Straucherbse verbessert Boden

Mais ist in Malawi das t?gliche Brot. Er ist die wichtigste Nutzpflanze und wird vor allem f¨¹r den Eigenbedarf im grossen Stil angebaut. Allerdings fallen die Ertr?ge vielerorts gering aus. Auf stark verwitterten und ausgelaugten B?den angepflanzt, wirft die Maispflanze wenig ab. In der Regel mangelt es den Nutzpflanzen an Phosphor, oft auch an Stickstoff.

Um den Maisertrag landesweit zu steigern, hat Malawi nach der katastrophalen D¨¹rre von 2005 ein D¨¹ngeprogramm subventioniert. Zu Beginn erh?hte sich der Ertrag dramatisch. F¨¹nf Jahre sp?ter konnte das Land sogar Produktions¨¹bersch¨¹sse exportieren. Doch seither stagnieren die Ernten. Seit 2014 sind sie sogar r¨¹ckl?ufig. Die Gleichung mit dem Kunstd¨¹nger geht n?mlich nicht auf, weil der durch Kunstd¨¹nger zugef¨¹hrte Phosphor im Boden rasch an Metallionen wie Eisen und Aluminium bindet. Dadurch ist der N?hrstoff f¨¹r die Pflanzen nicht mehr verf¨¹gbar.

Einfache, aber wirksame Alternative

Gina Garland, Doktorandin aus der Gruppe von ETH-Professor Johan Six, hat deshalb in ihrer Dissertation nach einer Alternative gesucht, wie das Problem des geringen Phosphorgehalts langfristig gel?st werden k?nnte. Ihr einfacher wie kosteng¨¹nstiger Ansatz: ver?nderte Bewirtschaftungspraktiken. Mischkulturen aus zwei oder noch mehr Nutzpflanzenarten f?rdern einen g¨¹nstigeren Aufbau der Bodenstruktur, was sich wiederum positiv auf den N?hrstoffgehalt des Bodens auswirkt.

In ihrer Arbeit entschied sich Garland f¨¹r eine Mischkultur aus Mais und der Straucherbse (Cajanus cajan). Diese H¨¹lsenfrucht lebt in Symbiose mit Kn?llchenbakterien, welche Stickstoff aus der Luft binden. Der Stickstoff kommt auch anderen in der N?he wachsenden Pflanzen zugute. Studien deuten zudem darauf hin, dass die Straucherbse auch den Phosphorgehalt des Bodens positiv beeinflussen kann.

Anhand von Feldversuchen in Malawi sowie Experimenten im Gew?chshaus in Lindau-Eschikon konnte die Forscherin zeigen, dass die Straucherbse nach nur einer Wachstumsperiode die Bodenstruktur positiv ver?ndert hatte: Der Boden von Mischkulturen wurde kr¨¹meliger als solcher von Mais-Monokulturen. Diese Kr¨¹mel, insbesondere diejenigen von einem Durchmesser von einigen Dutzend Mikrometern, halten die N?hrstoffe zur¨¹ck und sch¨¹tzen sie davor, Bindungen mit Metallionen einzugehen. F¨¹r die Pflanzen bleibt insbesondere der Phosphor l?nger und besser verf¨¹gbar. Garland fand in Bodenproben von Mischkulturen deutlich h?here Konzentrationen an Phosphor, insbesondere des pflanzenverf¨¹gbaren Phosphors, als in B?den von Mais-Monokulturen.

Maispflanzen besser mit Stickstoff versorgt

Die Mais-Biomasse der Mischkulturen war allerdings nicht h?her als jene von Mais-Monokulturen. ?Eine Saison reicht wahrscheinlich nicht, um die Ertr?ge merklich zu steigern?, sagt Garland. Das Potenzial f¨¹r k¨¹nftige Mehrertr?ge sei aber gegeben. Darauf deute auch, dass Maispflanzen aus Mischkulturen mehr Stickstoff enthielten. Diesen verdanken die Pflanzen der Straucherbse und ihren Kn?llchenbakterien. ?Das ist vielversprechend, weil unser Versuch aufzeigt, dass eine Anreicherung mit Stickstoff schon sehr bald nach der Einf¨¹hrung dieser Mischkultur auftritt?, betont Garland.

Die Straucherbse hat aber auch einen anderen Vorteil: Die Erbsen sind essbar und bereichern die ansonsten sehr einseitige Ern?hrung der malawischen Landbev?lkerung. Da die Fr¨¹chte zwischen den zwei Maisernten heranreifen, decken sie zudem eine Versorgungsl¨¹cke. Die Straucherbse ist widerstandsf?hig und w?chst auch in der Trockenzeit weiter.

Preisgekr?nte Doktorarbeit

Gina Garland schliesst ihre Doktorarbeit an der ETH demn?chst ab. Eine weitere Doktorandin baut bereits auf Garlands Arbeit auf und besch?ftigt sich mit Wurzelpilzen, der sogenannten Mykorrhiza, in vielf?ltigen Mais-Mischkulturen. F¨¹r ihre Dissertation hat Garland Mitte Dezember 2016 den mit 5000 Franken dotierten externe Seite Forschungspreis des Swiss Forum for International Agricultural Research (SFIAR) erhalten.