Neue Studie zu Mischkulturen und Weizenpopulationen veröffentlicht: Vielfalt auf mehreren Ebenen in Pflanzenbausystemen

Abbildung 1: Auf der Y-Achse sind die Weizensorten und Weizenpopulationen aufgetragen. Die X-Achse zeigt den Ertragszuwachs in den Mischkulturen im Vergleich zu den Monokulturen in den zwei Versuchsjahren.


Endlich geschafft! Ein Großteil unserer Forschungsarbeiten zu den Mischkulturen aus Weizen und Erbsen ist veröffentlicht. Das ist das Ergebnis jahrelanger Arbeit, bei der ein großes Team mitgewirkt hat. Maßgeblich bei dieser Arbeit waren natürlich Maria Finckh und Odette Weedon (Ökologischer Pflanzenschutz, Universität Kassel), denen ich es verdanke an einem solch spannenden und durchaus wegweisenden Projekt mitgewirkt zu haben.

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Von heißen Chilis zu kühlen Minzen: molekulare Mechanismen und sinnliche Erfahrungen

Die Ackerminze (Mentha arvensis). Foto von Ivar Leidus, CC BY-SA 3.0, Quelle Wikipedia.


Bisher hat sich der Fokus meiner Pflanzen-Obsession vor allem auf die „heißen“ Chilis gerichtet. Von einer leicht angenehmen Schärfe bis hin zu einem unaushaltbar aggressiven Brennen reicht die Wirkung dieser Pflanzen. Der Mensch scheint Gegensätzen zu lieben und deshalb bin ich nun bei den „kühlen“ Minzen gelandet. Aber wie bin ich den Minzen – abseits des alltäglichen Konsums in Zahnpasta und Tees – begegnet?

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Die Backkampagne für Weizenpopulationen als Meilenstein für die Agrarökologie und unser Ernährungssystem

Hier sieht man die Krume einer der ersten Brote aus der Backkampagne Pop-Kruste für Weizenpopulationen. Gebacken in der Backwerk Demeter Bäckerei von Christian Lecht. Fotografiert von Capture Moments.


Für die Frage, wie wir mehr Vielfalt in die Landwirtschaft bekommen, gibt es eine schier unendliche Menge an wissenschaftlichen Fachpublikationen mit vielen empirischen Ergebnissen und Konzepten zur Vielfalt in der Landwirtschaft. Geht es dann aber in die Praxis, wird die Luft relativ schnell sehr dünn. Vor allem, wenn es um Ansätze geht, die über die durch EU-Normen und Fachverbände regulierte Ökolandwirtschaft hinausgehen. Mehr biologische Vielfalt im landwirtschaftlichen Produktionssystem selbst – also nicht als kurz angelegter Blührandstreifen – scheint der Rationalität von Produktionssystemen zuwider zu laufen. Vielfalt schafft heterogene Produktionsbedingungen, heterogene Qualität oder kurz Chaos, welches durch einen erhöhten Aufwand im Management ausgeglichen werden muss. Mögliche Vorteile, wie eine verbesserte Pflanzengesundheit, stärkere Unkrautunterdrückung und Ertragsstabilität und damit ein geringerer Bedarf an Pflanzenschutzmaßnahmen werden zwar anerkannt. Diese werden allerdings oft gegenüber den Herausforderungen des Managements der biologischen Vielfalt als unzureichend betrachtet. Um den praktischen Gegenbeweis anzutreten, hat ein Team der Universität Kassel im Fachgebiet Ökologischer Pflanzenschutz (Odette Weedon) und Betriebswirtschaft (Torsten Siegmeier) zusammen mit Landwirt*innen, Mühlen und Bäckereien die Backkampagne Pop-Kruste in Deutschland gestartet. Deutschlandweit kann man in 13 Bäckereien Brote kaufen, die aus dem Mehl von Weizenpopulationen gebacken wurden. Eine Tabelle mit allen Bäckereien findet man am Ende dieses Artikels.

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Gestapelte Chili: Makrofotografie von Chilis mit Focus Stacking

Elegant geschwungene Chili-Keimlinge der Art Capsicum baccatum. Das Foto ist ein Stack aus mehreren Einzelfotos.


Momentan experimentiere ich mit meiner neuen Canon R6 und der Makrofotografie. Gegenstand meiner Versuche sind kleine Chilisämlinge der Art Capsicum baccatum. Für Hintergründe zur Chilivielfalt verweise ich auf meine ausführlichen Chili-Artikel. Eine der Herausforderungen bei der Makrofotografie ist die geringe Tiefenschärfe der Fotos, die durch den geringen Abstand des Objektes zum Foto-Sensor entsteht. Denn bei der Makrofotografie möchte man nah an das Objekt, um einen großen Darstellungsmaßstab auf dem Fotosensor zu bekommen. Ein Weg mit diesem Problem umzugehen, ist es die Blende mehr zu schließen also mit relativ großen F-Werten zu arbeiten. Dadurch vergrößert sich die Tiefenschärfe aber auch der Lichteinfall verringert sich, was man durch erhöhte ISO-Werte kompensieren kann aber dann mit einem stärkeren Bildrauschen bezahlt. Eine Alternative ist das Focus Stacking (auch als Focus Merge bezeichnet) also die Kombination mehrerer Fotos eines Objektes.

