Weltnahrungspflanze Reis

16.06.2010 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Weltnahrungsmittel Reis (Quelle: © joujou / www.pixelio.de)
Weltnahrungsmittel Reis (Quelle: © joujou / www.pixelio.de)

Reis ist für die Hälfte der Weltbevölkerung das wichtigste Grundnahrungsmittel. Auf Grund der globalen Bedeutung stellt Pflanzenforschung.de die „Weltkulturpflanze“ Reis im Portrait vor.

Überblick

Die Gattung Reis (Oryza spec.) umfasst weltweit 24 ein- oder mehrjährige Arten, vor allem in tropischen und subtropischen Gebieten. Sie gehört wie die anderen Getreidearten zur Familie der Süßgräser. Reis hat kleine Ährchen als Blütenstände, die in der Regel zwei sterile und eine fertile Blüte enthalten und in sogenannten Rispen angeordnet sind. Die fertile (fruchtbare) Blüte wird durch eine Deckspelze geschützt. Reis ist, wie andere Gräser auch, windblütig, d. h. die Übertragung der Pollen erfolgt allein über den Wind. Unser heutiger Kulturreis (Oryza sativa) wird einjährig angebaut. Er wird bis 120 cm hoch, seine Rispen (10 bis 15 pro Pflanze) enthalten bis zu 300 Reiskörner (botanisch: Karyopsen).

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Eines der wichtigsten Grundnahrungsmittel.

Eines der wichtigsten Grundnahrungsmittel.

Bildquelle: © GABI Geschäftsstelle

Von Oryza sativa gibt es mittlerweile über 120.000 Sorten, die ihn befähigen, sowohl in Höhen von 2000 Metern über NN sowie im Sumpf, im Wasser oder in sehr trockenen Gebieten zu gedeihen.

Herkunft

Reis stammt aus dem tropischen und subtropischen Asien, wo er bevorzugt in Feuchtgebieten wächst. Man unterscheidet zwei Wildformen: Eine einjährige (Oryza rufipogon) und eine mehrjährige (Oryza nivara) Form. Des weiteren gibt es eine ebenfalls erfolgreich kultivierte Art (Oryza glaberrima), die vorwiegend in Westafrika angebaut wird.Der heute verwendete Kulturreis Oryza sativa wurde vermutlich im Tal des Yangtze (China) und im Tal des Ganges (Indien) erstmals kultiviert.
Die wichtigsten Sorten (Unterarten) des Kulturreises sind:

  • Oryza sativa ssp. indica (Langkorn, Basmati-Reis, Patna-Reis)
  • Oryza sativa ssp. japonica (Langkorn, Klebreis, Risotto)
  • Oryza sativa ssp. javanica (Mittelkornreis)
  • Oryza sativa ssp. glutinosa

Unser heutiger Reis stammt von den oben genannten Wildformen ab, diese kommen heute noch in den tropischen und subtropischen Klimazonen Asiens vor. Erstmals angebaut wurde er vermutlich sowohl in Südasien, vor allem in den Tälern des Jangtse und des Huai (China) sowie in Indien. Daher unterscheidet man auch die Unterarten ssp. japonica und ssp. indica.

Ursprünglich wurde in Indien und China vermutlich wilder Reis gesammelt und zu Gerichten verarbeitet, bevor man damit begann, ihn anzubauen. Vermutlich begannen die Menschen bereits vor etwa 10.000 Jahren (Übergang Pleistozän – Holozän) damit, Reis zu sammeln. Andere Quellen gehen davon aus, dass Reis bereits vor über 11.000 Jahren angebaut wurde und damit das erste kultivierte Getreide überhaupt war. Ein mit wissenschaftlichen Daten (C-14-Methode) belegter Anbau ist ab 7.000 bis 6.000 vor heute wahrscheinlich.

In Japan wurde Reis erst etwa um 300 vor Christus angebaut. Nach Europa kam der Reis durch die Mauren, davor war er um 400 vor Christus ins Zweistromland (Mesopotamien, heute Irak) gelangt. Über Alexander den Großen kam der Reis ans Mittelmeer, wo er zunächst bei Römern und Griechen auf wenig Interesse stieß. Erst in der Renaissance wurde Reis vermehrt verwendet, aus dieser Zeit stammt das berühmte Rezept des „Risotto alla Milanese“ (Reis mit Safran gedünstet).

