Landwirtschaft 
Nachhaltiges Getreide gegen den Klimawandel
Im Frühjahr wird gesät, im Herbst wird geerntet. Schon vor fast 11.000 Jahren gaben die ersten Bauern in Südwestasien diesen Rhythmus vor. Zunächst bauten sie Gräser an, die kaum von ihren wilden Verwandten zu unterscheiden waren. In Jahrhunderten der Auslese und der Kreuzung wurden die Körner immer größer, die Ähren immer praller, das Stroh immer kürzer.
Vom Fruchtbaren Halbmond aus trugen die Menschen ihr Getreide in die Welt hinaus. Auch der aus China stammende Reis oder der mittelamerikanische Mais finden sich heute auf Äckern rund um die Welt, in unzähligen Varianten. Eines aber haben sie alle gemeinsam: Im Frühjahr wird gesät, im Herbst wird geerntet.
Dabei ist das Prinzip des einjährigen Getreides keins, das die Natur vorsieht. Die Mehrzahl der wilden Pflanzen setzt auf eine andere Strategie. Anstatt jedes Jahr neu heranzuwachsen, bilden sie robuste Strukturen aus, um den widrigen Jahreszeiten zu trotzen. Die meisten Ökosysteme werden dominiert und geformt von diesen ausdauernden Arten. Ihr Wurzelwerk, ihre Stämme und Stängel sorgen für Stabilität und Vielfalt im und über dem Boden.
In der Natur gilt: Die Mischung macht’s
Ergänzt wird diese zähe, ausdauernde Flora von den einjährigen Pflanzen. Mit ihrer Strategie besetzen sie andere ökologische Nischen, sind flexibler und schneller. Besonders in häufig gestörten Systemen spielen sie ihre Vorteile aus. Und Trocken- oder Kältezeiten überstehen sie gut geschützt als Samen.
In der Ökologie ist es immer die Mischung, die ein gesundes System ausmacht. Unsere Landwirtschaft aber ist eintönig. Nicht nur, dass die meisten Nahrungspflanzen in Monokultur angepflanzt werden. Auf einem Großteil der Flächen wachsen zudem ausschließlich einjährige Pflanzen: Weizen, Mais, Reis, Gerste, Hafer machen rund 70 Prozent der weltweiten Ackerflächen aus.
Auch die meisten Gemüse wachsen einjährig: Tomaten, Gurken, Zucchini, Kürbisse, Bohnen. Insgesamt stammen gut 85 Prozent unserer Nahrungskalorien von Einjährigen.
Der schnelle Takt der modernen Landwirtschaft macht den Böden zu schaffen. Schätzungsweise 24 Milliarden Tonnen wertvolle Erde gehen jedes Jahr weltweit verloren. Das häufige Pflügen fördert die Erosion, genau wie die in Reih und Glied stehenden Getreidepflanzen.
Pestizide, Dünger, versalzene Böden
Auch reichern die Böden im Vergleich zu durchgängig bewachsenen Flächen kaum organisches Material an. So gehen große Mengen an Kohlenstoff verloren und landen als Kohlendioxid in der Atmosphäre. Pestizide und Dünger belasten das Grundwasser. Und intensive Bewässerung lässt die Böden versalzen.
Ausdauernde Äcker hätten einen entscheidenden Vorteil: Wurzeln. Den Pflanzen blieben nicht nur wenige Monate, sondern mehrere Jahre Zeit, um ihr Wurzelwerk auszubilden – jenes Geflecht also, das Erosion aufhalten, Symbiosen eingehen, Nährstoffe effizient nutzen, Wasser zugänglich machen und Kohlenstoff im Boden anreichern kann.
Während einjähriges Getreide 15 bis 30 Prozent seines organischen Materials unter die Erde verlagert, sind es bei ausdauernden Wildgräsern rund 60 Prozent. Zudem könnten die Bauern eine Menge Zeit und Diesel sparen, wenn sie nicht jedes Jahr säen müssen. Und sie müssten seltener pflügen, da mehrjährige Nutzpflanzen mehr Durchsetzungsvermögen haben gegen ihre unkrautige Konkurrenz.
Ist es also möglich, den Jahrtausende alten Rhythmus neu aufleben zu lassen? Könnten ausdauernde Nahrungspflanzen die Lösung sein für eine nachhaltigere Landwirtschaft?