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Funkelnde Lichtspiele auf Gräsern: Schönheit und Funktion

Gräser mit lichtbrechenden Wassertropfen, die durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit entstanden sind. Fotografiert mit einer Canon R6 mit 24-105 mm Objektiv.


Eine nasse Wiese im winterlichen Morgengrauen. Kein besonders gemütlicher oder besonders schöner Ort. Insekten, Blüten und bunte Farbtöne? Fehlanzeige! Und nasse Füße bekommt man auch. Und dennoch, wenn man sich auf die kleinen Details einlässt, findet sich eine unglaubliche Schönheit und die Faszination, die Lebewesen ausstrahlen, die in ihre Lebenswelt eingebettet sind. In diesem Fall Gräser auf denen der über Nacht gefrorene Tau im Sonnenlicht wieder schmilzt. Dabei entstehen funkelnde Lichtspiele durch Wassertropfen, die in vielfältiger Weise das Licht reflektieren, brechen und bündeln. Schaut man sich die einzelnen Tropfen an, erkennt man wie sich die Umwelt (andere Pflanzen) in diesen spiegelt. Perlengleich reihen sich die Tropfen an den Blatträndern auf. Biologie und Ökologie aber kennen keine Ästhetik. Pflanzen sind erdgeschichtlich evolviert und ihre Gestalt ist geprägt von Funktionalität und Anpassungen an ihre Umwelt. Schönheit ist hier kein Kriterium.

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Zauber und ökologische Geheimnisse der Waldwelten am Rand des südlichen Ruhrgebietes

Waldlicht: Der Wald filtert das Licht durch die Farbpigmente in den Blättern. Dadurch ensteht ein spezifisches „Lichtklima“ mit ökologischen Wirkungen auf den Waldboden und psychologischen Wirkungen auf das menschliche Gemüt.


Das Licht im herbstlichen Wald ist etwas ganz Besonderes. Die Sonne wird gefiltert durch das herbstlich bunte Blätterdach. Alles wirkt ein bisschen verzaubert. Das Licht und die haushohen Bäume sind eine Energiequelle für den Geist.

Auch aus der Perspektive eines Biologen ist es faszinierend sich im Wald zu bewegen, da man sich unter dem Blätterdach wirklich in ein Ökosystem hineinbegibt, welches von den Bäumen selbst erschaffen wird. Man taucht gewissermaßen in ein Ökosystem. Dies ist eigentlich nur noch vergleichbar mit dem Tauchen in den gewaltigen Riff-Welten, die von Korallen erschaffen werden. Die Bäume filtern das Sonnenlicht durch ihre Blattpigmente. Sie schaffen ein lokales Wald-Klima durch die Verdunstung von Wasser und befeuchten und kühlen die Luft. Bäume fungieren als biologische Wasserpumpen durch den Mechanismus des hydraulischen Lifts und können auch das regionale Klima und die Niederschläge beeinflussen. Die Bäume erschaffen ein Waldklima. Die Bäume sind an der Entstehung des Waldbodens beteiligt. Mit Fug und Recht kann man also von Waldwelten sprechen.

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Ökologische Alltagsbeobachtungen: an Chilis knabbernde Rehe als Zeichen von zu großen Populationen?

Selektiver Wildschaden (Verbiss): Eine fast vollständig entlaubte Chili-Pflanze (Sorte: Jamy), deren Früchte verschont wurden.


Etwas verärgert war ich in diesem Herbst wegen Fraß-Schäden (Verbiss) an den Rosen in unserem Garten. Hier wurden die jungen Triebe und Knospen abgeweidet und an einigen weiteren Topfpflanzen. Da wir Rehe in unserem Garten beobachtet haben – wenn wir sie auch nicht auf frischer Tat ertappen konnten – halte ich sie für die wahrscheinlichste Schadensursache. Die Beschäftigung mit solchen Problemen könnte man durchaus als albernes Spießertum interpretieren.

Allerdings scheint es so zu sein, dass Wild in Europa zunehmend zu Problemen in der Land- und Forstwirtschaft führt (Carpio et al., 2021). In der Fachliteratur wird hier von „overabundance“ gesprochen. Diese ergibt sich allerdings nicht allein durch die Größe einer Wildtier-Population sondern zusätzlich durch den objektiv gemessenen Schaden und der subjektiven Betroffenheit von Interessensgruppen wie Landwirt*innen und Gärtner*innen. Und ich war – ganz spießbürgerlich – durchaus verärgert über den Wildverbiss, habe mich aber auch über den Anblick der schönen Rehe gefreut.

