Forschungsprojekt zur Wirkung von Hormesis in der Pflanzenproduktion
Die Universität Hohenheim untersucht in einem Forschungsprojekt, wie geringe Mengen schädlicher oder giftiger Substanzen positive Auswirkungen auf Organismen haben können. Dieses als Hormesis bekannte Phänomen wird in der Landwirtschaft insbesondere beim Einsatz von Unkrautbekämpfungsmitteln beobachtet. Es kann zu Ertragssteigerungen führen.
Das Forschungsprojekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über drei Jahre mit 365.000 Euro gefördert wird, soll klären, wie diese Substanzen im Zusammenspiel mit Umweltfaktoren wirken und wie sich dieser Effekt kommerziell nutzen lässt. Während im Volksmund oft „viel hilft viel“ gilt, kehrt sich dieser Grundsatz beim Hormesis-Effekt um: Geringe Dosen können positive Wirkungen entfalten, während zu hohe Dosen schädlich sind.
Ein bekanntes Beispiel außerhalb der Landwirtschaft ist Resveratrol im Rotwein, dem in Maßen genossen gesundheitsfördernde Wirkungen zugeschrieben werden. Ähnliche positive Effekte sind in der Landwirtschaft beim Einsatz geringer Mengen eigentlich giftiger Herbizide bekannt. Diese Substanzen können in niedrigen Dosen das Wohlbefinden von Nutzpflanzen fördern, sie robuster machen, unempfindlicher gegenüber Umwelteinflüssen und höhere Erträge ermöglichen. Eine gezielte Nutzung in der Praxis ist jedoch noch nicht etabliert, da die genauen Wirkmechanismen des Hormesis-Effekts noch nicht ausreichend erforscht sind.
Grundlagenforschung zu Wirkungsmechanismen
Das dreijährige Forschungsprojekt an der Universität Hohenheim unter der Leitung der Agrarwissenschaftlerin Dr. Regina Belz vom Institut für Pflanzenproduktion und Agrarökologie widmet sich der Untersuchung dieser fördernden Effekte von Herbiziden und pflanzlichen Giftstoffen auf Pflanzen. Ziel ist es, grundlegende Erkenntnisse über Hormesis-Effekte bei Unkrautbekämpfungsmitteln zu gewinnen und deren Bedeutung für die Landwirtschaft besser einschätzen zu können.
Drei zentrale Fragen stehen dabei im Fokus: Bei welchem Schwellenwert schlägt die Ertragsförderung in eine schädigende Wirkung um? Wie verschiebt sich diese Grenze unter verschiedenen Umweltbedingungen? Und wie praxistauglich ist der Effekt, insbesondere wenn weitere toxische Stoffe hinzukommen?
Praxisbezug und natürliche Alternativen
Im Labor werden unter anderem Substanzen wie Glyphosat getestet, ein weit verbreiteter Wirkstoff zur Unkrautbekämpfung. Es hat sich gezeigt, dass weniger als ein Prozent der üblichen Einsatzmenge ausreichen kann, um den Ertrag zu steigern. Neben synthetischen Stoffen untersuchen die Hohenheimer Forscher auch Naturstoffe wie Auxine, die als natürliche Wachstumsregulatoren wirken, sowie andere pflanzliche Naturstoffe.
Gerade der natürliche Hormesis-Effekt könnte einen wichtigen Beitrag zum Naturschutz leisten.
Dr. Belz geht davon aus, dass es eine Dosis geben könnte, die Nutzpflanzen stimuliert und gleichzeitig Unkraut zurückdrängt, da Unkrautpflanzen anfälliger für die Gifte sind als Kulturpflanzen. Dies könnte den Einsatz künstlicher Substanzen zur Unkrautbekämpfung reduzieren.
Modellpflanzen und langfristige Ziele
Für die Untersuchungen dienen Kopfsalat und Gelbsenf als Modellpflanzen. Die Grundlagenforschung in diesem Bereich, den Dr. Belz als „Homöopathie der Pflanzen“ bezeichnet, steht noch am Anfang. Langfristig zielt das Projekt darauf ab, eine Strategie zu entwickeln, die die Vitalität von Kulturpflanzen auf natürliche Weise fördert und gleichzeitig den Herbizideinsatz minimiert. Das Forschungsprojekt „Hormesis bei Pflanzen“ legt hierfür in Hohenheim einen Grundstein.
Hintergrund: Schwergewichte der Forschung
Die Universität Hohenheim akquirierte im vergangenen Jahr Drittmittel in Höhe von fast 31 Millionen Euro. Die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ stellt herausragende Forschungsprojekte vor, die ein Drittmittelvolumen von mindestens einer Viertelmillion Euro oder 125.000 Euro in den Wirtschafts- und Sozialwissenschaften aufweisen.