Mais, Trockenheit

Ein Mais für Afrika: Gute Erträge auch bei Dürre

Afrika ist besonders betroffen von zunehmender Trockenheit. Immer wieder führen Dürreperiode zu drastischen Ernteausfällen - und zu Hungerkatastrophen. Für Millionen Menschen in Ost- und Südafrika ist Mais Grundnahrungsmittel. Neue Sorten, die bei Trockenheit bessere Erträge liefern, tragen schon jetzt dazu bei, die Dürre-Folgen entschärfen. Inzwischen stehen 180 solcher Maissorten in 13 afrikanischen Ländern auf den Feldern. Sie wurden in einem internationalen Forschungsprojekt mit neuen molekularbiologischen Verfahren gezüchtet. Künftig soll auch Gentechnik zum Einsatz kommen. Doch ob damit die Trockentoleranz noch einmal verbessert werden kann, muss sich noch zeigen.

Mais ist die wichtigste Kulturpflanze Afrikas. In den Ländern südlich der Sahara wird sie auf fast einem Fünftel der Agrarflächen angebaut und ist Grundnahrungsmittel für mehr als 300 Millionen Menschen. Da es kaum Bewässerung gibt, sind die Bauern ausschließlich auf Niederschläge angewiesen, damit die Maispflanzen die für ihr Wachstum notwendige Feuchtigkeit erhalten.

Mais, Trockenheit

Dürretoleranter Mais. Im Rahmen eines Kooperationsprojektes nationaler und internationaler Agrarforschungseinrichtungen wurden mehr als 180 an regionale Bedingungen angepasste Maissorten gezüchtet, die bei Dürre deutlich höhere Erträge liefern als herkömmlicher Mais.

Mais, Trockenheit

An Kleinbauern verteilt. In mehreren afrikanischen Ländern - etwa Tansania - können Landwirte die neuen Sorten bereits nutzen. Diese sind nicht gentechnisch verändert.

Mais, Trockenheit

Eine Farmerin aus Tanzania mit der neuen trockentoleranten Maissorte TAN250. Sie wurde im Rahmen des DMTA-Projektes zusammen mit einem einheimischen Saatgutunternehmen gezüchtet.

Alle Fotos: Anne Wangalachi/CIMMYT

Großes Foto oben: Trockentoleranter Mais auf einem Feld in Äthiopien nach einer längeren Dürreperiode.

Fotos: P. Love/CIMMYT, aufgenommen am 04.November 2015 

Bleibt der Regen aus, kann das dramatische Folgen haben. Während der aktuelle Dürreperiode, der schwersten seit vielen Jahren, sind in Teilen Äthiopiens 20 bis 70 Prozent der Ernten ausgefallen, 20 Millionen Menschen sind vom Hunger bedroht. Südafrika, sonst Agrarexporteur, muss rund vier Millionen Tonnen Mais einführen, um Hungerkatastrophen zu vermeiden (2015/16).

Trockentolerante Maissorten - Züchtung mit allen Verfahren

Nicht erst seit der aktuellen Dürrekrise haben sich internationale Forschungsprojekte zum Ziel gesetzt, neue trockentolerante Maissorten für Afrika zu entwickeln und das Saatgut an möglichst viele Kleinbauern zu verteilen. Sorten, die Dürreperioden besser und ohne drastische Ertragsrückgänge überstehen, könnten die Ernährungssicherheit in der Region deutlich verbessern. Dafür werden alle Verfahren der modernen Pflanzenzüchtung eingesetzt: konventionelle, gentechnische, vor allem aber moderne molekularbiologische wie etwa Smart Breeding. Es sei wichtig, so einer der beteiligten Wissenschaftler gegenüber dem Wissenschaftsmagazin Nature, „alle Optionen nutzen zu können“.