Reis gehört heute zu den sieben wichtigsten Getreidearten (neben Weizen, Roggen, Hirse, Hafer, Gerste, Mais) und ist das wichtigste Grundnahrungsmittel für knapp die Hälfte der Weltbevölkerung. Etwa 95 Prozent der heutigen Reisproduktion findet in Südostasien (China, Thailand, Indien) statt. In Europa sind es vor allem Italien, Frankreich, Portugal und Spanien, die Reis anbauen. Meist geschieht dies in den Deltas großer Flüsse wie in der Po-Ebene (Norditalien) sowie im Rhone-Delta (Camargue, Frankreich).

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 Landarbeiter bestellen das Nassreisfeld.

Landarbeiter bestellen das Nassreisfeld.

Bildquelle: © tokamuwi / pixelio.de

Anbauformen

Nassreisanbau

Reis ist ein Gras, das unter natürlichen Bedingungen in feucht-warmen Regionen wächst. Um Schädlinge sowie Unkraut am Wachstum zu hindern, hat sich seit etwa 3000 vor Christus der Nassreisanbau entwickelt. Obwohl Reis keine Wasserpflanze ist, hat sich die Züchtung über Jahrhunderte hinweg so entwickelt, dass er mit höheren Wasserständen zurecht kommt, indem er ein Belüftungssystem für die Wurzeln (sogenanntes Aerenchym) entwickelte.
Der Anbau erfolgt in folgenden Schritten:

  • Aussaat auf einem relativ trockenen Aussaatfeld, gleichzeitiges Umpflügen des späteren Reisfeldes (traditionell mit Wasserbüffeln), damit sich hier Wasser und Boden gut vermischen.
  • Umsetzen der Jungpflanzen von Hand oder mit speziellen Setzmaschinen
  • Regelmäßiges Bewässern der Reisfelder, wichtig ist hierbei der richtige Wasserstand von ca. 10 Zentimetern. Wird er zu hoch (starke Regenfälle) oder zu niedrig (Ausbleiben des Monsuns), kann es zu Missernten kommen.
  • Trockenlegung der Felder nach etwa sechs Monaten, Ernte der Rispen mit Sicheln.

Etwa 80 Prozent der Reisernte wird in diesem Verfahren durchgeführt. Eine Sonderform des Nassreisanbaus ist der Terassenfeldbau, bei dem der Nassreisanbau auch an mäßig steilen Berghängen durchgeführt werden kann.

Trockenreisanbau

Hierzu wird eine Unterart des heutigen Reises genutzt, der nicht an Überflutung angepasst ist. Vorteil: Trockenreisanbau kann auch in Gegenden erfolgen, wo der Nassanbau nicht möglich ist, etwa im Gebirge. Allerdings benötigen diese Reissorten eine hohe Luftfeuchtigkeit. Nachteil: Ohne Wasser können Unkräuter ungehemmt wachsen, so dass die Ernte gegenüber dem Nassanbau stark geschmälert wird. Trockenreis wird in der Regel über das Streusaatverfahren ausgebracht und bis in Höhen von 2.000 Metern angewendet. Trockenreis ist teurer, wird aber wegen seines intensiveren Aromas geschätzt. In diesem Verfahren ist der Methanausstoß sehr gering, aber durch die ebenfalls geringeren Erträge stellt der Trockenreisanbau kaum eine Alternative zum Nassreisanbau dar.

Maschinelle Anbauverfahren beinhalten das Ausbringen der Saat per Flugzeug und das Ernten mit dem Mähdrescher. Diese Verfahren werden vor allem in Europa und den USA angewendet. Arbeit von Hand wie in den asiatischen Staaten wäre hier nicht bezahlbar.

Umweltprobleme durch den Nassreisanbau

Einfluss auf den Grundwasserhaushalt

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 Wasserbüffel unterstützen den Reisbauern bei seiner Arbeit.