Erst Indiander, jetzt Forscher
In der Mitte der USA liegt der Bundesstaat Kansas. Vor 300 Jahren noch streiften dort die Völker der Pawnee und Wichita büffeljagend durch die Hochgrassteppe, trotzten heißen Sommern, kalten Wintern und Wirbelstürmen. Heute fegen die Tornados über Maisplantagen, Weizenfelder und Rinderweiden hinweg.
In der Mitte von Kansas wiederum liegt das Städtchen Salina. Das Straßennetz rund um die Stadt ist in Quadrate mit einer Seitenlänge von genau einer Meile eingeteilt – das Gerüst einer gigantischen Agrarindustrie. Ausgerechnet hier liegt das Land Institute – ein gemeinnütziges Forschungsinstitut, das sich seit 40 Jahren wehrt gegen eine industriell gepolte Landwirtschaft und gegen ihren Taktgeber, den jährlichen Erntezyklus.
„Die Wildnis muss für uns zum Richtwert werden“, erklärt Gründer Wes Jackson auf der Homepage des Instituts. Nach einem Uni-Abschluss in Botanik und mit einem Doktortitel der Genetik kam er 1976 zurück in seine Heimatstadt Salina, um Ackerbau natürlicher zu gestalten – was für die meisten Menschen damals fremd gewirkt haben muss. „Im Grund sind alle natürlichen Ökosysteme perennierende Polykulturen“, sagt Jackson – eine von ausdauernden Pflanzen beherrschte Artenvielfalt also. „Die Landwirtschaft hat das auf den Kopf gestellt.“
Verfilzter Wuschel, dünnes Zöpfchen
Heute forschen Wissenschaftler in Salina an ausdauernden Ölsaaten: Silphium integrifolium beispielsweise könnte einst Sonnenblumen oder Raps ersetzen. Verwandt ist die gelb blühende Pflanze mit der Durchwachsenen Silphie, die auch auf deutschen Äckern als Treibstoff für Biogasanlagen angebaut wird – und zwar über mehrere Jahre hinweg. Auch Stickstoff bindende Hülsenfrüchte wie Lupinen, Esparsetten oder Luzernen erproben die Forscher in ausdauernden Varianten.
Den größten Aufwand betreibt das Land Institute im Bereich der Getreide. Hier hat es auch seinen größten Erfolg: Kernza. Unter diesem Namen vermarktet das Institut einen mehrjährig wachsenden Weizenverwandten, der durch jahrzehntelange Züchtung entstanden ist. Öko-Bäckereien backen Kernza-Brot und Kernza-Pizza, hippe Restaurants kochen Kernza-Pasta. Und die Firma Patagonia, eigentlich bekannt für Outdoor-Klamotten, lässt aus dem neuen Getreide Bier brauen: das „Long Root Pale Ale“ – das Bier der langen Wurzel.
Über drei Meter weit graben sich Kernza-Wurzeln in den Boden. Fotos von ausgebuddelten Pflanzen zeigen den Unterschied zu modernem Weizen: Wo an der einen Pflanze ein riesiger, verfilzter Wuschel wuchert, baumelt an der anderen ein dünnes Zöpfchen. Noch ist Kernza aber keine echte Alternative zu etablierten Getreidesorten. Viermal mehr Ertrag pro Fläche bringt Weizen, seine Körner sind fünfmal so groß.
Reis geht auch anders
Bei einem anderen Getreide sind die Erfolge deutlicher: dem Reis. Chinesische Wissenschaftler kreuzten den einjährigen asiatischen Reis, Oryza sativa, mit einem ausdauernden afrikanischen Verwandten, Oryza longistaminata. Über fünf Jahre hinweg soll die entstandene Sorte PR23 nun durchhalten, zwei Ernten fahren die Reisbauern pro Jahr ein. Die Erträge von PR23, schreibt Forscher Fengyi Hu im Fachjournal „Sustainability“, seien vergleichbar mit einjährigen Reissorten. Und der Arbeitsaufwand – beim Nassreisanbau ist das Pflanzen der Setzlinge eine schlimme Plackerei – reduziert sich beträchtlich.
