Vielfalt statt Monokultur
Sortenmischungen erhöhen Ertrag, Ressourceneffizienz und Krankheitsresistenz

Reis profitiert besonders stark von Sortenmischungen im Anbau. (Bildquelle: © Pixabay, Content License)
Studien zeigen, es gibt einen einfachen und schnellen Weg, nachhaltig Erträge zu steigern und zu stabilisieren und zugleich Pflanzenschutzmittel einzusparen: Betriebe sollten Sortenmischungen statt Monokulturen anbauen.
In Zeiten wachsender Herausforderungen für die Landwirtschaft – Klimawandel, knappe Wasserressourcen und steigende Anforderungen an die Nachhaltigkeit – suchen Forscher:innen weltweit nach Alternativen zur intensiven Monokultur. Ein internationales Team unter Beteiligung der Universität Bonn hat nun eine Methode untersucht, die nicht nur Ernteerträge erhöht, sondern auch die Stabilität und Widerstandskraft von Pflanzen steigert: das Anpflanzen von Sortenmischungen. Diese Praxis, bei der mehrere Sorten derselben Pflanzenart zusammen auf einem Feld angebaut werden, verspricht demnach eine produktivere und umweltschonendere Landwirtschaft.
In ihrer Metastudie haben die Forscher:innen weltweit 103 Studien ausgewertet und für zwölf wichtige Nutzpflanzenarten den Anbau von Monokulturen mit dem von Sortenmischungen verglichen. Die Mischungen bestanden aus zwei bis neun Sorten. Analysiert hat das Team Ertrag und Ertragsstabilität, Effizienz der Ressourcennutzung sowie die Schwere von verschiedenen Infektionskrankheiten.
Reis und Mais profitieren am stärksten
Durchschnittlich waren Sortenmischung 3,8 Prozent ertragreicher als Monokulturen. Besonders deutlich zeigte sich das bei Reis, dessen Ertrag im Mittel sogar um 16,1 Prozent zulegte. Beispielsweise verringerte die Beimischung kurzwüchsiger resistenter Sorten den Schaden durch Reisbrand (eine Pilzerkrankung) an anfälligen hochwüchsigen Kultivaren um 89 Prozent. Zugleich führte ein solcher Mix dazu, dass Reis seltener „ins Lager“ geht, also seltener durch Nässe oder Wind zu Boden gedrückt wird. Nicht zuletzt verwertete die Sortenmischung Stickstoff besser.

Auch bei Mais zeigen sich deutliche Ertragsgewinne durch den Anbau von Sortenmischungen.
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Auch Mais profitierte als Sortenmischung mit 8,5 Prozent Zugewinn deutlich beim Ertrag. Schlusslichter waren Gerste (+0,9 Prozent) und Sorghum (keine Veränderung). Insgesamt erhöhte sich in vier von fünf Fällen die oberirdische Biomasse und in drei von fünf Fällen der Ernteindex, also das Verhältnis von Kornertrag zu oberirdischer Biomasse. Auch der Proteingehalt der Körner lag bei drei von fünf Sortenmischungen höher als bei der entsprechenden Monokultur.
Ähnlich wichtig wie der Ertrag ist für die Landwirtschaft die Ertragsstabilität über mehrere Anbaujahre und auf unterschiedlichen Flächen. Auch hierbei erwiesen sich Sortenmischungen als vorteilhaft und wurden weniger durch Wetter- und anderen Umweltveränderungen beeinflusst.
Bessere Nutzung von Licht und Wasser
Sortenmischungen nutzten zudem die verfügbaren Ressourcen meist effizienter als Monokulturen. So stieg die Effizienz der Wassernutzung um 4,3 Prozent und die Photosyntheserate erhöhte sich um 8,5 Prozent. Grund dafür ist, dass Sortenmischungen eine bessere Nutzung des Sonnenlichts ermöglichen, weil die Pflanzen verschiedene Höhen und Blattstrukturen aufweisen. So wird das Licht besser eingefangen und in Energie für das Pflanzenwachstum umgewandelt.
Weiterhin sank in Sortenmischungen der Krankheitsindex um 24,1 Prozent. Die Kennzahl ist ein Maß für die Schwere, mit der ein Feld von einem Erreger betroffen ist. Bei Weizen reduzierte sich der Krankheitsindex für Mehltau beispielsweise um 10,9 Prozent und jener für Weizenrost um 32,3 Prozent. Diese Resistenz gegen Krankheiten bedeutet nicht nur weniger Ernteverluste, sondern auch eine Reduzierung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln – ein großer Vorteil für Umwelt und Gesundheit. Die Forscher:innen erläutern, dass Sortenmischungen die Pflanzengesundheit verbessern, weil verschiedene Sorten verschiedene Resistenzen aufweisen. Dies schaffe einen natürlichen Schutzschirm gegen Schädlinge und Krankheitserreger.
Effekt der Sortenmischung hängt auch am Klima
Abschließend werteten die Forscher:innen aus, welche Rolle Klima- und Bodenvariabeln spielen. Besonders große Effekte durch Sortenmischungen fanden sich demnach in Regionen mit höheren Durchschnittstemperaturen und Niederschlagsmengen sowie geringeren Breitengraden. Insgesamt hing das Ausmaß der Vorteile der Sortenmischung stärker von Klimafaktoren ab als von Bodenvariablen oder der Kulturpflanzenart.

