Landwirte bauen auf ihren Äckern verschiedene Nutzpflanzen wie Getreide an. Zwischen zwei Hauptkulturen säen sie zudem häufig sogenannte Zwischenfrüchte aus – einzelne Arten oder eine Mischung mehrerer Pflanzen. Diese sind nicht für die menschliche Ernährung gedacht, sondern werden entweder als Tierfutter geerntet oder verbleiben auf dem Feld, um den Boden vor der nächsten Aussaat mit Nährstoffen anzureichern. Auf diese Weise stabilisieren die Zwischenfrüchte den Wasser-, Nährstoff- und Kohlenstoffhaushalt des Bodens, fördern die Humusbildung und schützen den Boden vor Erosion.
„Zwischenfrüchte sind in der Landwirtschaft tatsächlich so eine Art Wunderwaffe“, sagt Seniorautorin Marie Muehe vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ in Leipzig. Für Bauern sind Zwischenfrüchte eine Investition in den Acker und künftige Ernten. Zugleich schützen sie aber auch das Klima, indem sie die Bodentemperatur regulieren und Kohlendioxid speichern, und erhöhen obendrein die Biodiversität. Außerdem können mithilfe der Zwischenpflanzen auch Schadstoffe und Schwermetalle aus Böden entfernt oder in den Wurzeln fixiert werden. Bislang wird diese natürliche Remediationsmethode jedoch vor allem verwendet, um kontaminierte Industrieflächen zu sanieren. Landwirte greifen bisher hingegen kaum gezielt auf Zwischenfrüchte zurück, um Schadstoffe von ihren Äckern zu entfernen – auch weil geeignete Konzepte und Strategien fehlen.
Pflanzen als Schadstoff-Sammler
Ein Team um Muehe und Erstautorin Pooja Sharma vom UFZ hat daher nun untersucht, welche Pflanzen sich in der Landwirtschaft besonders eignen, um Bodenschadstoffe abzubauen oder zu fixieren. Dafür werteten die Biologen mehr als 100 Studien zu dem Thema aus. Dabei ordneten sie die Schadstoffe in sechs Kategorien ein – Nitrat, Salze, Metalle, Pestizide, Plastik und Antibiotikaresistenzgene – und ermittelten für jede Kategorie ein geeignetes Konzept zur Phytosanierung.
Die Auswertung ergab, dass Roggen und Sonnenblumen über ihre Wurzeln besonders gut überschüssiges Nitrat aus dem Ackerboden aufnehmen können. Diese Pflanzen eignen sich demnach als Zwischenfrüchte, um zu verhindern, dass das Grundwasser unter Äckern mit Nitrat belastet wird, wie es in vielen Regionen Deutschlands durch übermäßige Düngung oder Gülleeintrag der Fall ist. Die natürlichen Gegenspieler dieser Kontamination müssen vor der nächsten Aussaat nur gemäht werden und können dann als Gründüngung auf dem Feld verbleiben. So dienen sie als Zwischenspeicher und erhalten das wertvolle stickstoffhaltige Nitrat für die nachfolgenden Nutzpflanzen.
