Wie sparen biologisch gezogene Pflanzen Wasser?

Dem Welthunger begegnen

Wenn Wasserknappheit herrscht, wissen Wildtiere genau, wie sich zu verhalten haben und wo Wasserreserven zu finden sind. Sie wandern oft wochenlang, zielstrebig, nach einem bisher unerforschten System, um an Wasser zu gelangen. Manche Tiere speichern auch in ihrem Körper Flüssigkeit, die ihnen bei Trockenheit zur Verfügung steht. Von Pflanzen lagen bisher nur ungenügende Forschungsergebnisse darüber vor, wie sie längere Trockenperioden überstehen. Das erforschte der Biologe Rainer Hedrich, an der Uni Würzburg. In einer Ausgabe der Fachzeitschrift Proceedings stellt er seine Ergebnisse vor. Diese könnten, auf den momentan in vielen Ländern herrschenden Hunger, einen positiven Einfluss haben. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können die Sorten der angebauten Getreide, Gemüse und Früchte effektiver gewählt und eingesetzt werden.

Moderne Kulturpflanzen sind auf die Fürsorge der Menschen angewiesen

Viele Pflanzenforscher, Landwirtschafts- und Gartenexperten hinterfragen den Einfluss der Klimaerwärmung auf das Wachstum der Pflanzen. Sie wollen wissen, welche Gewächse die voraussichtliche Erderwärmung an ihrem jetzigen Standort schadlos überstehen und welche sich andernorts ansiedeln werden. Des Weiteren ist für sie interessant, ob und wie Pflanzen sich den neuen Bedingungen anpassen. Rainer Hedrich, interessiert sich für die Folgen lang anhaltender Trockenperioden und steigender Temperaturen für die Pflanzenwelt. Er hat den Wasserhaushalt von Pflanzen erforscht. "Durch die Jahrhunderte lange Züchtung unserer heutigen Kulturpflanzen haben diese an Vitalität eingebüßt. Unsere Ackerpflanzen haben, überspitzt formuliert, das optimale Wassersparen verlernt", sagt Hedrich. Einem globalen Klimawandel mit ausgedehnten, heißen Trockenperioden hätten sie deshalb nichts entgegenzusetzen. Er erklärt, welche Pflanzen eine höhere Lebenserwartung haben werden.

Im Bio-Anbau werden die positiven Eigenschaften der Pflanzen unterstützt

Biobauern sind mit ihren Anforderungen an Pflanzgut, der Beobachtung ihres Pflanzgutes und der intensiven, individuellen Betreuung, weit voraus. Sie legen bei der Anzucht und Auswahl von Pflanzen Wert auf ein ausreichend gutes Wurzelwerk und starke Blätter, die erwarten lassen, dass die Gewächse den Umgang mit Wasserressourcen noch nicht verlernt haben. Biolandwirte denken mit ihren Pflanzen. Statt sie zu beregnen, sorgen sie in der Pflanzung für eine Beschattung, eine Bodendecke mit Gründüngung oder einer Bodendecke aus Mulchmaterial, wie Heu und Stroh. Diese hält die Wasserverdunstung in Grenzen. Dort, wo eine Bewässerung erfolgt, wird sie rationell, im Terrassenanbau, aber auch punktuell, mit Tröpfchenanlagen, gegeben. Den Pflanzen wird quasi ein sorgsames Verhalten mit Wasser antrainiert. Aus diesen Gründen liegt klar auf der Hand, dass sorgsam ausgewählte Pflanzen, die auf ein Überleben in einer unwirtlichen Welt vorbereitet wurden, eine größere Chance haben zu überleben und gute Früchte zu bringen.

Des Weiteren geben sie ihre Erfahrungen an die nachfolgenden Pflanzengenerationen weiter, sodass der Landwirt oder Gärtner, bei weiterer sorgfältiger Betreuung, die wassersparenden Eigenschaften der Pflanzen erhält. Wer befürchtet, dass diese robusten Pflanzen vielleicht nicht so gut schmecken, hat weit gefehlt. Im Gegenteil. Da sie im ständigen Austausch mit den Elementen sind, einen guten Stoffwechsel haben, sind sie äußerlich robust, schmecken aber aromatischer, haben meist mehr Wirk- und Nährstoffe und sind, auf der Zunge, trotzdem zart. Saat und Pflanzgut aus dem Biohandel ist zwar etwas teurer, aber dieser Aufpreis wird schnell durch die bessere Anpassung an die Umwelt wieder wettgemacht. Wer solch ein Saatgut kaufen will, tut gut daran, sich vorab gut zu informieren und lange im Voraus zu planen, denn nicht überall ist das Gewünschte erhältlich. Foto: Monika Hermeling

Auch Pflanzen können während ihrer "Arbeit" verdursten

Pflanzen sind, menschlich gesehen, "uneigennützig". Eine ihrer Leistungen besteht darin, fortwährend und kostenlos, die für die Menschen und Tiere überlebenswichtige Fotosynthese zu übernehmen. Pflanzen entnehmen dabei dem Boden Wasser und holen sich CO₂ aus der Luft. Im Verlauf produzieren sie aus diesen Elementen Kohlenhydrate und Sauerstoff. Bei diesem Verfahren wird Wasser, in Form von Wasserdampf, an die Umwelt abgegeben. "Diese Art von Luftbefeuchtung stellt für die Pflanze so lange kein Problem dar, solange der Wasserkreislauf intakt ist und immer genügend Wasser zur Verfügung steht", erläutert Hedrich. Bleibt der Regen jedoch aus, könne die Pflanze kein Wasser mehr über ihre Wurzeln aufnehmen und verliere gleichzeitig vermehrt Wasser an die immer trockener werdende Atmosphäre. Sie trocknen, gleich Menschen in der Wüste, in ihrem Bestreben zu überleben, aus. Experten erkennen, dass Pflanzen, die ihren natürlichen Überlebenstrieb noch haben, über eine ausreichende, schützende Wachsschicht verfügen, die, mit ihren Poren schnell auf veränderte Klimabetankungen reagiert, einen Vorteil zu überleben haben.

