Stickstoffnutzungseffizienz (NUE)
Die Stickstoffnutzungseffizienz (engl. Nitrogen Use Efficiency, kurz NUE) beschreibt, wie gut eine Pflanze den verfügbaren Stickstoff aufnimmt, in Biomasse umwandelt und für ihr Wachstum oder die Bildung von Ertrag nutzt. Stickstoff ist ein zentraler Nährstoff – er wird für den Aufbau von Proteinen, Enzymen und Chlorophyll benötigt. Dennoch geht in der Landwirtschaft ein erheblicher Teil des Düngers verloren, da Pflanzen den Stickstoff nicht vollständig verwerten können.
Eine hohe NUE bedeutet, dass eine Pflanze mit weniger Dünger auskommt und gleichzeitig stabile Erträge liefert. Das ist ökologisch und ökonomisch von großer Bedeutung: Geringere Düngemengen reduzieren Kosten, Energieverbrauch und Umweltbelastungen – insbesondere die Auswaschung von Nitrat ins Grundwasser und die Emission von Lachgas, einem starken Treibhausgas.
Die Stickstoffnutzungseffizienz ist ein komplexes Merkmal, das aus zwei Komponenten besteht: der Aufnahmeeffizienz (wie viel Stickstoff die Pflanze aus dem Boden aufnimmt) und der Verwertungseffizienz (wie effizient der aufgenommene Stickstoff in Ertrag umgesetzt wird). Beide Prozesse werden von zahlreichen Genen, Enzymen und Umweltfaktoren beeinflusst.
In der modernen Pflanzenforschung werden Gene identifiziert, die an der NUE beteiligt sind – etwa solche, die den Transport von Nitrat in die Wurzel oder die Umwandlung in Aminosäuren steuern. Projekte wie PREBreed und PROGRESS untersuchen, wie gezielte Genom-Editierung genutzt werden kann, um Pflanzen mit verbesserter Stickstoffeffizienz zu erzeugen.
Langfristig könnte eine höhere NUE dazu beitragen, den Einsatz von Mineraldünger deutlich zu senken, Erträge zu stabilisieren und die Landwirtschaft nachhaltiger zu gestalten. Sie gilt daher als Schlüsselfaktor für eine klimafreundliche Ernährungssicherung der Zukunft.