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Basilikum als langblühende Bienenweide und mehrjähriger Begleiter im Garten

Der Blütenstand eines mehrjährigen Basilikums.


Das Strauch-Basilikum in unserem Garten hat mich schon einige Jahre auf meinem Weg begleitet. Im Leipziger Gemeinschaftsgarten Querbeet haben wir sie vor vielen Jahren zum ersten Mal kultiviert. Dann hat es mich über Witzenhausen bis nach Essen im Ruhrgebiet begleitet. Basilikum (Ocimum basilicum) ist prinzipiell mehrjährig aber nicht winterhart in unseren Breiten. Da sich aus den Pflanzen sehr leicht Stecklinge machen lassen und diese weniger Platz beanspruchen als die großen ausgewachsenen Pflanzen, habe ich dies immer zur Überwinterung genutzt. Die Pflanzen wurzeln sehr schnell, so dass die Präparation von Stecklingen immer sehr erfolgreich war.

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Dunkelfärbung von Chili-Früchten: eine Stressantwort auf Licht und kühle Temperaturen?

Die linke und der Sonne zugewandte Seite der Chili-Frucht ist durch Anthocyane dunkel gefärbt.


Der Garten ist ein hochspannendes Terrain für pflanzenökologische Beobachtungen bei Kulturpflanzen. Vor einigen Tagen ist mir ein Phänomen begegnet, welches ich schon ein paar Mal – allerdings relativ oberflächlich – beobachtet habe. An einigen meiner Chili-Pflanzen färben sich gegen Ende des Sommers die erst noch grünen Früchte dunkel und zwar nur an einer Seite der Frucht. Dies habe ich an den Früchten der Sorte Lemon Drop beobachtet, die zur Chili-Art Capsicum baccatum gehört. Normalerweise ist die reife Frucht bei dieser Sorte zitronen-gelb gefärbt. Da die Färbung nur an einer Fruchtseite auftritt und zwar tendenziell an der sonnenexponierten Seite (nach Süden bzw. oben ausgerichtet), scheint die Lichtexposition die wahrscheinlichste Erklärung. Warum aber färben sich die Pflanzen dann erst gegen Ende des Sommers dunkel ein? Die Beobachtung habe ich gegen Ende August bzw. Anfang September gemacht und hier wurden die Nächte kühler. Es könnte also sein, dass die Interaktion von Licht und Temperatur die Anthocyanbildung ausgelöst hat. Eine weitere Beobachtung, die ich gemacht habe, ist dass die Früchte auf der Oberseite in der morgendlichen Frühe stark von Tauwasser benetzt waren aber nicht oder sehr viel weniger stark auf der Unterseite. Da Wasser bei geringen Temperaturen kondensiert, wäre dies ein Indiz für die Hypothese einer Interaktion der Faktoren Licht und Temperatur.

Beobachtung von Farbreaktionen on Chili-Früchten im Garten an der Sorte Lemon Drop.
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Auf dem Weg zu multifunktionalen Pflanzenbausystemen: dicke Bretter und rocket science

Hier sieht man eine vereinfachte Darstellung einer multifunktionalen Evaluation von Mischkulturen aus Erbsen und Weizen im Vergleich zu den Reinbeständen. Gezeigt sind Mittelwerte der relativen Unterschiede zwischen Misch- und Reinbestand ohne Signifikanzlevel und Fehlerindikatoren.


Nach dreieinhalb Jahren experimenteller Arbeit bei Prof. Maria Finckh sitze ich nun über einen Berg an Daten, den wir im Versuchsbetrieb Neu-Eichenberg gewonnen haben. Während dieses teilweise sehr technischen Analyse- und Schreibprozesses kreuzen auch immer wieder etwas allgemeinere Ideen und Fragen meine Gedanken. Eine ganz allgemeine lautet: Wie müssten unsere Pflanzenbausysteme gedacht und gemacht werden, damit sie ökologischer und klimaresilienter werden aber eben auch produktiv und wirtschaftlich bleiben?

Die Kritik an den Monokulturen in der Landwirtschaft ist fast schon ein Öko-Klischee. Dennoch enthält sie viel mehr als nur ein Fünkchen Wahrheit. Das Problem, welches uniforme Pflanzenbausysteme schaffen, liest man auch im Mainstream der agrarwissenschaftlichen Grundlagenliteratur. Z.B. werden „homogene Bestände“ als ein Hauptgrund für die Notwendigkeit von Pflanzenschutz im Einleitungskapitel der „Phytomedizin“ genannt (Hallmann und von Tiedemann, 2019, S. 13). Auch Miedaner (2011) weist grundlegend auf den positiven Zusammenhang von Bestandshomogenität und Ausbreitungsgeschehen von Pflanzenkrankheiten hin.

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