Wasserbüffel unterstützen den Reisbauern bei seiner Arbeit.

Bildquelle: © tokamuwi / pixelio.de

Um ein Kilo Reis über das oben genannte Verfahren zu erzeugen, sind zwischen 3.000 und 5.000 Liter fließendes Wasser nötig. Probleme kann es geben, wenn die Bewässerung über Brunnen erfolgt, da sich der Grundwasserspiegel dadurch stark absenkt. Im Umland von Peking ist daher der Reisanbau verboten.

Einfluss auf die Bodenerosion

Der moderne Reis, der für das Nassanbauverfahren ausgelegt ist, benötigt fließendes Wasser, da stagnierendes Wasser zu verstärkter Algenbildung führen würde. Fließt das Wasser zu schnell, wird wertvoller Boden mit weggerissen. Die Fließgeschwindigkeit des Wassers darf also nicht zu langsam und nicht zu schnell sein.

Einfluss auf den Klimawandel

Durch den Nassanbau wird im Boden des Reisfeldes ein sauerstoff-freies (anaerobes) Milieu erzeugt, das sogenannte Methanogene (Archaebakterien oder Archaea, bei deren Stoffwechsel Methan entsteht) begünstigt. Nach neueren Berechnungen gehen bis zu 25 Prozent der weltweiten Methan-Produktion auf den Nassreisanbau zurück, das sind bis zu 100 Millionen Tonnen pro Jahr. Da ein Methan-Molekül 21 bis 72 mal (in Abhängigkeit vom betrachteten Zeithorizont) wirksamer ist als ein CO2-Molekül, entspricht das umgerechnet mindestens 300 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr.

Forscher haben festgestellt, dass sich der Methanausstoß verringern lässt, wenn die Felder zwischendurch trockengelegt werden, da die Methanogenen keinen Sauerstoff vertragen. Geforscht wird hier an einem Bewässerungssystem, welches die Felder zwischendurch trockenlegt, also die Bewässerung der Felder regelt. Bisher sind die meisten Felder ständig unter Wasser, die Bewässerung kann also oftmals nicht von außen geregelt werden. Auch eine veränderte Düngung sowie spezielle Reissorten können den Methanausstoß verringern.

Reissorten

Reis wird vereinfachend in zwei Gruppen unterteilt: Die ’indica’-Gruppe und die ’japonica’-Gruppe.

  • Die indica-Reissorten werden vorwiegend in tropischen Gebieten der ganzen Welt angebaut. Sie kommen gut mit Trockenheit klar und haben lange, feste Körner. Sie werden als Langkornreis verkauft.
  • Die japonica-Reissorten stammen vor allem aus Ostasien. Ihre runden Körner kleben beim Kochen zusammen, daher sind sie gut mit Stäbchen zu essen. Des weiteren verwendet man diesen ’Klebreis’ für Sushi und Risotto. Allerdings gibt es auch viele Züchtungen, die Eigenschaften von indica und japonica je nach Bedarf vermischen.

Im Handel unterscheidet man ebenfalls Rund-, Mittel- und Langkornreis. Der Rund- und Mittelkornreis (meist Variationen von Oryza sativa ssp. japonica) hat ein kurzes bis mittellanges, meist weich bis halbhart kochendes Korn. Die Sorten eignen sich z. B. für Milchreis, Paella, Desserts. Bekannte Rundkorn-Sorten sind: Camolino, Originario.
Arborio und Vialone sind Mittelkornreissorten, die in Italien angebaut und speziell für Risotto verwendet werden. Arborio-Reis enthält sehr viel Amylose (eine Stärkeform), die seine Klebrigkeit bewirkt.

Der Langkornreis (Oryza sativa ssp. indica) hat ein langes, in der Regel hart kochendes Korn. Er wird unter anderem für verschiedene asiatische Reisgerichte als Beilage verwendet, dazu in Suppen und Salaten. Bekannte Sorten sind: Patna, Basmati, Siam-Reis.

Basmati und Siam-Reis werden auch als Parfüm- oder Duftreis bezeichnet. Ihr duftiger Geruch und Geschmack sind eine natürliche Entwicklung, die zum Teil wohl an den speziellen Böden der Anbaugebiete in Thailand und Nordindien liegt.

