Unterirdische Schätze ans Licht bringen

Zurück zu den Wurzeln

Unterirdische Schätze ans Licht bringen - Zurück zu den Wurzeln
Unterirdische Schätze ans Licht bringen - Zurück zu den Wurzeln
Wurzelgemüse, unterirdisch wachsende Knollen und Sprossen verstecken sich bis zur Ernte unter der Erde. Diese Feldfrüchte zu versorgen, ist eine enorme Herausforderung: Landwirte müssen kleinste Anzeichen von Krankheiten und Schädlingsbefall erkennen, um genug Nahrung für Millionen Menschen zu sichern.

Craig MacFarlane wurde eher zufällig Landwirt. Im Alter von 20 Jahren erbte er den Familienbetrieb Loch Buighe im südafrikanischen Ixopo. Loch Buighe wurde 1868 gegründet, in einer dunstig-feuchten Landschaft, rund eine Stunde entfernt von Südafrikas Südostküste und etwa 200 Meter über dem Meeresspiegel gelegen. 70 Hektar Kartoffelacker gehören zum Betrieb, den MacFarlane nun seit drei Jahrzehnten bewirtschaftet.

In dieser Zeit sind sein Selbstvertrauen und seine landwirtschaftliche Erfahrung enorm gewachsen. 2015 wurde er zu Südafrikas Saatkartoffel-Anbauer des Jahres gewählt. Zwischen Loch Buighes langen, grünen Reihen mit sprießenden Kartoffelpflanzen erklärt MacFarlane, auf welche Zeichen er achtet: „Wenn die Blätter gelb werden oder in der frühen Wachstumsphase weniger grün sind, sind das ebenso wichtige Merkmale wie welkende Pflanzen. Diese Zeichen zu erkennen und zu wissen, was sie bedeuten ist entscheidend für den Ernteerfolg.”

Loch Buighe liegt im süd-östlichen Teil Südafrikas.
Loch Buighe liegt im süd-östlichen Teil Südafrikas.
Loch Buighe liegt im süd-östlichen Teil Südafrikas.

Unterirdisch wachsende Gemüse wie Wurzeln, Knollen, Zwiebeln, Sprossen und deren komplexe Anatomie stellen die Landwirte vor besondere Herausforderungen: Sie benötigen besondere Pflege, und da ihre Frucht unter der Oberfläche wächst, zeigt sich oft erst bei der Ernte wie gesund die Pflanze ist. Landwirte müssen in der Lage sein, kleine, kaum wahrnehmbare Veränderungen zu beobachten und vorhersehen zu können, was möglicherweise unter der Erde passiert. Weltweit gehören unterirdisch wachsende Gemüse – einschließlich Kartoffeln und Ingwer – zu den wichtigen landwirtschaftlichen Erzeugnissen. Die Kartoffel zum Beispiel ist in etwa 130 Ländern ein Grundnahrungsmittel. Laut FAO, der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen, sind Wurzel- und Knollengewächse wie Kartoffeln nach Getreide die zweitwichtigsten Kohlenhydratlieferanten. Ingwer, früher ein eher regionales Erzeugnis, wird inzwischen weltweit angebaut, verkauft und nachgefragt.

Kartoffeln – so robust wie anspruchsvoll

Craig MacFarlane schätzt sehr, dass er Kartoffeln anbauen kann: „Knollenfrüchte und Wurzelgemüse sind nährstoffreiche Nahrungsmittel voller Energie und Mineralien.” Während der beiden Aussaatzeiten in Südafrika – die erste Saison findet im Mai und Juni statt, die zweite im November – beginnen Kartoffelbauern zu pflanzen. Vier bis acht Wochen später sind die Feldfrüchte erntereif, sogar in Südafrikas überwiegend trockenem Klima. „Kartoffeln haben eine einzigartige Fähigkeit, selbst unter schwierigen Bedingungen zu wachsen. Dank ihres speziellen, faserigen Wurzelsystems sind sie besonders widerstandsfähig.”

