Mit Mischkulturen zu höheren Erträgen

Nutzpflanzen werden heutzutage hauptsächlich in Monokulturen angebaut. Doch Schädlinge und Pflanzenkrankheiten können sich darin leichter ausbreiten. Dagegen könnten Mischkulturen helfen, also der zeitgleiche Anbau unterschiedlicher Kulturarten auf einem Feld. Durch die „fremden“ Nachbarn steigt zudem der Konkurrenzdruck unter den Arten und führt zu einer besseren Nutzung der vorhandenen Ressourcen – die Biomasseproduktion erhöht sich. Genutzt wird hier die Erkenntnis aus der Ökologie, dass Ökosystemfunktionen (zum Beispiel Bodenfruchtbarkeit, Biomasseproduktion) sich verbessern, wenn die Biodiversität zunimmt.

Allerdings wurde bisher kaum untersucht, wie sich eine Mischkultur auf Nutzpflanzensorten in der modernen Landwirtschaft auswirkt. In einer neuen Studie haben Forscher:innen das jetzt nachgeholt.

Höhere Erträge bei Mischkultur

Für ihre Versuche säten die Forscher:innen in der Schweiz und in Spanien acht einjährige Nutzpflanzenarten jeweils in Monokulturen und Mischkulturen (zwei und vier Arten pro Feld):

Hafer (Avena sativa)
Weizen (Triticum aestivum)
Linse (Lens culinaris)
Blaue Lupine (Lupinus angustifolius)
Leindotter (Camelina sativa)
Flachs (Linum usitatissimum)
Koriander (Coriandrum sativum)
Quinoa (Chenopodium quinoa)

Das spanische Klima könnte in Zeiten des Klimawandels in einigen Jahrzehnten auch in unseren Breiten angekommen sein.

Deutlich höherer Ertrag

Bei der Ernte wurden die Samenmasse und die oberirdische Biomasse erfasst. Die Auswertung ergab, dass die Erträge bereits bei einem gemischten Anbau von nur zwei Arten im Vergleich zur Monokultur deutlich stiegen: in Spanien um durchschnittlich 3,4 Prozent, in der Schweiz um 21,4 Prozent. Bei vier Arten erhöhten sich die Samenerträge um 12,7 Prozent in Spanien und um 44,3 Prozent in der Schweiz.

Noch höher waren allerdings die Biomassezuwächse: Sie stiegen beim Mischanbau von vier Arten um 25,8 Prozent in Spanien und um 46 Prozent in der Schweiz. Die Forscher:innen erklären das mit der Konkurrenzsituation: Um mit den „fremden“ Nachbarpflanzen mithalten zu können, investieren Pflanzen mehr in Stängel und Blätter und weniger in ihre Samen – wer schneller wächst, bekommt mehr Sonne ab.

Niedriger Harvest-Index

Dementsprechend sank auch der sogenannte „Harvest-Index“. Er ist ein Maß dafür, wieviel ihrer Ressourcen eine Pflanze zur Produktion der verwertbaren Teile (z. B. Samen, Früchte) verwendet und wieviel für die nicht nutzbaren Teile wie Blattmasse und Stängel. Vergleicht man den Harvest-Index der Erträge von Monokulturen mit denen einer Mischkultur, schneidet die Monokultur besser ab, da hier die Biomasseproduktion im Verhältnis zur Samenproduktion deutlich geringer ist.

Die Erträge könnten in der Mischkultur demnach noch höher sein, wenn die Pflanzen weniger Ressourcen in die Biomasseproduktion stecken würden. Die Forscher:innen vermuten, dass die getesteten Nutzpflanzen seit Jahrzehnten auf den Anbau in einer Monokultur selektiert wurden. Daher sollte nach Ansicht der Forscher:innen das Augenmerk zukünftig stärker auf die Entwicklung von auf Mischkultur spezialisierten Sorten gelegt werden. Dazu müssten jetzt die entscheidenden Merkmale identifiziert werden, die eine gegenseitige Ergänzung statt Konkurrenzdruck unter den Pflanzen fördern.

HIER finden Sie die Studie: Chen, J. et al. (2021): Diversity increases yield but reduces harvest index in crop mixtures. In: Nature Plants, (24. Juni 2021), doi: 10.1038/s41477-021-00948-4