Klebreis ist ein Langkornreis, der einen sehr hohen Stärkeanteil enthält, der ihn bei der Zubereitung vollständig verklumpen lässt. Klebreis wird zunächst in kaltem Wasser eingeweicht und dann gedämpft. Beim Kochen würde er sonst zu einem formlosen Brei zerfallen.

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Roter Reis aus dem Himalaya.

Roter Reis aus dem Himalaya.

Bildquelle: © iStockphoto.com/ elena moiseeva

Roter und Grüner Reis

Es gibt verschiedene Formen von Rotem Reis. Der klassische Rote Bergreis aus dem Himalaya (Bhutan) oder von den Philippinen ist von Natur aus rot. Roter Reis aus der Camargue erhält seine Farbe durch den Anbau auf tonigem Boden. Roter Reis aus China färbt sich durch eine spezielle Behandlung (Fermentierung) rot.

Grüner Reis besteht aus in unreifem Zustand geernteten Reiskörnern. Sie werden meist zur Dekoration von Speisen verwendet.

Der dunkle Wildreis oder Wasserreis wird häufiger in Kombination mit weißem Reis gereicht. Er gehört aber nicht zur Gattung Oryza, sondern zur Gattung Zizania und ist ebenfalls ein Süßgras. Von den vier Arten kommen drei in Nordamerika vor (Zizania palustris, Zizania aquatica, Zizania texana) und eine in China (Zizania latifolia, Mandschurischer Wasserreis). Vor allem Zizania palustris und Zizania aquatica waren und sind zum Teil heute noch wichtige Grundnahrungsmittel einiger Indianerstämme. Aufgrund ihres nussigen Geschmacks gelten sie als Delikatesse.

Puffreis entsteht, wenn normale weiße Reiskörner in einem speziellen Topf, der sogenannten Puffreiskanone, auf 120 Grad erhitzt wird, wobei der entstehende Druck gehalten wird. Anschließend wird der Druck schlagartig auf normale Werte abgesenkt, so dass das Wasser verdampft und dabei den Reis auftreibt. Puffreis wird in Reisgebäck verwendet.

Nährstoffe

Die meisten Nährstoffe im Reis stecken in seinem "Mantel", dem sogenannten Silberhäutchen. Es liegt zwischen der Frucht und der schützenden Deckspelze und wird bei den "polierten", also weißen Reissorten, entfernt. Beim Naturreis bleibt es erhalten und gibt ihm seine gelblich-grüne bis braunrote Farbe. Im Korn selbst steckt dagegen eine Menge an sogenannter Reisstärke.  Dieses Kohlenhydrat ist vom menschlichen Körper leicht aufzuschließen und ein wertvoller Energielieferant. Dazu kommen wichtige Mineralstoffe wie Kalium und Phosphor. Reis ist ein sehr wertvolles Grundnahrungsmittel, trotzdem fehlen ihm verschiedene Nährstoffe wie Beta-Carotin, Vitamin C, Eisen und Kalzium. Vor allem weißer Reis enthält fast nur noch Stärke.

Verarbeitung

Reis wird noch im Ernteland gedroschen und anschließend in die Reismühle eingeliefert. Dort wird der Rohreis (Paddy) in einem mechanischen Verfahren von den Deckspelzen getrennt. Die Spelzen werden häufig zur Energiegewinnung weiterverarbeitet.

Nach den Deckspelzen wird vom Halbrohreis (Vollreis) das Silberhäutchen entfernt. Dies geschieht durch Schleifen (Polieren), da es fest auf dem Keimling aufliegt. Aus dem nährstoffreichen, abgeschliffenen Material wird oftmals Tierfutter hergestellt. Nachdem das Häutchen ab ist, spricht man vom polierten, weißen Reis. Er ist jetzt leicht verdaulich, aber er enthält auch deutlich weniger Mineralstoffe, Vitamine und Ballaststoffe als der Vollreis.

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Vor der maschinellen Verarbeitung steht vor allem in asiatischen Ländern zunächst die Reisernte per Hand an.