„Ausdauernder Reis hat riesiges Potenzial in Asien“, meint Hans Dreyer, Leiter der Abteilung Plant Production and Protection der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO). Nicht nur in China, sondern auch in Indien. Voraussetzung ist allerdings ein ganzjährig günstiges Klima, ohne Überschwemmungen oder Trockenzeiten.
Der Ökologe Hanno Schäfer von der Technischen Universität München hofft vor allem bei Gemüse und Obst auf weitere ausdauernde Sorten. Er selbst hat mit Kollegen zwei wilde Verwandte der Honigmelone aufgespürt, einen in Australien, den anderen in Indien, um daraus beharrliche Sorten zu züchten. „Gerade in tropisch-subtropischen Gebieten sind ausdauernde Gemüse absolut die Zukunft“, ist Schäfer überzeugt. „In weiten Teilen Indiens oder Afrikas, wo die heimischen Verwandten alle überdauern, da ist es völlig absurd, einjährige Sorten anzupflanzen.“
Der springende Punkt: die Erträge
Was aber entscheidet, ob die Ausdauer-Sorten tatsächlich in den Anbau gehen? „Springender Punkt sind natürlich die Erträge“, sagt Hanno Schäfer. „Denn für die Umwelt wäre es fatal, wenn wir wegen sinkender Erträge zusätzliche Flächen für Ackerland bräuchten.“ Speziell bei Getreide seien die Gewinnmargen extrem schmal – ob sich PR23, Kernza und Konsorten bewähren, ist für Schäfer noch ungewiss.
Maria von Korff ist da optimistischer. Sie leitet das Institut für Pflanzengenetik der Universität Düsseldorf, unter anderem untersucht sie Gerste und deren wilde Verwandte auf ihr Potenzial als ausdauernde Getreide. „Natürlich kann eine einjährige Pflanze am Ende der Saison ihre gesamte Energie in die Körner stecken“, sagt von Korff. „Ausdauernde dagegen müssen Ressourcen binden für Überlebensstrategien.“ Allerdings müssen sie sich im nächsten Jahr eben nicht neu etablieren. Und Krankheiten und Schädlingen bieten sie zwar größere Angriffsfläche – aber auch mehr Abwehrkräfte.
Welche Strategie die bessere ist, da sei die Fachwelt unentschieden, erzählt von Korff. Einige Kollegen gingen davon aus, dass einjährige Sorten im Ertrag immer überlegen bleiben. Andere sähen großes Potenzial in beständigen Nahrungspflanzen. Denn im Vergleich zu Hochleistungssorten stehen ausdauernde Züchtungen noch am Anfang.
Das System umkrempeln
Das Geeignete zu finden, ist das Eine. Bleibt eine noch größere Herausforderung: das System umzukrempeln. Denn von Saatgut über Dünger und Spritzmittel bis zu den Landmaschinen ist die ganze Branche auf den bewährten Rhythmus eingefahren. „Ausdauernde Pflanzen würden die Agrarindustrie ganz schön aushebeln“, erklärt Maria von Korff. „Sie müsste ihre ganzen Produktionslinien ändern.“ Und die Lobby ist stark. „Ich fürchte, die werden das Feld nicht kampflos räumen.“
Langfristig hält von Korff Ausdauernde für ein zweites Standbein der Landwirtschaft. Gerade für einen nachhaltigen Ackerbau, der Dünger und Herbizide stark reduzieren will. Allerdings sind sie keine Universalwaffe. Sie brauchen die richtigen Bedingungen, um ihre Vorteile zu nutzen: In trockenen Gebieten etwa – durch den Klimawandel werden sie global zunehmen – können tiefere, ausdauernde Wurzeln ein entscheidender Vorteil sein. Bei extremen Sommern oder Wintern wiederum ist eine Überdauerung als Same die bessere Strategie.
Auch FAO-Abteilungsleiter Hans Dreyer ist zuversichtlich: „Neben PR23 sind mehrere andere Reissorten in der Pipeline. Dauerhafter Buchweizen wird im Feldversuch getestet. Und in Australien laufen vielversprechende Tests mit Weizensorten.“ In den nächsten zehn Jahren, ist Dreyer überzeugt, wird die Welt einige mehrjährige Nahrungspflanzen kennenlernen. Im Frühjahr wird gesät, heißt es dann. Und im Herbst wird geerntet, im Herbst wird geerntet, im Herbst wird geerntet.