Wenn die Blätter gelb werden, oder in der frühen Wachstumsphase weniger grün sind, sind das ebenso wichtige Merkmale wie welkende Pflanzen. Diese Zeichen zu erkennen und zu wissen, was sie bedeuten ist entscheidend für den Ernteerfolg.

Craig MacFarlane, Landwirt in Ixopo, Südafrika
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Im Jahr 2014 wurden mehr als zwei Millionen Tonnen Kartoffeln in Südafrika produziert. Dies entspricht einem Wachstum von fast 400.000 Tonnen seit dem Jahr 2009. Quellen: FAOSTAT, crop data

Aber genau darin können auch Probleme liegen. Die Wurzeln der Kartoffel sind zwar stark, aber normalerweise nicht viel mehr als 60 Zentimeter lang. „Kartoffeln haben eher flache Wurzelsysteme, verglichen etwa mit Getreide, das bis zu einem Meter tiefe Wurzeln bilden kann“, erklärt MacFarlane. Daher können Kartoffelwurzeln oft Nährstoffe und Feuchtigkeit nicht aufnehmen, wenn sie sich tiefer im Boden befinden. Außerdem stellen sie besondere Ansprüche: „Kartoffeln mögen es nicht zu nass, aber sie wachsen in fast jedem gut drainierten – also entwässerten – Boden. Außerdem gedeihen sie einfacher in lockerem, lehmigem Boden als in schwerer, dichter und toniger Erde, in der die Wurzeln nicht genug Luft und Wasser bekommen.”

Die Anatomie der Kartoffelpflanze

Kartoffelpflanzen
Der sichtbare Spross der Kartoffelpflanzen kann mehr als einen Meter hoch wachsen. Die Pflanze bildet weiße oder blaue Blüten und gelbbraune Früchte. Diese sichtbaren Zeichen geben Aufschluss darüber, dass sich auch unter der Erde gelbe, rote oder lila Knollen entwickeln. Dieser Prozess geschieht nicht sehr tief unter der Erde, sondern direkt in der obersten Bodenebene – knapp 25 Zentimeter tief. Zwei bis vier Monate nach der Aussaat, können Landwirte die verzehrreifen Knollen aus dem Boden gewinnen.

Schlüssel-Ressource Wasser

„Wasser gehört zu den wichtigsten Faktoren, die die Kartoffelerträge und -qualität beeinflussen”, so Südafrikas Landwirtschaftsministerium. Kartoffeln benötigen mindestens 460 Millimeter Niederschlag pro Quadratmeter – das ist in Südafrika fast die durchschnittliche Gesamt-Niederschlagsmenge, beziehungsweise die Hälfte der durchschnittlichen Niederschläge im Rest der Welt. Eine auch nur geringfügig trockenere Saison lässt Böden und Kartoffelwurzeln austrocknen.

Ein Nährstoffmangel, bedingt durch die naturbedingt kurzen Wurzeln, ein Mangel an Sauerstoff in Böden, deren Qualität sich verschlechtert, und sinkende Wasserstände können Kartoffelernten gefährden. Wenn die Pflanzenblätter gelb werden, das Wachstum gehemmt ist und die Pflanzenteile welken, sind das möglicherweise Anzeichen für sterbende Wurzeln oder für Schädlinge und Krankheiten. Landwirte können Dürrfleckenkrankheit und Kraut- und Knollenfäule – letztere Krankheit führte im 19. Jahrhundert in Irland zur berüchtigten Großen Hungersnot – heute mithilfe von Pflanzenschutzmitteln gut behandeln. Doch die größten Schwierigkeiten bereiten MacFarlane bodenbürtige – also über den Boden übertragbare – Krankheiten und Schädlinge, zu denen Fadenwürmer und Blattläuse gehören.