Vor der maschinellen Verarbeitung steht vor allem in asiatischen Ländern zunächst die Reisernte per Hand an.

Bildquelle: © Manfred Schütze / pixelio.de

Etwa 95 Prozent der Reisernte gehen in den menschlichen Verzehr, der Rest wird für Futtermittelzwecke, zur Stärkegewinnung und Forschung genutzt. Neben der Verwertung des ganzen Korns wird Reis auch zu Reisflocken, Reisnudeln und Reisgebäck  weiterverarbeitet. Reisöl wird als Speiseöl verwendet, ebenso in Kosmetikprodukten und als industrielles Öl (etwa zur Spülung bei Tiefbohrungen).

Parboiled Reis

Dieses Verfahren wurde entwickelt, um beim Reis einen höheren Anteil an gesunden Inhaltsstoffen zu erhalten. Dazu wird der Rohreis unter Vakuum eingeweicht, so dass die Inhaltsstoffe von Keimling, Silberhäutchen und Schale sich lösen. Anschließend  werden sie mit Wasserdampf und hohem Druck wieder ins Reiskorn gepresst, so dass der größte Teil der Inhaltsstoffe jetzt im Korn selber steckt. Danach kommt der Reis wie gewohnt in die Mühle, wo das Entfernen von Spelzen und Silberhäutchen jetzt einfacher vonstatten geht. Das Parboiled-Verfahren wird sowohl bei Voll-  als auch bei weißem Reis angewandt. Man erkennt ihn daran, dass er im ungekochten Zustand etwas glasig aussieht. Nach dem Kochen verschwindet dieser Eindruck. Das Parboiled-Verfahren wurde Anfang des 20. Jahrhunderts in den USA entwickelt.

Qualitätsstufen

Die Qualität des Reises richtet sich nach der Menge der bei der Verarbeitung gebrochenen Körner. Je weniger kaputte Körner vorhanden sind, desto höher ist die Qualität. Wichtig ist diese Unterscheidung, weil Bruchreis durch die Bruchstellen Wasser schneller aufnimmt und diese Bruchstellen auch eine Auswirkung auf den Geschmack dazu gereichter Soßen und Gewürze hat. Vom Nährstoffgehalt her unterscheiden sich die Qualitätsstufen nicht.  Reis wird in folgenden Qualitätsstufen angeboten:

  • Premium-/Spitzenqualität bis 5 % Bruchreis
  • Standardqualität bis 15 % Bruchreis
  • Haushaltsqualität bis 25 % Bruchreis
  • Haushaltsqualität mit erhöhtem Bruchanteil bis 40 % Bruchreis

Erträge und Export

Die Gesamt-Reisproduktion betrug 2008 nach Schätzungen der FAO 685 Millionen Tonnen Rohreis, davon 657 Millionen Tonnen in den Entwicklungsländern und 28 in den Industrieländern. Von diesen 28 Millionen Tonnen stammten 9,3 Millionen Tonnen aus den USA und 2,6 Millionen Tonnen aus der Europäischen Union. Der größte Reisproduzent ist China mit über 193 Millionen Tonnen im Jahr 2008. Darüber hinaus ist Reis kein großes Exportgut: Etwa 95 Prozent des Reises werden dort verbraucht, wo sie angebaut werden.

Transport und Lagerung

Reis wird nach Bearbeitung in der Reismühle in Säcke verpackt und per Schiff weiter transportiert. Seine Lagerung erfolgt ebenfalls in Säcken, in denen er in vielen Asialäden auch gekauft werden kann.

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 Zwei Reiskäfer bei der Arbeit.

Zwei Reiskäfer bei der Arbeit.

Bildquelle: © iStockphoto.com/ jeridu

Schädlinge und Krankheiten

Der Reiskäfer (Sitophilus oryzae) kommt mittlerweile auf der ganzen Welt vor und kann erhebliche Schäden bei gelagertem Reis verursachen. Besonders in tropischen Gebieten ist er als Schädling bekannt und kann auch andere Getreide befallen. Seine Eier werden im Inneren des Reiskorns abgelegt, die sich entwickelnden Larven fressen das Korn von innen her auf. Der Reiskäfer kann sich auch bei uns in abgepacktem Reis befinden. Dort sind dann nicht nur die Käfer, sondern auch punktförmige Fraßspuren an den Reiskörnern zu entdecken. Hier sollte man aus hygienischen Gründen die gesamte Packung vernichten.

