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Versuche zur Ertragsverbesserung/>
a) Biologische Stickstoffixierung
Stickstoff ist ein lebenswichtiger Baustein für alle Lebewesen. Leider können Pflanzen den Stickstoff aber nicht aus der Luft aufnehmen, sondern nur über die Wurzeln in Form von Nitraten oder Ammonium. Der Ertrag auf den Feldern ist deshalb direkt mit der Intensität der entsprechenden Stickstoffdüngung gekoppelt. Die Herstellung des Stickstoffdüngers verbraucht sehr viel Energie, so daß hohe Kosten für den Landwirt entstehen. Außerdem verseuchen die Nitrate das Trinkwasser. Eine Verringerung der weltweiten Produktion von ca. 75 Mill. Tonnen Stickstoffdünger jährlich wäre deshalb wünschenswert.
Im Gegensatz zu den höheren Pflanzen haben manche Bakterien die Fähigkeit, Stickstoff direkt aus der Luft aufzunehmen. Daraus zieht z.B. die Erbse ihren Nutzen, in dem sie sich die sogenannten Knöllchenbakterien als Symbionten hält.
Es gibt verschiedene gentechnologische Forschungsansätze mit dem Ziel, andere Nutzpflanzen als die Erbse zur biologischen Stickstoffixierung zu befähigen:
Eine Methode ist die Übertragung der für die Stickstoffixierung notwendigen bakteriellen Gene direkt in die Pflanze. Dies ist bereits gelungen, die Gene sind auch aktiv, aber ihre Produkte, insbesondere das Enzym Nitrogenase, arbeiten in den Pflanzen in Gegenwart von Sauerstoff nicht. Das zeigt, daß die Übertragung von Genen aus einem Organismus in einen anderen nicht ohne weiteres erwarten läßt, daß deren Produkte dann dort funktionieren. Wesentlich vielversprechender ist der Versuch, die Bakterien so zu verändern, daß sie eine Symbiose auch mit anderen Wirtspflanzen eingehen.
b) Resistenz gegen Herbizide, Schädlinge, Kälte etc.
Zur Zeit sind über 800 verschiedene Herbizide auf dem Markt. Herbizide kommen zum Einsatz, um sogenanntes Unkraut auf Feldern zu vernichten. Das Herbizid darf die Nutzpflanze nicht angreifen. Viele Felder werden nach dem Prinzip der Fruchtfolge bestellt, d.h. daß in aufeinanderfolgenden Jahren verschiedene Nutzpflanzen angebaut werden, die sich in ihren Resistenzen unterscheiden. Deshalb muß jeweils ein sehr spezifisches Pflanzengift gespritzt werden. Wenn es gelänge, alle Nutzpflanzen einer Fruchtfolge gegen das gleiche Herbizid resistent zu machen, dann könnte die Anzahl der existierenden Herbizidsorten reduziert werden. Dies könnte eine Standardisierung der Handhabung und damit größere Sicherheit hervorrufen. Man könnte mit der Gentechnik biologisch abbaubare Herbizide herstellen, die nicht mehr wie herkömmliche Herbizide das Grundwasser verseuchen.
Dem Argument, daß durch die Anwendung eines effektiven Herbizids (und sei es noch so leicht abbaubar), die Artenvielfalt auf dem Feld reduziert werde, ist entgegenzuhalten, daß der Flächenverbrauch der Landwirtschaft (bei gleicher Produktion) ohne Herbizide noch größer wäre und damit in der Gesamtbilanz der Naturverbrauch ebenso.
Mit Hilfe der Gentechnik können Pflanzen auch gegenüber tierischen Schädlingen und gegenüber Pilzbefall resistent gemacht werden. Bei vielen Nutzpflanzen könnte der Ertrag gesteigert werden, wenn es gelänge, sie an die jeweiligen Standorte und Witterungsbedingungen optimal anzupassen.
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