Die Reisproduktion unterstützende Mikroorganismen
Reis ist für mehr als 3 Milliarden Menschen Grundnahrungsmittel. Allerdings hängt die Reisproduktion immer von der verfügbaren Menge an Stickstoff im Boden ab. Die Stickstoffversorgung kann durch Industriedünger verbessert werden, der jedoch teuer und ökologisch problematisch ist. Hier könnten Mikroorganismen die Lösung sein, da sie Stickstoff aus der Luft aufnehmen und ihn für Pflanzen über so genannte Stickstofffixierung biologisch verfügbar machen. Stickstofffixierung ist billig und umweltfreundlich, allerdings ist noch zu wenig zur Vielfalt stickstofffixierender Organismen und deren Funktion in der Natur bekannt. Über die EU-finanzierte Initiative DIAZOASSOCRICE (Understanding the micro-environments of diazotrophs and their associated activities in rice) wurde die Diversität und Wirkung stickstoffbindender Mikroorganismen im Boden von Reisfeldern untersucht. Die Forscher der Initiative untersuchten zudem den Beitrag der unterschiedlichen Organismen zur Stickstofffixierung bei Reissystemen. Hierzu wurden mittels biogeochemischer und molekularbiologischer Methoden an zwei Standorten Böden untersucht, auf denen zwei Reisarten angebaut worden waren. An beiden Standorten wurden jeweils die stickstofffixierenden Mikroorganismen identifiziert wie auch Bedingungen, die deren Diversität beeinflussen. DIAZOASSOCRICE entdeckte dabei zwei Hauptfaktoren, die die Gemeinschaft der Mikroorganismen beeinflussen: Hierbei handelt es sich um die Mikroorganismen, die im Boden enthalten sind und um die biologischen Bedingungen an der Schnittstelle zwischen Pflanze und Boden. Die Projektwissenschaftler fanden außerdem in allen Teilen des Bodens – selbst in Mikroumgebungen, in denen geringe Stickstofffixierungsaktivitäten vermutet wurden – stickstoffbindende Mikroorganismen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Vielzahl an Mikroorganismen Stickstoff binden und Reispflanzen zugutekommen könnten. Danach isolierten die Forscher einzelne Arten von Stickstofffixierern, um herauszufinden, ob sie sich zur Unterstützung von Reispflanzen eignen. Diese Stämme könnten neue Kandidaten für die Anwendung in einer nachhaltigen Landwirtschaft sein. Die Erkenntnisse der DIAZOASSOCRICE-Initiative könnten zu einem einfacheren Reisanbau und zur Vermeidung industrieller Düngemittel führen. Dies wird letztlich einen Beitrag zur globalen Ernährungssicherheit leisten.
Schlüsselbegriffe
Mikroorganismen, Reise, Reisproduktion, Boden, Stickstoffbindung, DIAZOASSOCRICE