In Zukunft Allelopathie statt Herbizide?

Manche Pflanzen können die Entwicklung ihrer Nachbarn beeinflussen. Dahinter vermutet man chemische Interaktionen im Erdreich. Ein Projekt aus Österreich und der Schweiz will damit Alternativen zur Herbizidanwendung fördern.

Wer im Herbst Walnüsse sammeln geht, ist gut beraten, wasserfeste Handschuhe zu tragen. Denn die grünen Schalen enthalten ebenso wie die Blätter und andere Pflanzenteile den Stoff Hydrojuglon. An der Luft entsteht daraus Juglon – eine Substanz, die unsere Haut schwarz färbt. Sie kann aber auch Pilze und Pflanzen abtöten. „Deshalb wachsen unter Walnussbäumen kaum andere Pflanzen“, erklärt Judith Wirth. Sie leitet die Forschungsgruppe „Herbologie im Ackerbau“ am landwirtschaftlichen Forschungszentrum Agroscope in der Schweiz. Dort sucht man nach Alternativen zu herkömmlichen Unkrautbekämpfungsmitteln (Herbiziden) und wird zunehmend auf die wachstumshemmende Wirkung bestimmter Pflanzen aufmerksam. In der Fachsprache heißt das Phänomen Allelopathie.

Die Hypothese ist, dass bei bestimmten Pflanzen, die zur Gründüngung eingesetzt werden, die Wirkung über Wurzelausscheidungen erzielt wird. Um das zu untersuchen, schloss sich Wirth im Projekt „Interaktion von Nutzpflanzen und Beikraut im Boden“ mit Experten von der Universität für Bodenkultur (BOKU) in Wien zusammen. Als Spezialist für die Wurzel-Boden-Interaktion ist der Bodenökologe Markus Puschenreiter vom Institut für Bodenforschung beteiligt. Den chemischen Part leistet das Team von Stephan Hann, dem Leiter des Instituts für Analytische Chemie. Das  2020 gestartete Projekt läuft noch bis Ende des Jahres.

Für den Versuch werden echter Buchweizen (Fagopyrum esculentum) und als zweite Nutzpflanze Rau-Hafer (Avena strigosa) angebaut. Als Test-Beikraut dient Amarant (Amaranthus retroflexus). Die Pflanzen wachsen in feinem Glassand und werden über eine Nährlösung versorgt. In der Flüssigkeit werden die Wurzelexsudate gesammelt, sodass man sie für die Analyse gewinnen kann.  Sind die methodischen und analytischen Hürden erst einmal überwunden, will das Team den Ansatz auf Experimente im Boden ausweiten. Im Idealfall gelingt es, einzelne „allelopathische Metaboliten“ zu identifizieren. Mit diesem Wissen könne man eigene Sorten züchten, die ebendiese Stoffe vermehrt ausscheiden. Doch auch grundlegende Erkenntnisse über die Bedingungen von hemmenden Pflanzeninteraktionen sind wohl für die Landwirtschaft ein Gewinn, um nachhaltigere Methoden etablieren zu können.