Mehrjähriger Reis gezüchtet

Reis ist eines der wichtigsten Grundnahrungsmittel der Menschheit. Aber wie die meisten anderen Getreide wird diese Kulturpflanze als einjähriges Getreide kultiviert – oft in mühsamer Handarbeit. Nachhaltiger wäre da der Anbau von mehrjährigem Reis. Ein Forschungsteam aus China, Australien und den USA hat jetzt eine neue Reissorte entwickelt, die bis zu vier Jahre lang gute Erträge bringen. 

Fokus bisher auf einjährige Pflanzen

Einjährige Pflanzen anzubauen, ist seit Beginn des Ackerbaus vor etwa 9000 Jahren bis heute die gängige landwirtschaftliche Praxis. Aktuell werden auf 60 bis 80 Prozent der globalen landwirtschaftlichen Fläche solche Pflanzen angebaut und so etwa 80 Prozent der Lebensmittel produziert. Einjährige Pflanzen sind auf den ersten Blick praktisch: Sie bringen jedes Jahr gute Erträge, da sie ihr volles Produktionspotenzial für die Samenbildung in nur einer Vegetationsperiode entfalten.

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Aber diese Pflanzen müssen nicht nur jedes neu ausgesät werden, auch der Boden wird jedes Mal gepflügt - und das stört das Bodengefüge und setzt vermehrt CO₂ frei. Die einjährigen Pflanzen entwickeln auch kein allzu tiefes Wurzelwerk und müssen daher mit viel Aufwand gedüngt und gewässert werden. Hinzu kommt, dass der Boden zwischen Ernte und Aussaat nicht bewachsen ist: Die Gefahr von Bodenerosion und Auswaschung von Nährstoffen steigt. Auch zum Nachteil benachbarter Gewässer, die dadurch schneller eutrophieren.

Mehrjährige Getreide sparen Dünger und Wasser

Bei mehrjährigen Pflanzen werden diese Nachteile aufgehoben: Das tiefere Wurzelwerk dieser Pflanze ermöglicht der Pflanze mehr Nährstoffe und Wasser aus tieferen Bodenschichten aufzunehmen. Auch der Boden wird stärker geschont: Ausgesät und gepflügt wird nur noch alle paar Jahre und der Boden bleibt von einer schützenden Vegetationsdecke bedeckt. In den letzten Jahren begannen daher Züchter damit,  mehrjährige Getreide und Ölsaaten zu entwickeln: Weizen (Triticum aestivum), Gerste (Hordeum vulgare), Hirse (Sorghum bicolor), Buchweizen (Fagopyrum esculentum), Reis und Sonnenblumen (Helianthus annuus). 

Bis zu vier Jahre stabile Erträge

Der in dieser Studie vorgestellte mehrjährige Reis wurde seit 1999 per interspezifischer Hybridisierung aus der einjährigen Sorte Oryza sativa ssp. indica RD23 und dem mehrjährigen Oryza longistaminata, einer Wildreisart aus Nigeria, gezüchtet. Mit der so entstandenen Sorte PR23 (Perennial Rice 23) haben die Forscher:innen ab 2016 Feldexperimente an drei verschiedenen Orten in der chinesischen Provinz Yünnan durchgeführt.

In den Feldversuchen erzielte die neue Sorte durchschnittliche Erträge von 6,8 Tonnen pro Hektar und Anbausaison. Die dort regulär angebauten einjährigen Reissorten brachten durchschnittlich 6,7 Tonnen pro Hektar und Anbausaison ein. Erst nach dem vierten Jahr konnten merkliche Ertragseinbußen beim mehrjährigen Reis festgestellt werden, die eine Neuaussaat nötig machten.

Hohes Sparpotential

Im Vergleich zu einjährigem Reis sparten die Landwirte nach Berechnungen der Forscher:innen beim Anbau von PR23 zwischen 68 und 77 Arbeitstage pro Hektar und Anbausaison.

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Die Forscher:innen betonen, dass die Arbeitseinsparungen nicht durch Automatisierung, also den Einsatz von Maschinen und damit von fossilen Brennstoffen zustande kamen, sondern schlicht durch geringeres Arbeitsaufkommen. Dazu kamen 49,2 Prozent weniger Kosten für neue Saaten, Dünger, Pflanzenschutzmittel und Wasser. Dagegen stiegen die Einnahmen: Die Forscher:innen berechneten je nach Region und Sorte einen Gewinn zwischen 17,4 und 161 Prozent in der Zeitspanne von 2016 bis 2020.

Gut für die Umwelt

Auch die Umwelt profitierte vom mehrjährigen Reis: In der oberen Bodenschicht (0 bis 40 cm) konnte ein Zuwachs von 0,95 Tonnen Kohlenstoff pro Jahr und Hektar durch mehr organisches Material nachgewiesen werden. Ein Plus gab es auch beim Stickstoffgehalt: 0,11 Tonnen pro Jahr und Hektar. Grund ist laut Forscher:innen ein weniger stark gestörtes Bodengefüge. Der Boden-pH-Wert stieg um 0,3 bis 0,4 Einheiten und stabilisierte sich im Bereich zwischen 5 und 6,5 - ideal für Reis. Auch die Wasserhaltekapazität verbesserte sich um 7,2 mm H₂O. Die Forscher:innen fanden zudem heraus, dass sich der Reis in frostfreien Regionen zwischen dem 40. Breitengrad Nord und dem 40. Breitengrad Süd am besten anbauen lässt, solange die Temperaturen weniger als fünf Tage unter vier Grad sinken.

Hohe Nachfrage

Seit 2018 ist PR23 im Handel und wurde bereits 2021 von über 44.000 Kleinbauern auf mehr als 15.000 Hektar im südlichen China und in Uganda angebaut. Trotzdem ist die Forschung und Entwicklung mehrjähriger Reissorten noch lange nicht abgeschlossen, betonen die Forscher:innen. Sie wollen sie noch besser gegen Trockenheit, Kälte und Schädlinge wappnen und den Methanausstoß verringern. Damit wären mehrjährige Sorten noch konkurrenzfähiger gegenüber herkömmlichen Sorten.

Quelle:
Zhang, S. et al (2022): Sustainend productivity and agronomic potential of perennial rice. In: Nature Sustainability, 07. November 2022. dx.doi.org/10.1038/s41893-022-00997-3

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Titelbild: Manuelles Pflügen eines Reisfeldes: Der Reisanbau ist arbeitsintensiv. (Bildquelle: © Suman Maharjan/Pixabay)