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Düngerfabrik in den Wurzeln

(lid.ch) – In ihren Wurzeln produzieren Soja und Klee mittels Bakterien Ammonium. Das ist schon länger bekannt. Nun konnten Wissenschaftler erstmals den Wirkungsmechanismus im Detail beschreiben.

blau) in einer Pflanzenwurzel. Braun sichtbar sind pflanzliche Proteine (kolorierte elektronenmikroskopische Aufnahme). (ETH Zürich / Anne Greet Bittermann)

Die neuen Erkenntnisse könnten helfen, mit Biotechnologie die Landwirtschaft nachhaltiger zu gestalten, schreibt die ETH Zürich in den ETH News. Die Pflanzen benötigen für ihr Wachstum Stickstoff in Form von Ammonium. Viele Kulturpflanzen müssen deshalb gedüngt werden. Wenige Pflanzen können das Ammonium aber selbst produzieren. In deren Wurzeln leben Bakterien, die Stickstoff aus der Luft in Ammonium umwandeln können.

Das Zusammenspiel zwischen Pflanze und Bakterien ist komplexer als bisher gedacht, wie ETH-Forschende herausgefunden haben. Die Bakterien beziehen von der Pflanze neben Kohlestoff auch die stickstoffreiche Aminosäure Arginin. «Obschon die Stickstofffixierung der Knöllchenbakterien seit vielen Jahrzehnten untersucht wird, war das Wissen unvollständig», sagt Studienleiter Beat Christen, Professor für experimentelle Systembiologie, laut Mitteilung. «Unsere neuen Erkenntnisse wer-den es ermöglichen, die Abhängigkeit der Landwirtschaft vom Ammoniumdünger zu verringern und damit die Landwirtschaft nachhaltiger zu gestalten.»

Die Wissenschaftler vermuten, dass die neuen Erkenntnisse nicht nur für Klee und Soja gelten, sondern dass die Stoffwechselwege bei den anderen Hülsenfrüchtlern ähnlich ablaufen.