Wissenschaftler entdecken, wie bodengemeinschaften Reisanbau verbessern können.

Wurzelmikroben können Reiserträge in unbefertilisierten Feldern sichern Trotz der Tatsache, dass Reis für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung zur Grundnahrungsmittel gehört, ist seine Anbauweise sehr ressourcenintensiv. Dieser Prozess erfordert große Mengen an Wasser und chemischen Düngemitteln. Angesichts der wachsenden Umweltbedenken bezüglich globaler Ernährungssicherheit und Klimawandel gibt es ein gesteigertes Interesse daran, nachhaltigere Methoden zur Anbaupraxis zu finden. In einer Studie, die in der Zeitschrift "Plant and Cell Physiology" veröffentlicht wurde, untersuchten Forscher des Nara-Instituts für Wissenschaft und Technologie (NAIST) in Japan, wie natürliche Wurzelmikroben den Reisanbau unterstützen können, insbesondere unter Bedingungen, bei denen keine synthetischen Düngemittel verwendet werden. Das Team studierte Reis (Oryza sativa ssp. japonica), der seit über 70 Jahren in einem Versuchsfeld ohne Zusatz von Dünger oder Pestiziden gesund angebaut wird. Sie verglichen das Wurzelmikrobiom aus diesem Feld mit dem aus einem benachbarten konventionell gedüngten Feld. Durch die Analyse von 16S rRNA-Gensequenzen prüften die Forscher das mikrobielle DNA in den Wurzeln von drei japanischen Reissorten (Nipponbare, Hinohikari und Kinmaze). Proben wurden alle zwei bis drei Wochen während der Wachstumsperiode über einen Zeitraum von einem bis vier Jahren entnommen. Ihre Analysen zeigten, dass die mikrobielle Vielfalt in den Reiswurzeln mit der Reife der Pflanzen zunahm. In hochertragreichen, unbefertilisierten Feldböden waren die Reiswurzeln angereichert mit Stickstoffbindenden Bakterien, die in der Lage sind, atmosphärisches Stickstoffgas in eine für Pflanzen nutzbare Form umzuwandeln. Diese Bakterien kompensieren effektiv das Fehlen von Düngemitteln. Zusätzlich stellten die Forscher fest, dass anaerobe Bakterien während der frühen Vegetationsphase dominanter waren, während aerobe und mikroaerophile Bakterien während der Reproduktions- und Reifephase häufiger auftraten. Dies spiegelt wahrscheinlich die übliche Reisbau-Praxis wider, bei der das Wasser während der Entwicklungstransition abgelassen wird. Diese Ergebnisse geben wertvolle Einblicke in die Entstehung und Funktion von nützlichen Mikroben in den Wurzeln von in nährstoffarmen Böden angebautem Reis. Solche Mikroben könnten isoliert und in personalisierten Mikrobenmischungen eingesetzt werden, um den nachhaltigen Reisanbau zu unterstützen. Professor Yusuke Saijo von NAIST kommentiert die Zukunftsmöglichkeiten: "Die Isolierung dieser nützlichen Bakterien und ihre Verwendung in personalisierten Mikrobenmischungen könnte den Weg für eine nachhaltige Reisanbauweise ebnen." Das Forschungsteam wurde von Saijo geleitet und umfasste Asahi Adachi, John Jewish Dominguez, Masako Fuji, Yuniar Devi Utami, Sumire Kirita, Shunsuke Imai, Naoaki Ono und Shigehiko Kanaya vom NAIST, Takehiro Kamiya und Toru Fujiwara von der Universität Tokio, Takumi Murakami und Yuichi Hongoh vom Technologischen Institut Tokio, Rina Shinjo von der Universität Nagoya sowie Kiwamu Minamisawa von der Universität Tōhoku, Japan. Branchenexperten sehen in diesen Ergebnissen eine wichtige Basis für die Entwicklung neuer, umweltfreundlicherer Reisanbauverfahren. Das NAIST ist bekannt für seine fortschrittlichen Forschungen im Bereich der Pflanzenwissenschaften und Mikrobiologie, und diese Studie zeigt einmal mehr seine Kompetenz in der Lösung globaler Agrarprobleme. Die Möglichkeit, spezifische Mikroben zu isolieren und in der Landwirtschaft einzusetzen, könnte die Abhängigkeit von chemischen Düngemitteln erheblich reduzieren und gleichzeitig die Erträge erhöhen.