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Mischkultur

Mehr Ertrag durch ein Naturprinzip

Bei einer Mischkultur werden mehrere Pflanzenarten nebeneinander angesät. (Bild: C. Schöb/ETH Zürich)

Die Mischung macht’s: Vielfältige Ökosysteme sind leistungsfähiger – dieses Prinzip der Natur lässt sich offenbar auch auf den Acker übertragen, dokumentiert eine Studie. Mischkulturen aus verschiedenen Nutzpflanzen können demnach unterm Strich mehr Ertrag abwerfen als Monokulturen. Durch die Zucht von optimierten Pflanzensorten sowie den Einsatz von spezialisierten Erntemaschinen könnte sich der Anbau von Mischkulturen in Zukunft lohnen, sagen die Wissenschaftler.

So weit das Auge reicht, wächst nur eine Nutzpflanze: Großflächige Monokulturen prägen die moderne Landwirtschaft. Die Einheitlichkeit ist praktisch, denn sie vereinfacht viele Anbauverfahren – doch die Monotonie hat auch Nachteile: Die Böden werden einseitig ausgezehrt und Schaderreger können sich leicht ausbreiten, da alle Pflanzen gleichermaßen anfällig sind. Dies ist einer der Gründe für den großen Bedarf an Pflanzenschutzmitteln in der konventionellen Landwirtschaft. Vor allem im ökologischen Gemüseanbau und in Privatgärten nutzt man deshalb bereits die Vorteile der Mischkultur: Dabei wechseln sich Reihen von Möhre, Zwiebel, Salat und Co ab – mehrere Nutzpflanzenarten oder Varietäten werden nebeneinander angebaut.

Lohnt sich Vielfalt auf dem Acker?

Dabei kommt ein natürliches Prinzip zum Tragen: Ökosysteme können ihre Funktionen besser erfüllen und mehr Biomasse bilden, wenn die Artenvielfalt groß ist. Der positive Effekt auf die Pflanzenproduktivität ist dabei auch bereits im Fall von Agrar-Ökosystemen bekannt: „Forschung in landwirtschaftlich genutztem Wiesland hat gezeigt, dass vielfältigere Wiesen produktiver sind als solche, die nur aus einer oder wenigen angesäten Arten zusammengesetzt sind“, sagt Christian Schöb von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich. Für den Ackerbau gab es aber bisher kaum vergleichbare Studien. Deshalb haben Schöb und seine Kollegen nun untersucht, inwieweit sich Mischkulturen auch im Anbau von Pflanzen günstig auswirken, bei denen der Samenertrag im Vordergrund steht.

Die Wissenschaftler legten dazu zwei Experimental-Anbauflächen an: eine in der Schweiz und eine weitere in der trockenen und wärmeren spanischen Provinz Extremadura. Für ihre Versuche bauten sie Mischungen aus zwei beziehungsweise vier verschiedenen Nutzpflanzen an. Es handelte sich dabei um Weizen, Hafer, Koriander, Quinoa, Linsen, Lupine, Lein und einen Verwandten des Raps. Ausgesät wurden diese Pflanzen wechselweise in parallelen Streifen mit zwölf Zentimeter Abstand zueinander. Auf den Einsatz von Pflanzenschutzmittel wurde bei den Experimenten verzichtet.

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Der Vergleiche mit den Samenerträgen der gleichen Pflanzenarten in Monokultur ergab: Schon ab Mischungen von zwei Arten stieg er um drei Prozent in Spanien und um 21 Prozent in der Schweiz. Säten die Forschenden vier Arten nebeneinander an, betrug der Mehrertrag sogar 13 beziehungsweise 44 Prozent in Spanien und der Schweiz. Den erzielten Mehrertrag führen die Forscher auf den Biodiversitätseffekt zurück. Es zeichnet sich demnach ab, dass auch bei diesen Ackerkulturen die Vielfalt eine bessere Ausnutzung der verfügbaren Ressourcen ermöglicht und vor allem eine bessere, natürliche Kontrolle von Schaderregern.

Unterm Strich mehr Samenertrag

Wie die Forscher weiter berichten, zeichnete sich auch ein überraschend wirkender Effekt der Mischkultur ab: Die Pflanzen bilden mehr Blätter und längere Stängel aus als in Monokultur. Insgesamt entstand dadurch mehr Biomasse. Dabei gilt allerdings: Die Investition in die vegetativen Pflanzenteile geht tendenziell zulasten der Samenproduktion. Dennoch bleibt es aber durch das insgesamt stärkere Wachstum bei dem Vorteil, betont Schöb: „Trotz allem führte die Mischkultur unterm Strich zu mehr Samenertrag als in der Monokultur“.

Bei dem Effekt, das die Pflanzen mehr Energie in den Aufbau von vegetativer Biomasse investierten, könnte es sich den Forschern zufolge auch um eine Nebenwirkung der Zucht der verwendeten Sorten handeln. Denn deren Ertrag wurde dabei nur bei einem Wachstum unter ihresgleichen optimiert. Im Umkehrschluss scheint es somit möglich, dass das Potenzial für Mehrertrag mit Saatgut, das an Mischkulturen angepasst ist, noch besser ausgeschöpft werden kann, sagen die Wissenschaftler. Zurzeit gibt es jedoch keine Saatgutproduzenten, die Sorten speziell für den Einsatz in Mischkulturen anbieten. Die Forscher planen deshalb nun, entsprechende Pflanzen beziehungsweise Saatgut zu entwickeln. „Wir möchten unsere Experimente mit diesem selbst erzeugtem Saatgut wiederholen, um zu sehen, ob die Selektion in einer Mischkultur im wahrsten Sinn des Wortes Früchte trägt“, so Schöb.

Damit die Mischkultur sich im Anbau durchsetzen kann, ist aber auch ein weiterer Aspekt wichtig, heben die Forsche abschließend hervor: Es sind Maschinen notwendig, die gleichzeitig verschiedene Nutzpflanzen ernten und das Erntegut trennen können. „Solche Maschinen gibt es bereits, aber sie sind noch die Ausnahme und teuer, wohl weil sie bislang wenig nachgefragt wurden“, sagt Schöb. Durch die Kombination von optimiertem Saatgut mit geeigneten Maschinen könnte sich der Anbau von Mischkulturen aber letztlich für viele Landwirte lohnen, meint der Agrarforscher.

Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Fachartikel: Nature Plants, doi: 10.1038/s41477-021-00948-4

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