„In Südafrika verschärft sich die Situation zusätzlich, wenn der Regen für die Bewässerung fehlt“, erklärt Dirk Uys, Landwirtschaftsexperte bei Bayer. Kartoffelbauern finden kaum noch Felder, die sich für den Anbau eignen – umso wichtiger ist deshalb die Fruchtfolge auf dem Feld. Dennoch führen die begrenzten Anbauflächen zu Problemen: „Durch Pilze verursachte Krankheiten wie Pulverschorf und Silberschorf nehmen zu. Nematoden bereiten ebenfalls große Probleme.“ Für viele Landwirte sind vorschriftsgemäß angewendete Pflanzenschutzmittel notwendig, um Pilzkrankheiten vorzubeugen und wirksam zu bekämpfen. „Wir richten unser Augenmerk auf die Gesundheit der Knollen”, sagt Uys. „Wir hoffen, in naher Zukunft auch biologisch wirksame Produkte einführen zu können.” Blattläuse, die Überträger von Kartoffelpflanzen-Viren sein können, lassen sich mit einer umweltverträglichen Methode bekämpfen: „Landwirte benutzen ein integriertes Programm, das sowohl die Fruchtfolgegestaltung und Pflanzenschutz als auch die Kontrolle der Felder einschließt.“

Als Landwirt versteht MacFarlane, wie wichtig es ist, von Anfang an gute Qualität zu produzieren. „Der Kartoffelanbau ist so kostspielig geworden, dass Landwirte sich kaum Fehler erlauben können.” Seine umsichtige Vorgehensweise setzt er auch nach der Ernte fort: „Gründüngung hat positive Wirkung auf Folgekulturen”, erklärt er. „ Die mikrobielle Aktivität hilft den Boden zu lüften und die Drainage zu verbessern.” Wenn Landwirte Wurzelgemüse anbauen, so MacFarlane, müssen sie sich darauf konzentrieren was unter ihren Füßen geschieht. „Können wir zusätzliche Nährstoffe in den Boden einarbeiten, trägt das zu höheren Erträgen bei.”

Landwirte benutzen ein integriertes Programm, das sowohl die Fruchtfolgegestaltung und Pflanzenschutz als auch die Kontrolle der Felder einschließt.

Dirk Uys, Landwirtschaftsexperte bei Bayer

Interview: Die Wissenschaft hinter leckeren Kartoffeln

Joel Lipsitch ist Produktmanager für Gemüsefungizide bei Bayer in Raleigh-Durham, Nordkarolina, USA. Er hat reichhaltige Erfahrungen in der Vermarktung und in dem Verkauf von Pflanzenschutzmitteln, Bewässerungssystemen und landwirtschaftlichen Geräten. Lipsitch erläutert Besonderheiten des Anbaus von Wurzelgemüse und wie die Wissenschaft die Qualität verbessern kann.

Inwiefern ist die Anatomie des Wurzelsystems einer Kartoffelpflanze besonders?
Es geht darum, die Pflanze so anzubauen, dass sie Stärke in der Knolle speichern kann. Wir essen ja am Ende die Knolle. Und genau darin liegt der Unterschied, beispielsweise zum Anbau von Salat, von dem wir die Blätter verzehren. Die Wurzeln der Kartoffelpflanze zu schützen hat also Priorität.

Seit Jahren verstärken sich Sorgen im Hinblick auf den Klimawandel. Die Ansprüche an landwirtschaftliche Produktionsweisen wachsen stetig. Wie betrifft das die Kartoffelanbauer, mit denen Sie arbeiten?
Seit jeher spielen Landwirte eine wichtige Rolle, Land nachhaltig zu bewirtschaften, um es auch an zukünftige Generationen weitergeben zu können. Verbraucher wünschen sich heutzutage immer mehr eine transparente Nahrungsmittelproduktion und einen nachhaltigen Anbau. So suchen Landwirte laufend nach neuen Lösungen, um den Wasserverbrauch effizienter zu gestalten und Böden schonender zu bearbeiten. Es gibt viele technisch ausgereifte und gezielt weiterentwickelte Pflanzenschutzprodukte mit einem erhöhten Sicherheitsprofil – auch für die Umwelt. Es ist großartig, dass Landwirte, die ebenso bestrebt sind, nachhaltige Methoden anzuwenden, jetzt vielfältige neue Technologien nutzen.