Reisbrand (Magnaporthe grisea, auch Magnaporthe oryza) ist eine Pilzerkrankung, die neben den Blättern auch die Wurzel sowie das Gefäßsystem der Pflanze befallen kann, was zum Absterben der Pflanze führt. Dazu kommt eine schnelle Anpassungsfähigkeit, so dass der Pilz sich in der Vergangenheit sowohl an chemische Bekämpfungsmittel als auch an verschiedene genetisch veränderte Reissorten anpassen konnte. Reisbrand verursacht hohe Ernteausfälle. Man vermutet, dass durch den Pilz jährlich eine Reismenge verloren geht, mit der etwa 60 Millionen Menschen ernährt werden könnten. Der Pilz ist weltweit in 85 Ländern nachgewiesen worden. Im Jahr 2005 wurde das Genom von M. grisea entschlüsselt, so dass sich Forscher jetzt Aufschluss über die  Anpassungsmechanismen erhoffen, um den Pilz wirksam bekämpfen zu können.

Forschung

Da Reis als Grundnahrungsmittel für die Bevölkerung immer größere Bedeutung erlangt, gibt es auch umfangreiche Forschungen, um die Erträge zu sichern und zu steigern. Dem Schutz der Pflanze gegen Krankheiten und Schädlinge widmet die molekularbasierte Pflanzenforschung ein besonderes Augenmerk. Seit 2002 ist das Genom von Reis vollständig entschlüsselt. Reis hat etwa 430 Millionen Basenpaare und damit das kleinste Genom der Getreidepflanzen. Er wird aufgrund seines kleinen Genoms auch häufig als Modellpflanze verwendet. Auch im Reis gibt es Transposons, so genannte springende Gene, die für die sogenannte Gen-Knock-Down-Methode wichtig sind, mit der die Funktion von Genen gezielt erforscht wird.

In folgenden Bereichen wird u.a. an der Reispflanze geforscht:

  • Resistenz gegen Krankheiten wie Reisbrand, Yellow Mottle Virus
  • Schädlingsresistenz, hier wird z. B. an BT-Reis geforscht (’BT’ steht für Bacillus thuringiensis, dieses Bodenbakterium produziert ein starkes Gift, das als biologisches Schädlingsbekämpfungsmittel eingesetzt wird. Die Gensequenz wird inzwischen auch gentechnisch in verschiedene Nutzpflanzen eingebaut, z. B. in Mais, so dass die Pflanze das Gift selbst produziert)
  • Herbizidtoleranz, gentechnisch veränderte Pflanzen können auf diesem Wege Unkrautvernichter ’ertragen’, während die Unkräuter eingehen
  • Salztoleranz, durch falsche Bewässerung verursachte Versalzung der Böden macht in trockenen Gebieten immer mehr Böden unbrauchbar (zu hoher Grundwasserspiegel, im GW gelöste Salze kommen mit an die Oberfläche und kristallisieren aus, während das Wasser verdunstet). Hier wurden Gene zur Salztoleranz aus Suaeda spec. in die Reispflanze eingebaut (China).
  • Ernährung, hauptsächlich die Anreicherung von lebensnotwendigen bzw. gesunden Stoffen im Reis, etwa Mineralstoffe (Eisen, Zink), Vitamine (Beta-Carotin, Folsäure), sekundäre Pflanzenstoffe (Anthocyane)
  • Arzneimittelproduktion, hier werden gentechnisch veränderte Reissorten gezüchtet, die bestimmte Wirkstoffe erzeugen sollen (Lysozym, Lactoferrin) (USA)
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Reis im Fokus der Wissenschaft.

Reis im Fokus der Wissenschaft.