Seit 2007 koordiniert das International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) das DTMA-Projekt (Drought Tolerant Maize for Africa): Bis zum Ende der ersten Projektphase 2015 züchteten die beteiligten Wissenschaftler mehr als 180 neue trockentolerante Maissorten. Zunächst hatten sie nach Wildpflanzen oder Landrassen gesucht, die besonders gut mit Trockenstress fertig werden. Diese „alten“ Maispflanzen dienten als „Vorlage“, um den genetischen Hintergrund (molekularen Marker) für die benötigte Trockentoleranz zu identifizieren. Nun wurden gängige Maissorten mit den an Dürre angepassten Wildpflanzen gekreuzt und anschließend unter den Nachkommen anhand der molekularen Marker diejenigen Pflanzen bestimmt, welche möglichst viele der gewünschten Eigenschaften der Kultursorten sowie die Trockentoleranz der Wildpflanzen besaßen.

Die neuen, mit solchen Smart Breeding-Methoden gezüchteten Sorten sind produktiv, nährstoffreich, robust und an die jeweiligen regionalen Bedingungen angepasst. Und vor allem: Bei normalen Niederschlägen sind sie ähnlich ertragreich wie andere Sorten; bei Trockenheit liegen die Erträge der trockentoleranten Maissorten um 20 bis 30 Prozent höher. Etwas mehr als die Hälfte der neuen Sorten sind Hybridsorten, die anderen gewöhnliche Kreuzungen, welche ohne Ertragsverluste immer wieder ausgesät werden können.

Inzwischen wurde DTMA-Saatgut in 13 afrikanischen Ländern - Äthiopien, Angola, Benin, Ghana, Kenia, Malawi, Mali, Mozambique, Nigeria, Tansania, Uganda, Sambia und Zimbabwe - an etwa drei Millionen Kleinbauern verteilt, die damit eine Fläche von zwei Millionen Hektar - sechs Prozent der Maisflächen in der Region - kultivieren. Nach einer Studie sollen diese Sorten dazu beigetragen haben, dass die Zahl der dort in Armut lebenden Menschen um neun Prozent gesunken ist. In Südafrika waren die Maiserträge während der aktuellen Dürre viermal so hoch wie zu Anfang der 1990er Jahre, als die Region unter einer anhaltenden Trockenheit. Ohne die neuen Sorten hätte Südafrika 2015/16 deutlich mehr Mais importieren müssen, um eine Hungersnot zu vermeiden, so der nationale Bioindustrie-Verband.

Mit Gentechnik: Mehr oder weniger Trockentoleranz?

Noch etwas ehrgeiziger sind die Ziele des Projekts Water efficient maize for Africa (WEMA). Für die Entwicklung von Maissorten mit einer höheren Wassereffizienz haben die Agro-Unternehmen Monsano und BASF Genkonstrukte mit „Trockentoleranzgenen“ zur Verfügung gestellt.

An dem Projekt sind die staatlichen Agrarforschungsinstitute in Tansania, Kenia, Uganda, Mozambique und Südafrika, das internationale Mais- und Weizenforschungsinstitut CIMMYT sowie Monsanto beteiligt. Landwirte, lokale Saatgutfirmen und die staatlichen Agrarforschungsinstitute werden die neuen Sorten vor Ort testen. In Uganda, Südafrika und Kenia haben erste Feldversuche mit trockentolereantem gv-Mais stattgefunden, 2016 auch in Tanzania. Die neuen Maissorten sollen lizenzfrei an die Landwirte abgegeben werden und ab 2017 - unter der Voraussetzung einer behördlichen Genehmigung - zunächst in Südafrika, später auch in Kenia erhältlich sein.

Das WEMA-Projekt nutzt sowohl konventionelle als auch gentechnische Züchtungsmethoden. Es wird von der African Agricultural Technology Foundation (AATF) koordiniert und - wie auch das DMTA-Projekt - von der Bill & Melinda Gates Foundation sowie der Buffett Foundation finanziert.

Bisher haben moderne konventionelle Züchtungsmethoden - vor allem markergestützte Selektion (Smart Breeding) wie sie beim DTMA-Projekt angewandt wurden - eher zum Erfolg geführt als gentechnische. Die Fähigkeit von Pflanzen, längere Trockenperioden zu überstehen, ist eine komplexe Eigenschaft, an der zahlreiche Gene und ihre untereinander wechselwirkenden Genprodukte beteiligt sind. Ob Sorten mit gentechnisch erzeugter Dürretoleranz ähnliche oder gar bessere Erträge liefern wie die konventionellen, muss sich noch zeigen, wenn damit systematische Tests unter Praxisbedingungen durchgeführt werden.