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Pflanzenzucht: Wurzeln loten Böden mit gasförmigem Hormon aus

Verdichtete Böden sind ein großes Problem in der Landwirtschaft. Manche Pflanzen nutzen eine geschickte Strategie, um sie zu meiden.
Wurzeln

Pflanzen benutzen offenbar ein Gas, um ihre Wurzeln vor undurchlässigen Bodenschichten zu warnen. Wie Wissenschaftler um Malcolm J. Bennett von der University of Nottingham im Fachmagazin »Science« berichten, dient ihnen das flüchtige Pflanzenhormon Ethen als Sensor für verdichtete Böden, in denen sie nur schwer Wurzeln bilden können. Für die Versuche veränderte das Team das Erbgut von Reispflanzen und Schaumkressen derart, dass diese nicht mehr auf Ethen reagieren. Anschließend beobachteten die Forscher, dass die so veränderten Gewächse tiefer in verdichtete Schichten hineinwuchsen.

Wie Pflanzen verdichtetes Erdreich wahrnehmen und meiden, ist in der Forschung umstritten. Möglich wäre, dass die Pflanzen das Wachstum einstellen, weil sie die Erde nicht mehr auseinanderschieben können – das Wachstum käme in diesem Fall rein mechanisch zum Halten. Die andere Hypothese ist, dass irgendein Sinnesorgan ihnen einen Stopp diktiert.

Die Studie von Bennett und seinen Kollegen spricht nun für Letzteres. Demnach dient Ethen als Sensor: Das Wurzelgewebe stößt das Hormon aus, woraufhin dieses in das Erdreich einsickert. Ist der Boden zu fest, sammelt sich das Ethen an der Wurzel – und verrät ihr offenbar, dass sie nicht weiterwachsen sollte. Jedenfalls drangen die modifizierten Pflanzen in den Versuchen der Forscher tiefer in verdichtete Böden vor als nicht veränderte Varianten aus freier Wildbahn.

Bodenverdichtung ist ein zunehmendes Problem in der Landwirtschaft; in Deutschland sind laut Umweltbundesamt 10 bis 20 Prozent der landwirtschaftlich genutzten Flächen davon betroffen. Eine der wichtigsten Ursachen ist der Einsatz immer schwererer Maschinen. Auf verdichteten Böden sinkt der Ertrag zum Teil deutlich; zum einen bilden Pflanzen in zusammengedrückten Böden kürzere Wurzeln aus. Zum anderen versickert Wasser schlechter, und auch das Bodenleben, das die Fruchtbarkeit beeinflusst, wird in Mitleidenschaft gezogen.

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