Bildquelle: © iStockphoto.com/Svetl

Weitere Forschungsfelder sind: Reispollen mit geringerem allergenen Potential (Japan), mit erhöhtem Amylosegehalt für Schnapsbrauereien (Japan), zur Produktion von Alpha-Amylase, einem stärkeabbauenden Enzym, das zur Gewinnung von Bioethanol benötigt wird, allgemein zur Bodensanierung durch Aufnahme und Speicherung von Schwermetallen.

In Deutschland wird beispielsweise in folgenden Bereichen geforscht:

Stickstoff-Fixierung

Ein großes Problem beim Reisanbau ist der hohe Düngerbedarf. Im Jahr 2006 wurden allein in China schätzungsweise 200 Millionen Tonnen Stickstoff-Dünger zur Reisproduktion eingesetzt. Neben der Belastung für die Umwelt (Lachgasemissionen, Eutrophierung von Gewässern etc.) benötigt auch die Herstellung von Stickstoff-Dünger (zum Beispiel im sogenannten Haber-Bosch-Verfahren) sehr viel Energie und ist oftmals für die Reisbauern zu teuer. Dazu kommt, dass nicht verwerteter Stickstoff unter Sauerstoffmangel von Bakterien schnell wieder zu flüchtigem Stickstoff umgebaut wird (Denitrifikation) und somit für die Pflanzen nicht mehr verwertbar ist.

Reis ist in der Lage, mit anderen Pflanzen oder Bakterien eine Symbiose (ein ’Zusammenschluss’ zu beiderseitigem Nutzen) einzugehen. Seit längerem bekannt ist die Koexistenz der Reispflanze mit Algenfarnen (Azolla spec.), zum Beispiel mit dem Großen Algenfarn Azolla filiculoides. Der Algenfarn bildet seinerseits eine Symbiose mit den Cyanobakterien Anabaena azollae und Nostoc azollae, die Luftstickstoff fixieren können. Beim Kompostieren der Farne wird dieser Stickstoff als Dünger für die Reispflanze nutzbar.

Neue Forschungen haben ein Bakterium entdeckt, das sich im Inneren der Reispflanze einnistet, molekularen Stickstoff aus der Luft fixiert und der Pflanze zur Verfügung stellt (sogenannter Endosymbiont, er genießt den Schutz und die Stoffwechselprodukte der Pflanze und versorgt sie im Gegenzug mit dem lebensnotwendigen Stickstoff). So benötigt die Pflanze keine oder nur noch wenig Dünger. An der Universität Bremen wurde das Genom des Bakteriums Azoarcus Stamm BH 72 entschlüsselt und an der möglichen Nutzung dieser Symbiose gearbeitet. Ziel ist es, die Reispflanze über unabhängig von künstlichen Stickstoffgaben zu machen.

Goldener Reis

Ein weiteres Problem ist die Mangelernährung in der Dritten Welt. Häufig fehlt es den Menschen, die sich fast nur von Reis ernähren (können), an grundlegenden Nährstoffen wie Vitaminen und Mineralstoffen. Problematisch ist das vor allem für Kinder, die häufig durch Mangelernährung (fehlendes Vitamin A) erblinden oder sogar sterben. Ein Zweig der Reisforschung befasst sich daher mit der Anreicherung bestimmter lebensnotwendiger Stoffe im Reis. An den Universitäten Freiburg und Zürich (ETH) wurde der sogenannte "Goldene Reis" entwickelt. Mittels zweier gentechnischer Veränderungen reichert er Beta-Carotin (Provitamin A, eine Vorstufe zum Vitamin A, die im menschlichen Körper zu Vitamin A umgewandelt wird) an, so dass das Korn eine gelblich-goldene Farbe annimmt.

Weiterführende Forschungen haben inzwischen auch die Anreicherung der Mineralstoffe Eisen und Zink im Reis erreicht. Problem ist dabei, dass die Nährstoffe in einer für den menschlichen Körper verfügbaren Form vorliegen, so dass sie auch aufgenommen werden können. Die Technologie wird den Entwicklungsländern kostenfrei zur Verfügung gestellt. Das Internationale Reisforschungsinstitut (IRRI) arbeitet an der Übertragung der neuen Eigenschaften in lokale Reissorten vor Ort, die an die Bevölkerung ausgegeben werden.