Verbraucher interessiert immer mehr, wie Nahrungsmittel angebaut und hergestellt werden. Was sagen Sie als Experte mit Einblick in die Nahrungsmittelproduktion dazu?
Zunächst versuche ich alle Ansichten zu verstehen, indem ich aktiv zuhöre. In jedem Gespräch lerne ich etwas dazu und schätze den Dialog. Ich vertraue der Wissenschaft. Je stärker wir deren Ergebnisse publik machen, desto besser können wir auf die Fragen der Öffentlichkeit eingehen. Wichtig ist es, so transparent wie möglich zu kommunizieren. So verstehen Verbraucher, wie wir Landwirten dabei helfen, ausreichend Nahrungsmittel für eine wachsende Weltbevölkerung zu produzieren.

Joel Lipsitch
Joel Lipsitch
Joel Lipsitch, Produktmanager für Gemüsefungizide bei Bayer

Ingwer – Warten auf die verborgenen Juwelen

In Changyi in der chinesischen Provinz Shandong, zwischen Peking im Norden und Shanghai im Süden gelegen, gibt es Ingwerfarmen auf Tausenden von Hektar. Tatsächlich gehört die Shandong-Provinz zu den größten Produzenten von Ingwer in China und der Welt.

Schon im Altertum – in China wie in Griechenland oder Indien – wurde die Ingwerwurzel zum Kochen aber auch als Heilpflanze geschätzt. Die scharf-süße Würze verleiht Getränken, Nachspeisen und anderen Gerichten Aroma. Ingwer kann aber auch eine ganze Reihe gesundheitlicher Beschwerden behandeln, etwa Arthritis, Verdauungsbeschwerden und Übelkeit. Die Pflanze selbst ist mit ihren feinen Blüten attraktiv. Doch der größte Wert steckt im unterirdischen Wurzelstock, auch Rhizom genannt. In vielen Ländern ist Ingwer kostbar und bringt Landwirten beträchtliche Einkünfte, mit denen vor allem Kleinbauern ihre Familien ernähren.

Changyi liegt in der chinesischen Provinz Shandong, zwischen Peking im Norden und Shanghai im Süden.
Changyi liegt in der chinesischen Provinz Shandong, zwischen Peking im Norden und Shanghai im Süden.
Changyi liegt in der chinesischen Provinz Shandong, zwischen Peking im Norden und Shanghai im Süden.

Die Anatomie der Ingwerpflanze

Der Stammbaum der Ingwerpflanze
Nachdem der unterirdische Ingwer-Stamm – genannt Rhizom – aufkeimt, entwickelt die Ingwerpflanze allmählich einen Hauptstamm, der sich langsam ausweitet. Daraus entsteht ein kleines Rhizom, genannt Ingwer-Mutter, das zwei bis vier weitere Knospen bildet. Danach entwickelt sich ein erster Zweig, auch Ingwer-Sohn genannt. Dieser Wachstumsprozess wiederholt sich: Der Ingwer-Sohn entwickelt einen weiteren Zweig um einen Enkel und weitere Generationen zu entwickeln – solange bis die Pflanze bereit zur Ernte ist. Dieser Vorgang dauert durchschnittlich zehn bis zwölf Monate.

