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Die Landwirtschaft setzt auf Modernität
Fortgeschrittene Verfahren wie Satellitenbilder und Gentechnik zunehmend genutzt
Kongressbericht von Olaf Christen
Pressemitteilung vom 18.10.2001


Fortschritte in der Wissenschaft werden häufig durch Anwendung innovativer Verfahren erreicht. In angewandten Forschungsrichtungen wie den Agrarwissenschaften wird dieser Zusammenhang besonders deutlich. Unter dem Thema „Technologien im umweltverträglichen Pflanzenbau“ stand daher auf der 44. Jahrestagung der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften der Einfluss verbesserter technischer Möglichkeiten auf die Weiterentwicklung des Pflanzenbaus im Mittelpunkt.

Welche Entwicklung die Fernerkundung in den letzten Jahrzehnten genommen hat und wie entscheidend in Zukunft die Fortschritte in der Satellitentechnik die Landwirtschaft beeinflussen werden, stellte Walter Kühbauch von der Rheinischen Friedrichs-Wilhelms-Universität dar. Bereits in den siebziger Jahren wurden die ersten Land-Sat-Aufnahmen zur räumlichen Inventur landwirtschaftlich genutzter Flächen herangezogen. Obwohl der Spektralbereich noch recht grob auflöste, konnte auf diese Weise die Getreideanbaufläche der wichtigsten Import- und Exportländer bestimmt werden. Inzwischen ist die Präzision der spektralen, räumlichen und optischen Sensoren so weit verbessert, dass auch der Zustand der einzelnen Kulturenarten aus dem All ermittelt werden kann. In den feuchten Regionen der Welt, mit einer häufigen Wolkenbedeckung, war daneben aber auch die Verwendung von Radarsatelliten ein entscheidender Fortschritt. Durch diese Technik können auch bei bedecktem Himmel und in der Nacht Wachstum und Entwicklung, Trockenstress oder mangelnde Nährstoffversorgung exakt abgebildet werden. Heute werden Düngung und Pflanzenschutz vielfach schon detailliert auf räumliche Unterschiede in einem Feld ausgerichtet. Besondere Fortschritte erwartet Walter Kühbauch durch die Nutzung der nächsten Satelliten vom Typ Ikonos II, die mit einer Wiederholungsrate von wenigen Tagen und in einem Raster von nur vier mal vier Metern eine ortsgenaue Lenkung landwirtschaftlicher Maschinen erlauben.

Neben der Fernerkundung wird in der Forschung aber auch zunehmend die Nahbereichserkundung untersucht. Hierbei werden Sensoren an einem Schlepper befestigt. Diese nehmen Informationen auf, die dann direkt für die Entscheidung über Düngung oder Pflanzenschutzausbringung genutzt werden können. So berichtet Roland Gerhards von vielversprechenden Entwicklungen bei der Steuerung der Stickstoffdüngung und der Ausbringung von Herbiziden. Mit entsprechenden Sensoren an der Frontseite der Schlepper kann in Getreidebeständen der Versorgungszustand mit Stickstoff ermittelt werden. Bei der gleichen Überfahrt wird dann, basierend auf diesen Messwerten, mehr oder weniger Dünger ausgebracht.

Die Felder werden also nicht mehr einheitlich gedüngt, sondern angepasst an die Bodenunterschiede. Während das Verfahren bei der Stickstoffdüngung bereits in der landwirtschaftlichen Praxis genutzt wird, ist für die exakte Unkrautbekämpfung noch Forschungsarbeit nötig. Bereits heute sind aber entsprechende optische Verfahren in der Lage, kleine Unkrautpflanzen anhand der Form der Keimblätter von den Kulturpflanzen zu unterscheiden. Auf einem Feld können so die Bereiche identifiziert werden, auf denen besonders häufig unerwünschte Begleitpflanzen gewachsen sind. In einem zweiten Arbeitsgang kann dann die Pflanzenschutzspritze mit diesen Informationen ausgestattet werden und nur die vorher identifizierten Feldteile müssen behandelt werden, während auf den anderen Flächen keine Herbizide appliziert werden.

Auch andere Techniken erweitern zunehmend die gestalterischen Möglichkeiten der Landwirtschaft. Ein Beispiel ist die Anwendung stabiler Isotope. Hierbei erweist sich heute die Möglichkeit, viele unterschiedliche Isotope zu untersuchen, als besonders hilfreich. So weisen T. Gebbing und H. Schnyder von der Universität in Freising-Weihenstephan darauf hin, dass inzwischen von nahezu allen pflanzenphysiologisch bedeutsamen Elementen mehrere natürliche Isotope untersucht werden können. Hierbei enthalten sind sämtliche Elemente, die an der Bildung pflanzlicher Biomasse beteiligt sind. So war es möglich, durch die Un tersuchung des Verhältnisses von unterschiedlich schweren Kohlenstoffisotopen die Ursache der Stressempfindlichkeit zu untersuchen und auf dieser Grundlage trockenresistente Sorten zu züchten. Ergänzt um einige Informationen über die Morphologie der verschiedenen Linien, konnte in Australien mittlerweile eine neue, erstaunlich dürreunempfindliche Weizensorte auf den Markt gebracht werden.

Auch die genaueren genetischen Kenntnisse machten sich für den Pflanzenbau allmählich bezahlt, wie Jens Leon und Klaus Pillen aus dem Institut für Pflanzenbau von der Universität Bonn deutlich machten. Die ersten Weizensorten mit kurzem Halm wurden bereits 1917 entdeckt. Bis zum großflächigen Anbau vergingen allerdings noch mehr als 50 Jahre. Erst 1999 gelang dann die Identifizierung der genetischen Information, die diese Eigenschaft steuert. Inzwischen sind bei vielen Kulturarten die verantwortlichen Gene bekannt, und vielfach versucht man sie mit Hilfe der Gentechnik auch auf andere Arten zu übertragen. Häufig genügt freilich auch schon die Analyse molekularer Marker. Diese liegen auf den Chromosomen in direkte Umgebung zu den Informationen wichtiger Eigenschaften. Obwohl die Lage des gesuchten Merkmals auf den Chromosomen unbekannt ist, kann durch die Selektion auf die Marker schnell mit klassischen Zuchtverfahren gearbeitet werden. Derzeit sucht man außerdem intensiv nach nützlichen Eigenschaften in den Genomen von Wildpflanzen. Unter den Tagungsteilnehmern herrschte Zuversicht, dass durch die gezielte Einkreuzung der gewünschten Eigenschaften aus Wildformen in Kultursorten die genetische Breite wieder deutlich zunehmen wird.

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