Stickstoff ist für alle Organismen überlebenswichtig – auch für Pflanzen. Aus diesem Grund sind Stickstoffverbindungen Bestandteil vieler Düngemittel. Sie sorgen in der Landwirtschaft dafür, dass die Gewächse auf dem Acker schneller, größer und ertragreicher wachsen. Als Dünger landet dabei oft auch stickstoffhaltige Gülle auf den Feldern. Denn sie fällt in der Massentierhaltung in schier unglaublichen Mengen an. Das Problem daran: Seit Jahren gelangt durch Ackerbau und Tierhaltung viel mehr Stickstoff in die Böden als die darauf gedeihenden Pflanzen überhaupt verwerten können. Die Folgen dieser Überdüngung sind gravierend. So können Nitrat, Ammoniak und Co unter anderem die Böden versauern lassen sowie Oberflächengewässer, das Grundwasser und damit auch unser Trinkwasser belasten. Zudem kann aus dem Stickstoff Lachgas entstehen – ein potentes Treibhausgas.
Verlorener Schutz
Als wäre dies nicht genug, hat ein Forscherteam um Maureen Berg von der University of California in Berkeley nun einen weiteren Nebeneffekt der Überdüngung entdeckt: Sie könnte Nutzpflanzen anfälliger für Krankheiten machen. Für ihre Studie untersuchten die Wissenschaftler, wie sich die Mikrobengemeinschaft auf den Blättern von Pflanzen – die sogenannte Phyllosphäre – auf deren Widerstandfähigkeit auswirkt. Sie sammelten zwölf Mikroorganismen-Arten von gesunden, im Freiland wachsenden Tomaten und kreierten daraus eine Mikrobenmischung. Diese sprühten sie anschließend in unterschiedlichen Dosierungen auf sterile Tomatenpflanzen im Gewächshaus. Eine Woche später infizierten sie die Blätter dieser Pflanzen mit Pseudomonas syringae-Bakterien, die Tomaten krankmachen und braune Flecken auf den Früchten verursachen können.
Wie gut würden die nützlichen Blattbewohner die Ansiedlung dieser Krankheitserreger verhindern können? Es zeigte sich: Tatsächlich schienen die Mikroben die Vermehrung der Bakterien in Schach zu halten. Erstaunlicherweise galt dabei jedoch nicht, je mehr Mikroben desto besser. “Den effektivsten Schutz lieferte die am geringsten konzentrierte Mischung”, berichtet Berg. “Das war völlig entgegen unserer Erwartungen.” Als die Forscher dasselbe Experiment mit gut gedüngten Pflanzen wiederholten, erlebten sie dann die zweite Überraschung: Die Düngemittel schienen die zuvor beobachteten positiven Effekte vollständig auszulöschen. Die Pseudomonas syringae-Bakterien gediehen auf den Tomatenblättern prächtig.
Probiotika für Pflanzen
Warum dies so ist, darüber können Berg und ihre Kollegen bisher nur spekulieren. Weitere Experimente sollen den zugrundliegenden Mechanismen in Zukunft genauer auf die Spur kommen. Schon jetzt sei aber klar: “Unsere Ergebnisse sind für die Landwirtschaft von großer Relevanz”, konstatieren die Wissenschaftler. Zum einen tragen sie zu einem besseren Verständnis der potenziellen Folgen der Dünge-Problematik bei. Zum anderen liefern sie wichtige Erkenntnisse für einen Ansatz, über den inzwischen viele Öko-Landwirte diskutieren: Sie wollen ihre Pflanzen mit Probiotika impfen, um sie resistenter gegenüber Krankheiten zu machen. “Wir haben nun gesehen, dass man nicht einfach mehr Mikroben auf die Blätter sprühen kann. Es ist noch viel Forschung nötig, um zu verstehen, wie ein wirkungsvolles Pflanzen-Probiotikum aussehen könnte”, schließt das Team.