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Goldener Reis - Eine gentechnisch veränderte Reissorte gegen Vitamin-A-Mangel.

Goldener Reis - Eine gentechnisch veränderte Reissorte gegen Vitamin-A-Mangel.

Bildquelle: © iStockphoto.com/ Zmeel Photography

Ertragssteigerung und Trockenresistenz

Reis ist eine C3-Pflanze, d. h. das erste stabile Molekül, das bei der CO2-Fixierung im Calvin-Zyklus entsteht, ist ein C3-Körper (genannt 3-Phosphoglycerat). Um eine  Ertragssteigerung zu erreichen, forschen Wissenschaftler verstärkt an der ’Modernisierung’ der Photosynthese, der sogenannten C4-Photosynthese, in der Reispflanze. Sie ist evolutiv gesehen jünger als die mindestens 2,3 Milliarden Jahre alte C3-Photosynthese, sie hat sich nämlich ’erst’ vor etwa 30 Millionen Jahren entwickelt.

Mit der C4-Photosynthese kann die Pflanze effizienter CO2 fixieren und gleichzeitig noch Wasser sparen, da sie durch die bessere Ausnutzung des CO2-Angebotes die Spaltöffnungen bei Trockenheit fast geschlossen halten kann. Dadurch kann die Pflanze bei gleichem Angebot an Licht, Wasser und Nährstoffen mehr Biomasse produzieren. Die Forschung arbeitet jetzt daran, diese Effizienz auch auf den Reis zu übertragen (Universität Düsseldorf). Ziel ist, die C4-Photosynthese genetisch in den Reis einzubauen und damit auch in trockenen Gebieten eine hohe Photosyntheseleistung und damit einen höheren Ertrag zu erreichen.

Das Internationale Reisforschungsinstitut (IRRI)

Das Internationale Reisforschungsinstitut auf den Philippinen ist eine non-profit-Organisation und das älteste und größte Agrarforschungszentrum in Asien. Es hat sich zur Aufgabe gemacht, den Reisanbau zu verbessern und damit dem Hunger und der Armut entgegen zu wirken. Dazu kommen Forschungen zum umweltverträglicheren Anbau von Reis. Die Erkenntnisse werden den Reisbauern oftmals kostenlos und in Partnerprogrammen zur Verfügung gestellt.

Mythologie, Kultur

Reis spielt in vielen südasiatischen Kulturen bis heute eine zentrale Rolle. So wird er zum Beispiel in  Indien und Japan mit einer Gottheit gleichgesetzt, bzw. ist er Ausdruck göttlichen Segens. Allgemein steht Reis für Fruchtbarkeit, Reichtum und Wohlstand. Im alten Japan wurde Reis als Zahlungsmittel verwendet, Gegenstände oder Dienstleistungen wurden mit dem Gegenwert von einen Koku Reis (jap. Maßeinheit, 1 Koku = 1,8 Hektoliter oder gleich der Menge, die ein erwachsener Japaner pro Jahr verzehrt) aufgewogen. Auch sonst sind viele Gegenstände des täglichen Gebrauchs in Asien aus Reis, wie zum Beispiel die japanischen Fussbodenmatten (Tatamis, sie bestehen aus geflochtenem Reisstroh), Strohhüte, Papier, zum Beispiel für die traditionellen Papierwände japanischer Häuser (= shojis) oder auch Knabbereien (Reisgebäck, Reiskuchen) und Getränke (Reisschnaps, Sake).

Das Reiswerfen bei Hochzeiten stammt vermutlich aus China und wurde im europäischen Raum übernommen. Es soll Reichtum und Kindersegen bewirken.

Reis als Heilpflanze

Reis ist leicht verdaulich, wird daher als Diätlebensmittel bei Krankheit, vor allem des Verdauungstraktes gereicht. Neuere Forschungen beschäftigen sich mit dem Abfallprodukt des Reispolierens, der Reiskleie. Da sie reich an Vitaminen und Mineralstoffen ist, wird untersucht, ob aus ihr pflanzliche Arzneimittel gewonnen werden können.

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