Sky Gao, ein Gemüsebauexperte bei Bayer in China erklärt, dass Ingwer vermeintlich leicht anzubauen ist: „Ingwerpflanzen werden nicht vorgekeimt, wie etwa Kartoffeln.” Stattdessen wird Ingwer vegetativ vermehrt und pflanzt sich durch Zellteilung fort. Die Ingwerpflanze, so Gao, hat viele sichtbare Merkmale, die über die Gesundheit der Rhizome unter der Erde Aufschluss geben: „Über der Erde zeigen gesunde Pflanzen eine einheitliche Form und dunkelgrüne, elastische Blätter. Je mehr Zweige über der Erde sichtbar sind, desto mehr Ingwerwurzeln versorgen sie. Je dicker der Stängel, desto gesünder ist generell die Wurzel.“

Und doch gebe es trotz der gut sichtbaren Anzeichen für die Gesundheit des Ingwers Probleme beim Anbau von Ingwer, weiß Landwirt Yuhui Ma aus Changyi. Fadenwürmer und schwimmende, pilzartige Organismen, die die Pythium-Wurzelfäule verursachen, bedrohen die Ernte. Fadenwürmer seien gut zu kontrollieren, so Yuhui Ma. „Jedoch wenn eine Pflanze einmal an der Pythium-Wurzelfäule erkrankt ist, finde ich keine wirksame Behandlung.” In manchen Fällen verschlimmert sich die Wurzelfäule durch Bewässerung zusätzlich. „Manchmal hilft nur, neue Anbauflächen zu finden.”

Fruchtfolgen helfen die größten Probleme wie Pythium-Wurzelfäule, Bakterielle Welke – eine häufige bakterielle Erkrankung – und Fadenwürmer einzudämmen.

Sky Gao, Gemüsebauexperte bei Bayer in China

Ingwer-Anbau unter harten Bedingungen

Wie die Kartoffelknolle ist auch das Ingwer-Rhizom eine flachwurzelnde Pflanze – was den Zugang zu Nährstoffen erschwert. Seine lange Reifezeit von sieben Monaten bedeutet ein zusätzliches Risiko beim Anbau. Ingwer-Rhizome haben drei- bis viermal so lange Reifezeiten wie Kartoffeln, damit sind die sichtbaren Teile der Pflanze und auch die Rhizome lange verschiedenen Umwelteinflüssen ausgesetzt – Schädlinge und Krankheiten eingeschlossen. „Um diesen widerstehen zu können, ist ein guter Boden für die Gesundheit des Ingwers besonders wichtig”, sagt Gao.

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Zwischen 2009 und 2014 ist die Ingwer-Produktion in China von 381.393 Tonnen auf 450.686 Tonnen gewachsen. Das entspricht einem geringen Anstieg von 69.000 Tonnen. Quellen: FAOSTAT, crop data

In der Shandong Provinz, erklärt er, verbessern die Ingwerbauern die Bodenqualität durch nachhaltige Anbaumethoden – vor allem durch Fruchtfolgen: „Einige Landwirte bauen zwei Jahre lang Ingwer an, dann für zwei oder drei Jahre Pflanzen wie Mais, die überirdisch gedeihen, und kehren dann zurück zum Ingwer.” Fruchtfolgen helfen die größten Probleme wie Pythium-Wurzelfäule, Bakterielle Welke – eine häufige bakterielle Erkrankung – und Fadenwürmer einzudämmen. Außerdem schwören Landwirte wie Yuhui Ma auf gründliche Bodenbearbeitung. Dazu gehören organische Düngemittel, biologische Bakterien und Huminsäure – ein natürlicher, organischer Stoff – für die nachhaltige Bodenversorgung.

In den Jahren 2014 und 2015 schränkten Dürren und Wasserknappheit den Ingweranbau ein. Die Pythium-Wurzelfäule ließ sich nicht vollständig eindämmen. Doch die Landwirte geben nicht auf. Mit Ingwer lässt sich gutes Geld verdienen. Für Yuhui Ma und seine Berufskollegen der Provinz Shandong gehört es zu den schönsten Momenten, nach einem halben Jahr Arbeit die Rhizome zu roden und in den Händen zu halten.

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