Verfasst von Robin Reder am 23.01.2023
Die Kaw-Meschen gaben der Konza-Prärie im Süden Kansas einst ihren Namen. Lange nachdem die Stämme von ihrem Territorium vertrieben wurden, bemühen sich nun Biologen der Konza Prairie Ecological Station das verbliebene Grasland zu verstehen, zu erhalten und zerstörte Flächen in ihren Urzustand zurückzuführen. Unter diesen Wissenschaftlern war auch Wes Jackson, den die erstaunliche Produktivität des Graslands trotz der kargen Nährstoffeinträge faszinierten. Er begann davon zu träumen diese Effizienz in Agrarsysteme zu übertragen, und fing an die zentrale Rolle des mehrjährigen Grases Thinopyrum intermedium im dortigen Ökosystem zu begreifen. Etwas mehr als 10 Jahre ist es her das Wes Jackson mit seiner Vision The Land Institute ins Leben gerufen hat. Das private Forschungsinstitut mit Hauptsitz in Salinas, Kansas hat in einer Dekade selektiver Kreuzung mehrjähriger Gräser mit konventionellen einjährigen Getreidesorten das perenne (mehrjährige) Saatgut Kernza® entwickelt.
Diese mehrjährige Getreidesorte kann nach einmaliger Aussaat in drei aufeinanderfolgenden Jahren geerntet werden, und benötigt daher deutlich weniger Bodenbearbeitungsschritte. Das bedeutet einmal eine finanzielle Erleichterung für die Farmer, die Kosten für Saatgut und aufwendige Arbeitsschritte wie Pflügen und Säen einsparen. Darüber hinaus kommen mehrjährige Kulturen durch die längeren Bearbeitungspausen der Bodenqualität zugute. Die Wurzeln der mehrjährigen Getreidesorte dringen viel tiefer in den Boden ein als die ihrer einjährigen Verwandten (De Oliveira et al. 2020; Culman et al. 2013; The Land Institute 2023). Das steigert einmal die Nährstoffaufnahme (weniger Dünger erforderlich), erhöht die Wasseraufnahmefähigkeit und Filtration, und wirkt mit seinem stabilisierenden Einfluss auf die Bodenstruktur als Erosionsschutz (Culman et al. 2013; The Land Institute 2023). Gleichzeitig geben die Pflanzen über die größere Oberfläche der Wurzeln mehr Kohlenstoff an den Boden ab, der so auch in tieferen Schichten eingelagert wird (De Oliveira et al. 2020). Dieser als Kohlestofffixierung bezeichnete Prozess ist einer der wichtigsten Ökosystemdienstleistungen unserer Zeit (Daba and Dejene 2018; Liu et al. 2018). The Land Institut sieht Kernza® als Hoffnungsträger bei der Transformation der Landwirtschaft von intensivem jährlichem Anbau zur Verwendung optimierter mehrjähriger Sorten. Der Wandel des Agrarsektors von einer Kohlenstoffquelle hin zu einer Senke ist in Zeiten fortschreitenden Klimawandels ein immer dringenderer Entwicklungsschritt (Buscher and Fletcher 2020). Dies wird umso deutlicher, wenn wir uns bewusst machen dass immerhin 25% der menschlichen Treibhausgasemissionen bei der Nahrungsmittelproduktion freigesetzt werden. Getreideanbau ist hier ein wichtiger Faktor, werden doch 70% des globalen Kalorienbedarfs durch Getreideprodukte gedeckt (DeHaan and Ismail 2017).
Momentan liefert das Kernza®-Saatgut allerdings geringere Erträge als konventionelle mehrjährige Sorten , etwa 10-20% von konventionellen einjährigen Getreiden in der ersten Ernte und etwa 50% in der Zweiten (DeHaan and Ismail 2017). The Land Institut gibt allerdings an durch ihr progressives Zuchtprogramm pro Jahr 13% ertragreicheres Saatgut zu gewinnen, sodass für in 10 Jahren doppelt so hohe Erträge als mit konventionellen Kulturen prognostiziert werden (The Land Institute 2023). Es werden derzeit vier verschiedene Zuchtlinien von Kernza® verfolgt, die unterschiedliche Optimierung von Merkmalen wie Ertrag, Dreschbarkeit, Bruchsicherheit, Korngröße und Getreidequalität zum Ziel haben. Von den Ökosystemdienstleistungen, insbesondere der (immer öfter vergüteten!) Kohlenstoffsequestrierung können Agrarunternehmen jetzt schon profitieren. Weitere Forschungsfragen des Land Instituts betreffen zum Beispiel genaue Werte für Kohlenstoffeinträge; hier gibt es bereits viel versprechende erste Ergebnisse, siehe etwa (De Oliveira et al. 2020 und de Oliveira et al. 2018). Weiterhin werden Möglichkeiten für die Vermälzung, also der Herstellung von Brauereiprodukten erprobt. Unabhängige Studien bestätigen das Potential für die Entwicklung einer nachhaltigeren Landwirtschaft, so zeigten Kernza®-Felder um 86% reduzierte Stickstoffausschwemmungen im Vergleich zu konventionellen Kulturen (Culman et al. 2013). Erhöhte Wassernutzungseffizienz im Vergleich zu konventionellen Sorten wurde ebenfalls in mehreren Studien bestätigt, allerdings zeigen die Kernza®-Pflanzen eine höhere Evapotranspiration (de Oliveira et al. 2018; De Oliveira et al. 2020; Sutherlin et al. 2019).
