Starker Reis trotz schlechter Luft

In der Tropenkammer der Universität Gießen ist die Luft warm und feucht. Zwischen blühenden Reispflanzen beugt sich Muhammad Shahedul Alam im Laborkittel über die zarten Halme und setzt vorsichtig eine Pinzette an. Mit hoher Präzision kreuzt der Agrarwissenschaftler hier Reissorten – und arbeitet an einer kleinen Pflanze, die einem großen Umweltproblem trotzen soll.

Gemeinsam mit Michael Frei, Professor für Pflanzenbau und Ertragsphysiologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen, hat Alam eine neue Sorte entwickelt: Reis, der gegen bodennahes Ozon resistent ist. Denn Ozon ist nicht gleich Ozon: In etwa 30 bis 50 Kilometern Höhe schützt die Ozonschicht vor UV-Strahlung. Auf der Erdoberfläche jedoch wird das Gas zum Problem: Es entsteht, wenn Schadstoffe aus Verkehr und Industrie unter Sonneneinstrahlung reagieren – und schadet sowohl der menschlichen Gesundheit als auch Pflanzen.

„Die Ozonbelastung schwächt die Photosynthese-Leistung von Reis, was sich auf den Ertrag auswirkt. Auch der Gehalt der Mikronährstoffe, wie Zink oder Eisen, verringert sich“, sagt Alam.

Vom Gewächshaus in Gießen auf Felder in Bangladesch

Mehrere Jahre forschte Alam, der aus Bangladesch stammt, für seine Doktorarbeit an ozonresistentem Reis – zunächst in Gewächshäusern und Laboren der hessischen Stadt Gießen. Mittlerweile wachsen die Pflanzen nicht mehr nur unter kontrollierten Bedingungen, sondern auch in Feldversuchen in Bangladesch. Für die rund 180 Millionen Einwohner des asiatischen Landes ist Reis eines der wichtigsten Grundnahrungsmittel – und die Luftverschmutzung ist hoch.

„Ich kenne die Bauern, habe mit ihnen gesprochen und die Probleme auf den Feldern gesehen. Wenn es uns gelingt, eine ozonresistente Reissorte zu züchten, wird das den Landwirten wirtschaftlich helfen und zur Ernährungssicherheit des Landes beitragen“, so Alam.

Eine neue Reissorte entsteht

Wie hoch die Ernteverluste durch Ozonbelastung ausfallen, konnten Alam und Frei an der Universität Gießen nachweisen: „Wenn man Reispflanzen im Gewächshaus Ozonstress aussetzt, kann dies zu Ertragsverlusten von bis zu 50 Prozent führen“, sagt Frei. Unter realen Bedingungen und unter dem Einfluss weiterer Umweltfaktoren gehen die Forscher von Verlusten von 5 bis 10 Prozent aus. „Bangladesch produziert etwa 40 Millionen Tonnen Reis im Jahr. Dementsprechend gehen jährlich rund 2 Millionen Tonnen der Ernte aufgrund von Ozonstress verloren.“ Für viele Landwirte sei es eine existenzielle Frage, ob genug Geld für Nahrung, Schule oder ärztliche Behandlung vorhanden sei, sagt Alam.

Alam und Frei forschten an Reissorten mit unterschiedlichen Eigenschaften, um im Labor die neue Sorte zu züchten. Dafür kreuzten sie eine besonders ozonresistente Pflanze mit anderen bangladeschischen Reissorten. Das Ergebnis trotze nicht nur dem Ozon, sondern überzeuge auch geschmacklich und beim Ertrag, so die Forscher.

Der gezüchtete Reis wartet nun noch auf die offizielle Genehmigung durch die bangladeschischen Behörden. Alam rechnet damit, dass die ozonresistente Sorte in wenigen Jahren auf dem Markt sein wird. „Unseren Traum, ozonresistenten Reis zu züchten, haben wir verwirklicht“, sagt Alam. Er empfinde große Dankbarkeit gegenüber Michael Frei, der ihn bei seiner Doktorarbeit und dem Projekt maßgeblich unterstützt habe. Deshalb trägt der Reis ihm zu Ehren vorerst auch seinen Namen: „MFOL1491 – das steht für Michael Frei ozone tolerant rice“, sagt Alam. 

Die Reissorte sei eine Antwort auf akute Herausforderungen, sagt Frei. Doch eigentlich müsse die Ursache bekämpft und die Ozonbelastung gesenkt werden. „Es ist eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe, dass wir den Verbrauch fossiler Brennstoffe reduzieren und erneuerbare Energien nutzen.“

Nicht nur in Bangladesch stellt Luftverschmutzung eine Gefahr für Reispflanzen dar. Auch in Indien und China sieht das Forscherteam Potenzial für die ozonresistente Sorte – zumal die internationale Perspektive bereits in die Entwicklung eingeflossen sei. „Bei dem Projekt haben wir mit Forschenden aus China, Indien, Thailand, Japan und weiteren Ländern zusammengearbeitet, in denen bodennahes Ozon ein Problem ist. Dabei haben wir viel voneinander gelernt.“

Gestresste Pflanzen auch in Deutschland

Muhammad Shahedul Alams Blick richtet sich nun auf andere Pflanzen unter Stress: In Süddeutschland forscht er an Weizen und Gerste. „Diese Pflanzen sind hier teils extremen Temperaturschwankungen zwischen Hitze und Kälte ausgesetzt – und genau das kann ihnen schaden. Ich hoffe, dass ich mit meiner Arbeit nun auch für Landwirte in Deutschland Sorten züchten kann, die den Menschen helfen.“