ETH Zürich: Mischkulturen sind ertragreicher als Monokulturen

In Mischkulturen werden mehrere Arten oder Varietäten nebeneinander ausgesät. Ein Team der ETH-Zürich hat in einer Studie, die jetzt in der Fachzeitschrift "Nauture Plants" erschienen ist, aufgezeigt, dass Mischkulturen auch im Ackerbau deutlich mehr Ertrag abwerfen als Monokulturen. Ökosysteme können ihre Funktionen besser erfüllen, wenn die biologische Vielfalt groß ist, so die Wissenschaftler*innen. Zu solchen Funktionen gehören die Regulierung des Wasserhaushalts, der Erhalt der Bodenfruchtbarkeit oder eine höhere Pflanzenproduktivität. Mischkulturen nutzen dieses ökologische Prinzip. „Forschung in landwirtschaftlich genutztem Grünland hat gezeigt, dass vielfältigere Wiesen produktiver sind als solche, die nur aus einer oder wenigen angesäten Arten zusammengesetzt sind“, sagt Schöb aus der Forschungsgruppe. Sie haben untersucht, ob dieser grundlegende ökologische Mechanismus auch im Ackerbau zum Tragen kommt, insbesondere hinsichtlich des Ertrags. Dazu wurden zwei Forschungsstandorte eingerichtet – einer auf dem Campus der Universität Zürich, der andere in der spanischen Provinz Extremadura, die sehr viel trockener und wärmer ist als Zürich. So konnte das Wachstum der Nutzpflanzen in unterschiedlichen klimatischen Zonen beobachtet werden. Getestet wurden acht ausgewählte Arten (Weizen, Hafer, Quinoa, Linsen, Lupine, Lein und Leindotter (eine Ölsaat ähnlich wie Raps) sowie Koriander) jeweils in Mischungen aus zwei respektive vier verschiedenen Nutzpflanzen. Ausgesät wurden die Pflanzen wechselweise in parallelen Streifen mit 12 Zentimeter Abstand dazwischen. Die Experimente wurden ohne den Einsatz von Pestiziden durchgeführt. Schließlich verglichen sie die Körnermasse und die oberirdische Biomasse der Pflanzen aus Mischkulturen mit derjenigen aus Monokulturen. Das Resultat sei deutlich: Schon ab Mischungen von zwei Arten stieg der Ertrag gegenüber dem Anbau in Monokultur um 3 Prozent in Spanien und um 21 Prozent in der Schweiz. Säten die Forschenden vier Arten nebeneinander an, betrug der Mehrertrag sogar 13 beziehungsweise 44 Prozent in Spanien und der Schweiz. Den erzielten Mehrertrag erklären sich die Forschenden vor allem mit dem Biodiversitätseffekt: Eine höhere Vielfalt erlaubt eine bessere Ausnutzung der verfügbaren Ressourcen und eine bessere, natürliche Schädlingskontrolle. Zudem würden die Pflanzen mehr Energie und Material in die Produktion von vegetativer Biomasse (Blätter, Stängel) investieren und im Verhältnis dazu weniger in die Samenproduktion. Die Pflanze mache einen Kompromiss, erklärt Schöb, je mehr sie in vegetative Biomasse hineinstecke, desto mehr fahre sie die Investitionen in ihre Samen herunter. „Trotz allem resultierte unter dem Strich mehr Ertrag als in einer Monokultur“, so der Agrarforscher. Schöb führt diesen Effekt, mehr Energie in den Aufbau von vegetativer Biomasse zu investierten, darauf zurück, dass die Sorten für Monokulturen gezüchtet seien, der Ertrag also optimal sei, wenn diese Pflanzen nur unter ihresgleichen wachsen. Schöb hält es deshalb für wahrscheinlich, dass das Potenzial für Mehrertrag mit Saatgut, das an Mischkulturen angepasst ist, noch besser ausgeschöpft werden kann. Dazu müssten die gängige Züchtung – die auf Hochertragssorten in Monokulturen abziele – angepasst werden.