Landwirte verteilen jedes Jahr massig Stickstoffdünger auf ihren Feldern. Ein Großteil davon schafft es jedoch nie in die Pflanzen. Entweder wird der Stickstoff als Nitrat ins Grundwasser ausgewaschen oder er entweicht in Form von Stickoxiden in die Atmosphäre und heizt diese 300 Mal so stark auf, wie die gleiche Menge an Kohlendioxid. Das tropische Weidegras Brachiaria humidicola schafft es, den Stickstoff im Boden zu halten. Davon profitieren Bauern, Umwelt und Klima.
Die Geschichte beginnt Ende der 1980er Jahre in Cali, drittgrößte Stadt Kolumbiens, Spitzname „La Sucursal del Cielo“, auf Deutsch „Himmelsniederlassung“. Ein Wissenschaftler des Internationalen Zentrum für tropische Landwirtschaft (CIAT) steht auf einer Brachiaria-Weide und wundert sich darüber, dass das Gras kaum Dünger benötigt und trotzdem grünt und wächst wie keine andere Pflanze. Nicht einmal Unkraut ist auf den Feldern zu sehen. Damals konnte sich niemand dieses Phänomen erklären. Erst zwanzig Jahre später gab Brachiaria sein Geheimnis preis. Das Gras könnte nicht nur Kleinbauern eine Existenzgrundlage sichern, sondern auch Umwelt und Klima schonen.
Die Landwirtschaft ist schließlich nicht ganz unschuldig an der globalen Klimaerwärmung. Stolze 14 Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen gehen auf das Konto von Ackerbau und Viehzucht. Das liegt unter anderem daran, dass landwirtschaftlich genutzte Flächen ständig CO2 und große Mengen Distickstoffmonoxid (N2O) freisetzen. Letzteres ist auch bekannt als Lachgas. Es ist das aggressivste aller Treibhausgase und 300 Mal klimawirksamer als Kohlendioxid. Sein Anteil am Treibhauseffekt beträgt derzeit etwa 6 Prozent.
Düngemittel sind die größten Lachgas-Quellen
Das Problem dabei ist der Dünger. Ungefähr 70 Prozent der 150 Millionen Tonnen Stickstoffdünger, die weltweit pro Jahr aufgebracht werden, gelangen in Form von Nitrat ins Grundwasser oder entweichen als Stickoxide in die Atmosphäre. Während Nitrate in Gewässern vor allem durch Algenblüten auf sich aufmerksam machen, sind Stickoxide als Klimakiller bekannt.
Brachiaria-Gräser sind tropische Pflanzen. Sie werden beispielsweise im tropischen Regenwald von Brasilien (hier: Amazonas) als Futterpflanzen angebaut.
Quelle: © Neil Palmer (CIAT)
Die einzige Stickstoffverbindung, die stabil im Boden verbleibt, ist Ammonium (NH4+). Dank seiner positiven elektrischen Ladung binden die Ammonium-Ionen an negative geladene Tonpartikel im Boden und sind vor Auswaschung geschützt. Bodenbakterien wandeln Ammonium jedoch ständig in Nitrat um. Dieser Prozess der Nitrifikation ist problematisch, weil Nitrat extrem flüchtig ist. Eine langsamere, geregeltere Nitrifikation, das haben Experimente bereits gezeigt, das wäre die Lösung.
Mehr Stickstoff für die Pflanze: Brachiaria-Gräser drosseln die Nitrifikation
An diesem Punkt setzt Brachiaria humidicola an. Seine Wurzeln setzen Brachialactone frei, die den Prozess der Nitrifikation behindern, indem sie bakterielle Enzyme blockieren. Dadurch verbleibt der Stickstoff in Form von Ammonium viel länger im Boden und kann von den Wurzeln effektiv aufgenommen werden.
Die Brachialactone sind längere Zeit stabil, sodass nicht nur Brachiaria selbst davon profitiert. „Wenn man eine ehemalige Brachiaria-Weide mit Mais bepflanzt, dann nützt die größere Stickstoffverfügbarkeit im Boden auch der Folgekultur“, erklärt Dr. Michael Peters, Koordinator des Programms „Tropische Futterpflanzen“ am CIAT.
Peters hat alle diese Ergebnisse kürzlich auf dem 22. Internationalen Weideland-Kongress in Australien vorgestellt. „Tropische Weiden sind wahrscheinlich die größte landwirtschaftliche Landnutzung, die es überhaupt auf der Welt gibt, nur leider ist das wenig bekannt“, so Peters.
Mit Unterstützung des Bundesministeriums für Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) haben die Forscher Brachiaria-Hybride entwickelt, die von Bauern in Nicaragua und Kolumbien erfolgreich getestet worden sind. Der Ertrag an Fleisch und Milch stieg um mindestens 30 Prozent, als die Bauern ihr Vieh nicht mehr auf nährstoffarmen Savannengräsern, sondern auf Brachiaria-Weiden grasen ließen. Denn Brachiaria sind nicht nur exzellent im Umgang mit Stickstoff, sie wachsen auch schnell und sind ein nährstoffreiches Futtermittel. Vor allem Kleinbauern können durch Brachiaria ihr Einkommen sichern und ihre Ernährungssituation verbessern. Denn wer weniger Weidefläche braucht um die gleiche Anzahl von Tieren zu ernähren, der kann auf den freigewordenen Flächen Feldfrüchte anbauen.
Nicht nur für Südamerika, sondern für alle tropischen Länder ist diese Pflanze von Interesse. Südostasien, Australien und das tropische Afrika könnten von ihr profitieren. Ein anderer Ansatz könnte es sein, den Syntheseweg von Brachialactone in anderen Nutzpflanzen einzubauen. Neben der Erhöhung der Stickstoffeffizienz könnte der Ansatz die Stabilität des Nährstoffs im Boden zu erhöhen, auch die Landwirtschaft in den gemäßigten Breiten „grüner“ machen.
