“ Dies könnte zu einer Verringerung der CO2-Bilanz und der Düngemittelkosten führen. „Die Literatur legt nahe, dass durch eine gezielte Begrenzung des Chlorophylls, die den Ertrag nicht beeinträchtigt, eine Stickstoffeinsparung von 5 bis 10 % bei Getreide möglich ist“, erklärt Dr. Fabien Chardon.