Ein weiterer wichtiger Aspekt nachhaltiger Landwirtschaft, der auch vom Land Institut erforscht und gefördert wird, ist die Abwendung vom konventionellen Monokulturanbau hin zur Pflanzung komplementärer Pflanzengruppen, die sich -anstatt zu konkurrieren- gegenseitig positiv bedingen. Der limitierende Stickstoffbedarf des Getreides kann durch die Präsenz von Leguminosen besser gedeckt werden. Diese können den in der Luft vorhandenen Stickstoff über symbiotische Bakterien dem Boden zuführen und so den Pflanzen verfügbar machen. So gibt es bereits Versuche mit Alfalfa (The Land Institute 2023) und roten Nelken (Favre et al. 2019). Auch in Mollesnjeta – Institut für Andine Agroforstwirtschaft werden die Effekte von Mischkulturen auf die Produktivität der Fläche untersucht: Hier wird Kernza® nebst monokultureller Kontrollflächen in direkter Nachbarschaft zu Tagasaste Chaemocytius proliferus (sp. palmeris) und Chacatea Dodonaea viscosaangebaut. Tagaste ist ein Stickstoff-fixierender Strauchbaum, der sich, ursprünglich von den Kanaren stammend, seit Jahren in der andinen Agroforstwirtschaft bewährt (Quenallata Perez 2017; Stadler Kaulich 2021). Chacatea ist ein in der semiariden Andenregion heimischer Strauch, der Vorteile in der Verknüpfung des Getreides mit den hiesigen Mykorrhiza-Netzwerken bieten könnte. Die erste Saat wurde dieses Jahr ausgebracht, und wir verfolgen den Verlauf der Experimente mit Spannung. Die Ergebnisse werden voraussichtlich im Rahmen zweier Abschlussarbeiten veröffentlicht.
Die verspätete Regenzeit in den bolivianischen Anden dieses Jahr zeigt einmal mehr auf, dass Ernährungssysteme nicht nur biophysikalischen Faktoren unterliegen, sondern auch eng verknüpft sind mit sozialen, kulturellen und wirtschaftlichen Aspekten. Es braucht daher überall auf dem Globus mehr Brücken zwischen wissenschaftlichen Erkenntnissen und der Bevölkerung, insbesondere im ländlichen Raum. Deshalb sind in Mollesnjeta weitere Forschungsprojekte um Kernza® geplant, beispielsweise um das Saatgut in Kooperation mit KleinbäuerInnen an die Andenregion anzupassen.
Bibliography
Buscher, Bram, and Robert Fletcher. 2020. The Conservation Revolution: Radical Ideas for Saving Nature beyond the Anthropocene. Verso Books.
Culman, Steve W, Sieglinde S Snapp, Mary Ollenburger, Bruno Basso, and Lee R DeHaan. 2013. ‘Soil and Water Quality Rapidly Responds to the Perennial Grain Kernza Wheatgrass’. Agronomy Journal 105 (3): 735–44.
Daba, Mekonnen H, and Sintayehu W Dejene. 2018. ‘The Role of Biodiversity and Ecosystem Services in Carbon Sequestration and Its Implication for Climate Change Mitigation’. Environmental Sciences and Natural Resources 11 (2): 1–10.
De Oliveira, Gabriel, Nathaniel A Brunsell, Timothy E Crews, Lee R DeHaan, and Giulia Vico. 2020. ‘Carbon and Water Relations in Perennial Kernza (Thinopyrum Intermedium): An Overview’. Plant Science 295: 110279.
DeHaan, LR, and BP Ismail. 2017. ‘Perennial Cereals Provide Ecosystem Benefits’. Cereal Foods World 62 (6): 278–81.
Favre, Jeremie R, Tatiana Munoz Castiblanco, David K Combs, Michel A Wattiaux, and Valentin D Picasso. 2019. ‘Forage Nutritive Value and Predicted Fiber Digestibility of Kernza Intermediate Wheatgrass in Monoculture and in Mixture with Red Clover during the First Production Year’. Animal Feed Science and Technology 258: 114298.
Liu, Weiguo, Yan Yan, Dexiang Wang, and Wu Ma. 2018. ‘Integrate Carbon Dynamics Models for Assessing the Impact of Land Use Intervention on Carbon Sequestration Ecosystem Service’. Ecological Indicators 91: 268–77.
Oliveira, Gabriel de, Nathaniel A. Brunsell, Caitlyn E. Sutherlin, Timothy E. Crews, and Lee R. DeHaan. 2018. ‘Energy, Water and Carbon Exchange over a Perennial Kernza Wheatgrass Crop’. Agricultural and Forest Meteorology 249 (February): 120–37. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2017.11.022.
Quenallata Perez, Arnold Ismael. 2017. ‘Evaluacion de la calidad del suelo a la aplicacion de madera rameal fragmentada de arboles leguminosos y no leguminosos, comumnidad Combuyo del municipio de vinto – Cochabamba’. Thesis. http://repositorio.umsa.bo/xmlui/handle/123456789/12916.
Stadler Kaulich. 2021. Dynamischer Agroforst. oekom verlag.
Sutherlin, Caitlyn E., Nathaniel A. Brunsell, Gabriel de Oliveira, Timothy E. Crews, Lee R. DeHaan, and Giulia Vico. 2019. ‘Contrasting Physiological and Environmental Controls of Evapotranspiration over Kernza Perennial Crop, Annual Crops, and C4 and Mixed C3/C4 Grasslands’. Sustainability 11 (6): 1640. https://doi.org/10.3390/su11061640.
The Land Institute. 2023. ‘Landinstitute.Org’. Transforming Agriculture Perrenial. 2023. https://landinstitute.org/our-work/perennial-crops/kernza/.
Schreibe einen Kommentar