Die Ökologie der Bananenpflanze, des Bodens und der Wurzeln: ein Wegweiser zu nachhaltiger Schädlings- und Krankheitsbekämpfung
Das Bevölkerungswachstum und der globale Klimawandel üben einen enormen Druck auf unsere landwirtschaftliche Nahrungskette aus. Umso wichtiger ist es, wertvolle Nutzpflanzen vor Schädlingen und Krankheiten zu schützen. Bananenkulturen sind besonders anfällig, und zu ihrem Schutz ist derzeit ein Einsatz chemischer Pestizide und Fungizide nötig. Das EU-finanzierte Projekt MUSA hat sich zum Ziel gesetzt, nachhaltigere Ansätze für Bananenpflanzen zu entwickeln. Dabei sollen Mikroorganismen und Insekten als Pflanzenpfleger fungieren. MUSA-Koordinator Aurelio Ciancio vom Institut für Nachhaltigen Pflanzenschutz, am Nationalen Forschungsrat Italiens erklärt: „Jeder Organismus, der für Pflanzen schädlich ist, hat eine Reihe natürlicher Feinde, die wir gegen ihn einsetzen können. Zu diesen Pflanzenschutzmitteln zählen Mikroorganismen wie Pilze, Bakterien oder sogar Viren sowie nützliche Insekten oder Milben, die einem oder mehreren Schädlingen entgegenwirken. Einige von ihnen, in der Regel Pilze und Bakterien, leben im Inneren der Wurzeln oder Blätter einer Pflanze. Sie werden als ‚Endophyten‘ bezeichnet.“ Diejenigen zu ermitteln und zu nutzen, die für Bananenpflanzen gesundheitsfördernd sind, war das Ziel von MUSA.
Das unglaubliche Pflanzenmikrobiom
Forschende des Projektes MUSA widmeten sich einer umfassenden Untersuchung der Boden- und Wurzelökologie von Bananenpflanzen. Sie waren auf der Suche nach den natürlichen Widersachern der wichtigsten Bedrohungen für Bananenpflanzen in Afrika südlich der Sahara, auf den Kanarischen Inseln und in der Karibik. Dazu gehören Nematoden, der Bananenrüsselkäfer und der Pilz, der für die tödliche Fusarium-Welkkrankheit verantwortlich ist. Das Team trug Tausende vielversprechender bakterieller und mykotischer Pflanzenschutzmittel sowie Endophyten zusammen, die aus Sammlungen in den Partnerländern stammten. Dabei entdeckte und sequenzierte es neue Isolate. Kontrollierte Tests zeigten zahlreiche Möglichkeiten zur biologischen Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten auf. Beispielsweise erwiesen sich einige Pilze der Gattung Trichoderma als hocheffektiv bei der Bekämpfung von parasitären Nematoden oder Insekten und eröffneten neue Möglichkeiten für die Schädlingsbekämpfung von Rüsselkäfern. Isolate des Pilzes Pochonia und des Bakteriums Pseudomonas verhinderten erfolgreich die Ausbreitung von Nematoden, Rüsselkäfern und Fusarien. Unerwarteterweise entdeckten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass der endophytische Pilz Pochonia in Bananenwurzeln auch eine Aktivierung von Abwehrgenen in Blättern induzierte. Keine Studie im Bereich der Landwirtschaft wäre vollständig ohne einen Blick auf die Auswirkungen unseres sich verändernden Klimas. MUSA veröffentlichte Ergebnisse, welche die verheerenden Auswirkungen des Klimawandels auf Pilzinfektionen verdeutlichen, die zerstörerische Blattkrankheiten wie Black Sigatoka verursachen.
Die Natur innerhalb ihrer eigenen Bahnen so lenken, dass auch uns geholfen ist
Feldversuche in Kuba gaben einen Vorstellung davon, wie Natur gegen Natur ausgespielt werden kann – zum Vorteil für die Nahrungsmittelversorgung der Welt und für die globale Wirtschaft. Üblicherweise werden Bananen vermehrt, indem kleine „Tochterpflanzen“ von „Mutterpflanzen“ aus dem Feld entnommen werden. Dabei besteht allerdings das Risiko, dass sich darunter auch kranke Pflanzen befinden. In den kubanischen In-vitro-Laboren von MUSA wurden nützliche Trichoderma-Endophyten in die Pflanzen eingebracht, während diese für die Landwirtschaft produziert wurden. Die Verluste durch pathogene Pilze verringerten sich, wovon mehr als 100 Landwirtinnen und Landwirte profitierten. Ihre Einnahmen stiegen um etwa 4 500 Euro und näherten sich damit dem durchschnittlichen Pro-Kopf-Nettoeinkommen 2016 in Kuba an. Das kubanische Landwirtschaftsministerium empfahl eine nationale Politik zur Einbringung von biologischen/endophytischen Wirkstoffen in Bananen-/Kochbananenpflanzen während ihrer Produktion. MUSA hat die Möglichkeiten für ein umweltfreundlicheres Erntemanagement deutlich vorangetrieben. Ciancio fasst zusammen: „Vor MUSA gab es nur wenige biologische Alternativen zu den Chemikalien, die bei Bananenpflanzen eingesetzt werden. Wir konnten das Wissen über das Mikrobiom der Bananenpflanzen erweitern, was zu einem Arsenal an biologischen Werkzeugen zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten geführt hat. Damit konnte letztendlich bewiesen werden, dass ein nachhaltigerer Ansatz möglich ist.“ Das sind gute Nachrichten für die Landwirtschaft, für unseren Tisch und für den Planeten.
Schlüsselbegriffe
MUSA, Pflanze, Banane, Schädlinge, Schädlingsbekämpfung, Endophyt, Nematode, Rüsselkäfer, endophytisch, Fusarium, Trichoderma, Pochonia, Pseudomonas, Kochbanane