Bakterien für den nachhaltigen Pflanzenbau von Kleinbauern

Bakterien für den nachhaltigen Pflanzenbau von
Kleinbauern
Prof. Dr. Barbara Reinhold-Hurek (Abteilung Mikroorganismen-Pflanzen Interaktionen, FB Biologie
/Chemie)
Die Kavango-Region im südlichen Afrika ist geprägt von kleinbäuerlichen Strukturen und
Subsistenzlandwirtschaft, die ohne künstliche Bewässerung meist regenabhängig ist. Im Zuge der
globalen Erwärmung ist mit höheren Temperaturen und veränderten Niederschlagsmengen zu rechnen.
Mehrere Verbundprojekte, die durch das BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung)
gefördert werden, befassen sich mit Landnutzung und Klimawandel im südlichen Afrika (TFO: The Future
Okavango; SASSCAL: Southern African Science Service Centre for Climate Change and Adaptive Land
Management). In Flussnähe wird neben der Nutzung von Wäldern für Weidewirtschaft auch
Brandrodung betrieben, um traditionelle Getreide wie Mahangu (Perlhirse, Pennisetum glaucum) oder
Mohrenhirse (Sorghum bicolor) in Mischkultur mit Hülsenfrüchten wie Kuhbohne (Vigna unguiculata)
oder Bambara Erdnuss (Vigna subterranea) anzubauen. Die Erträge sind allerdings auf den
nährstoffarmen Kavangosanden ohne Düngung sehr niedrig. Stickstoff als eine der wichtigsten
Nährstoffe kann durch Bakterien bereitgestellt werden: mittels biologischer Stickstoff-Fixierung kann
durch das Enzym Nitrogenase Luftstickstoff N2 durch einige Bakterien zu Ammonium reduziert werden,
einer für den Stoffwechsel verfügbaren Form. Dies ist auch für Bakterien ein energieaufwändiger
Prozess, der zudem nur unter niedrigen Sauerstoffkonzentrationen abläuft. In Symbiosen können
Pflanzen davon direkt profitieren. Eine der bekanntesten und landwirtschaftlich einsetzbaren Symbiosen
ist die Knöllchensymbiose zwischen Rhizobien und Fabaceae, Schmetterlingsblütlern. Dazu gehören auch
Kuhbohne und Bambara Erdnuss, die so neben einer Bodenverbesserung auch zu Ernährung mit
proteinreichen Bohnen beitragen können. Um dieses Potential für Kleinbauern in der Kavango-Regoin
besser nutzen zu können, hat unser Projekt zum Ziel, Rhizobien als Inokulum für diese Hülsenfrüchte zu
entwickeln und zur Verfügung zu stellen, damit die N2-Fixierung effektiv abläuft. Hierzu werden zunächst
Rhizobien aus lokalen Pflanzen isoliert, charakterisiert und auf Hitze- und Austrocknungs-Resistenz
analyiert sowie auf die Ausbildung effektiver Knöllchen im Labor. Feldversuche zusammen mit unseren
Namibischen Partnern (Polytechnic of Namibia, Windhoek) und Bereitstellung der Bakterien in einem
modernen Stammsammlung, die etabliert wird (NTCCM Namibian Type Culture Collection for
Microorganisms, an der UNAM University of Namibia, Windhoek), sollen zu einer nachhaltigen
Anwendung führen. Dadurch hoffen wir, die Erträge von Kleinbauern zu verbessern und zur
Nahrungssicherheit beizutragen.
Links:
Homepage Labor Universität Bremen http://www.nfe.uni-bremen.de/en/microbiology
TFO: http://www.future-okavango.org/
SASSCAL: http://www.sasscal.org/