Seltene Erden lassen Pflanzen besser wachsen
Ein am MIT entwickelter Düngerzusatz könnte die Welternährungslage erheblich verbessern
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Pflanzen: Seltene Erden verbessern das Wachstum signifikant (Foto: Xuan Duong, pixabay.com) |
Cambridge (pte001/09.07.2025/06:00)
Nachdem Forscher ein Verfahren zum Impfen als Ersatz für das Versprühen von Pflanzenschutzmitteln entwickelt haben, folgt dank Experten des Massachusetts Institute of Technology (MIT) eine Technik, die die Wurzeln stärkt und den Energiehaushalt verbessert. Spuren von seltenen Erdmetallen (Lanthanoide) wirken Wunder, haben zunächst einmal chinesische Agrarwissenschaftler festgestellt und diese den Düngemitteln beigefügt. Doch wie viel davon nützlich ist oder gar schadet, war bisher unklar.
Sonnenlicht-Nutzung
Die MIT-Fachleute haben nicht nur herausgefunden, wie viel Lanthanoide den Pflanzen gut tun. Sie haben auch zusätzliche positive Wirkungen des Düngemittelzusatzes gefunden. Während man bisher annahm, dass nur das Wachstum gefördert wird, weiß man jetzt, dass die Seltenerdmetalle nicht nur im Wurzelbereich wirken, sondern mit anderen Nährstoffen durch Kapillarwirkung bis in die Blätter transportiert werden. Dort sorgen sie für eine Verbesserung der Photosynthese, also die Umwandlung von Licht- in chemische Energie.
Diese Erkenntnisse könnten Landwirten helfen, den Einsatz von Lanthanoiden zu optimieren, glaubt Benedetto Marelli, der die Wirkung von Lanthanoiden auf Pflanzen gemeinsam mit Giorgio Rizzo erforscht hat. "Lanthanoide galten lange Zeit als biologisch irrelevant, aber das hat sich in der Landwirtschaft, insbesondere in China, geändert. Jüngste Studien haben gezeigt, dass geringe Konzentrationen von Lanthaniden das Pflanzenwachstum, die Wurzelverlängerung, die Hormonsynthese und die Stresstoleranz fördern, während höhere Dosen den Pflanzen schaden", so Rizzo.
Chlorophyll wird gestärkt
Die beiden Wissenschaftler haben auch den ersten experimentellen Nachweis erbracht, dass Lanthanide die Widerstandsfähigkeit des Chlorophylls gegenüber UV-Stress erhöhen. "Chlorophyll ist ein sehr empfindlicher Farbstoff. Wenn er aus der Zellstruktur isoliert wird, hydrolysiert er schnell und zerfällt. In Verbindung mit Lanthaniden ist er jedoch sehr stabil", unterstreicht Rizzo.
"Da extreme Hitze und extreme Wetterereignisse immer häufiger auftreten und insbesondere längere Sonnenperioden auf den Feldern möglich sind, brauchen wir neue Möglichkeiten zum Schutz unserer Pflanzen", sagt Marelli. Lanthanoide könnten die Lösung sein, weil bisherige Methoden, Pflanzen vor Stressfaktoren wie UV-Strahlung zu schützen, die Umwelt belasten.
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