Monokulturen sind anfälliger für Schädlinge und benötigen zusätzliche Nährstoffe.
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Die Ergebnisse dieser Studie eröffnen wichtige Perspektiven für die Landwirtschaft. Während die heutige landwirtschaftliche Praxis oft auf intensive Monokulturen setzt, um höchste Erträge zu erzielen, zeigt die Studie, dass Sortenmischungen eine echte Alternative sein können. Besonders in Regionen mit extremen klimatischen Bedingungen, unregelmäßigen Regenfällen oder hohem Krankheitsdruck könnten Landwirt:innen von der Robustheit und Effizienz der Sortenmischungen profitieren. Durch die Kombination von Sorten, die sich in ihrem Wachstum und ihrer Krankheitsresistenz ergänzen, könnte es möglich sein, eine nachhaltigere und ertragreichere Landwirtschaft zu betreiben, ohne dass dabei vermehrt auf chemische Pflanzenschutzmittel oder künstliche Bewässerung zurückgegriffen werden muss.
Herausforderungen für Abnehmer
Für die Züchtung bedeutet dies auch neue Herausforderungen. Derzeit werden viele Sorten vor allem für den Monokulturanbau entwickelt. Doch die Forscher glauben, dass speziell für Sortenmischungen gezüchtete Sorten noch größere Vorteile bieten könnten.
Ein Hindernis für den Einsatz von Sortenmischungen in der Praxis könnte die Nachfrage nach Einheitlichkeit im Anbau und der Weiterverarbeitung sein. Gerade große Abnehmer wie Brauereien oder die Backindustrie verlangen eine größtmögliche Uniformität der Erntequalität, die bei Sortenmischungen nicht immer garantiert werden kann. Die Qualität der Ernte könnte allerdings bei Sortenmischungen sogar höher liegen, weshalb eine wichtige Voraussetzung für deren Verbreitung darin liegt, dass Verbraucher:innen und Produzent:innen diese Variation akzeptieren.
Vorteile für Landwirtschaft, Züchtung und Umwelt
Helfen könnte dabei ein weiterer Vorteil von Sortenmischungen: Sie sind auch gut für großflächige mechanisierte Betriebe geeignet. Anders als bei Mischkulturen mit verschiedenen Pflanzenarten, bei denen die Pflege und Ernte oft spezialisierte Technik erfordert, lassen sich Sortenmischungen relativ einfach in bestehende Systeme integrieren. So könnten auch große Betriebe ohne größere Umstellung der Anbauweise von den Vorteilen dieser Vielfalt profitieren. Und auch züchterisch liegt in diesem Ansatz großes Potenzial: Es ist oft einfacher, zwei Elitesorten mit unterschiedlichen Resistenzen auf dem Feld zu kombinieren, als deren Resistenzen in einer neuen Elitesorten zusammenzuführen.
Quelle:
Huang, T., et al. (2024): Cultivar mixtures increase crop yields and temporal yield stability globally. A meta-analysis. In: Agronomy for Sustainable Development, April 2024, 44:28. doi: 10.1007/s13593-024-00964-6.
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Titelbild: Reis profitiert besonders stark von Sortenmischungen im Anbau. (Bildquelle: © Pixabay, Content License)