Eine groß angelegte Feldstudie zeigt, dass die Behandlung von Ackerböden mit Mykorrhizapilzen die Maiserträge um 40 % steigern kann, ohne dass zusätzliche Düngemittel oder Pestizide erforderlich sind, was ein vielversprechendes Zeichen für die Sicherung und Verbesserung der Nahrungsmittelerträge ist. In der Schweizer Studie mischten Forscher vor der Aussaat in 800 Versuchsparzellen auf 54 Maisfarmen arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMF) in den Boden.
Dieser Pilz kommt natürlicherweise in gesunden Böden vor und dringt in Pflanzenwurzeln ein und bildet baumartige Strukturen (Sklerotien). Wenn sie sich verzweigen, vergrößern sie die Oberfläche der Pflanzenwurzeln, was die Nährstoffaufnahme fördert.
„Auf einem Viertel der Parzelle steigerten Mykorrhizapilze die Erträge um 40 Prozent, was eine enorme Verbesserung darstellt“, sagte Studien-Co-Leiter Marcelvander Heijden, Bodenökologe an der Universität Zürich und dem Zentrum für Agrarforschung.
Als Forscher untersuchten, warum ein Drittel der Böden wenig oder sogar weniger produziert, stellten sie fest, dass gesunder Boden die gleiche (oder in manchen Fällen weniger) Produktion produzierte wie gesunder Boden.
„Wir haben herausgefunden, dass die Impfung am besten funktioniert, wenn bereits viele Pilzerreger im Boden vorhanden sind“, sagt Co-Erstautorin Stefanie Lutz von Agroscope.
Pilze gelten als erste Verteidigungslinie des Bodens gegen pflanzenschädigende Krankheitserreger, die die Ernteerträge erheblich reduzieren können. So können auf Feldern mit Krankheitserregern die Erträge ohne Pilze unverändert bleiben, während auf Feldern ohne Krankheitserregerkontamination der positive Einfluss von Pilzen auf die Erträge geringer ist. Als nützliche Organismen helfen Pilze den Pflanzen auch dabei, Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen.
Aufbauend auf den umfangreichen Ergebnissen nutzte das Team dann Bodenmikrobiom-Indikatoren, um die Veränderungen des Pflanzenwachstums in einer bestimmten Parzelle vor der Aussaat mit einer Genauigkeit von 86 % erfolgreich zu bestimmen.
„Wir konnten die Erfolgsquote der Impfung auf neun von zehn Feldern und damit den Ernteertrag bereits weit vor der Feldsaison vorhersagen“, sagt Co-Erstautor Klaus Schläppi von der Universität Basel. „Diese Vorhersehbarkeit ermöglicht es, den Pilz gezielt dort einzusetzen, wo er wirksam sein kann. Dies ist ein Schlüsselfaktor, um diese Technologien zu zuverlässigen landwirtschaftlichen Methoden zu entwickeln.“
Die Entdeckung könnte die Nahrungsmittelproduktion steigern, ohne dass ein starker Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln erforderlich wäre. Ein Bericht der Vereinten Nationen aus dem Jahr 2022 stellte fest, dass 40 % der Böden weltweit mäßig oder stark degradiert sind, und prognostizierte, dass dieser Anteil auf 90 % steigen könnte.
Wie der Pilz effektiv in größerem kommerziellen Maßstab verbreitet werden kann, muss noch geklärt werden, aber „die Ergebnisse dieses Feldversuchs stellen einen großen Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Landwirtschaft dar“, sagt Vanderheiden.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Nature Microbiology veröffentlicht.