Sinneszellen regulieren den Wassergehalt von Pflanzen

"Von Natur aus ist die Pflanze diesen Kräften nicht schutzlos ausgeliefert. So gut wie alle Pflanzen sind mit einer mehr oder weniger dicken wächsernen Außenhaut, der Epidermis, ausgestattet", erklärt Hedrich. Diese hat mikroskopisch kleine, regulierbare Poren. Durch diese kann die Pflanze CO₂ aufnehmen und Wasserdampf abgeben. Diese Eigenschaften machen die Pflanzen zu wertvollen, unersetzbaren Partnern im Ökosystem.

Wie funktioniert die Steuerung des Wasserhaushaltes der Gewächse?

Die Poren auf der Außenhülle der Bodenerzeugnisse haben zwei Schließzellen. Dehnt sich die Außenhaut bei Wärme aus, öffnen sich die Poren und die mit ihr verbundene Schließzelle. Wenn es wieder kälter wird; schrumpfen sie und die Poren und die Schließzellen versiegeln sich wieder", erklärt Hedrich. Er berichtet weiter: "Gesteuert wird dieser Prozess, indem die Pflanze bestimmte Salze - das positiv geladene Kalium und das negativ geladene Chloridion - durch besondere Kanäle in die Schließzelle hinein und wieder heraus schleusen.

Pflanzen erkennen einen eigenen Wassermangel und reduzieren die Produktion

"Beim Wassersparen kommt den Anionenkanälen der Schließzellen eine entscheidende Rolle zu", so Hedrich. Die Pflanze nimmt die Austrocknung des Bodens wahr und sendet ein Hormon an die Schließzellen. Dort angekommen aktiviert dieses Hormon eine Signalkette, in deren Folge sich die Anionenkanäle öffnen und einen Schließprozess in Gang. Die Sinneszellen, die in der Lage sind, Wasserstress zu erkennen, verfügen auch über die Fähigkeit, die CO₂-Konzentration im Blatt sowie die Intensität und Zusammensetzung des Sonnenlichts zu messen. "Damit ist die Pflanze in der Lage, die Poren geschlossen zu halten und nur dann für die Aufnahme von CO₂ zu öffnen, wenn ausreichend Wasser und Licht zur Verfügung steht", so Hedrich.

Die Landwirtschaft und Gärtnerei, profitiert von den Erkenntnissen

Mit dem exakten Wissen um die Stoffwechselvorgänge in Pflanzen hofft Hedrich, moderne Kulturpflanzen für die Anforderungen des Klimawandels fit machen zu können. Dabei gilt sein Interesse auch Pflanzen, die - wie die berühmte "Rose von Jericho" – bei Wassermangel überleben. "Diese Extremophilen können sogar vollständiges Austrocknen überstehen", sagt er. Das genaue Verständnis dieser Fähigkeit könnte dazu beitragen, Nutzpflanzen, im Hinblick auf die Erderwärmung, gezielt zu optimieren.

Zusätzliche positive Eigenschaften von biologisch gezogenen Planzen

Ein Biogärtner ist aktiv um den Aufbau eines gesunden Bodens, um die Bodenpflege und aller darin enthaltenen Lebewesen und Mikroorganismen bemüht. Vor dem Ersten Weltkrieg wussten Landwirte noch, dass eine intensive Bodenpflege, mit Beachtung von Pflanzengemeinschaften und Fruchtfolge eine Angelegenheit von Generationen ist. Annie Francé-Harrar wies schon 1950 in ihrem Buch: "Die letzte Chance für eine Zukunft ohne Not", auf den allgemeinen Humusverlust und dessen Folgen, Bodenverarmung, Auswanderung, hin. Der Mikrobiologe Dr. Stefen Martin betont in dem Zusammenhang die Wichtigkeit einer Ernährung der Mikrokulturen.

Kranken wird vom Arzt, meist eine Ernährungsumstellung mit viel Obst und Gemüse empfohlen. Dadurch erhofft sich der Heiler eine Unterstützung der Selbstheilungskräfte und eine Stärkung des Immunsystems. Auch Babys, Kleinkinder und Heranwachsende profitieren von biologisch gezogenem Gemüse und Obst, das seine natürlichen, positiven Eigenschaften noch besitzt. In Studien der Deutschen Ernährungs-Gesellschaft (DGE) wurde aufgezeigt, dass Männer mit einem hohen Verzehr von biologisch angebautem Obst und Gemüse, eine um 30 Prozent höhere durchschnittliche Spermidinkonzentration, mit einer hohen Beweglichkeit aufwiesen. Diese ist für die reibungslose Produktion eines gesunden Nachwuchses unerlässlich. Diese Aussage wird auch vom Biolandverband unterstützt. Sie wird zusätzlich, durch die österreichische Vergleichsstudie zur Qualität biologischer Lebensmittel und konventioneller Herkunft, von Alberta Velimirov vom Ludwig-Boltzmann-Institut und der Risikoforscher Werner Müller, belegt.