Die zunehmende Bedrohung durch Pilzkrankheiten im Zuge des Klimawandels stellt eine ernstzunehmende Gefahr für die weltweite Lebensmittelversorgung und eine effektive Schädlingskontrolle dar. Veränderte Klimaverhältnisse haben sich zu einem Nährboden für diverse Pilzkrankheiten entwickelt.
Wir erkunden, wie Umweltveränderungen nicht nur die Prävalenz von Pilzinfektionen beeinflussen, sondern auch neue Herausforderungen für die Lebensmittelsicherheit und Schädlingsbekämpfungsstrategien aufwerfen, wodurch die Notwendigkeit innovativer Lösungen zur Sicherung der globalen Ernährungsstabilität erfordert wird.
Veränderte Klimabedingungen und Pilzkrankheiten
Der Klimawandel, charakterisiert durch eine Zunahme extremer Wetterereignisse, höhere Durchschnittstemperaturen und veränderte Niederschlagsmuster, schafft optimale Bedingungen für die Verbreitung und das Wachstum von Pilzpathogenen. Diese Pathogene sind verantwortlich für eine Vielzahl von Krankheiten, die sowohl Kulturpflanzen als auch natürliche Ökosysteme befallen.
Höhere Temperaturen und veränderte Feuchtigkeitsbedingungen begünstigen nicht nur die Lebensfähigkeit und Reproduktion der Pilzsporen, sondern können auch die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber diesen Krankheitserregern schwächen.
Forschungen zeigen, dass Pilzkrankheiten wie die Panama-Krankheit, die Blattfleckenkrankheit oder der sog. “Wheat Blast” sich aufgrund der Klimaveränderungen schneller ausbreiten und neue Gebiete erreichen, die zuvor aufgrund klimatischer Barrieren geschützt waren. Diese Entwicklung bedroht die Biodiversität und die Produktivität landwirtschaftlicher Systeme, was wiederum die Lebensmittelsicherheit auf globaler Ebene beeinträchtigt.
Bananen und die Panama Krankheit
Die Panama-Krankheit, verursacht durch den Pilz Fusarium oxysporum f.sp. cubense, ist eine verheerende Pilzinfektion, die Bananenpflanzen weltweit bedroht. Sie führt dazu, dass die Pflanzen welken und schließlich absterben. Diese Krankheit ist besonders bedenklich für die weltweit dominierende Bananensorte Cavendish. Der Klimawandel verstärkt das Problem, da wärmere Temperaturen und Veränderungen im Niederschlagsmuster ideale Bedingungen für die Ausbreitung des Pilzes schaffen. Durch den Klimawandel können sich neue Regionen als anfällig erweisen, was die Krankheitsbekämpfung erschwert und die globale Bananenproduktion gefährdet.
Forscher:innen arbeiten an verschiedenen Lösungen, einschließlich der Züchtung resistenter Bananensorten durch konventionelle Züchtungsmethoden und Gentechnik. Ein vielversprechender Ansatz ist die Anwendung der CRISPR/Cas9-Technologie, um eine “genetische Resistenz” gegen den Pilz zu entwickeln. Außerdem werden Strategien zur Verbesserung der Bodengesundheit und zur Reduzierung der Anfälligkeit von Bananenplantagen gegenüber der Krankheit erforscht. Diese Maßnahmen zielen darauf ab, die Ausbreitung der Panama-Krankheit einzudämmen und die langfristige Verfügbarkeit von Bananen zu sichern.
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Die Blattfleckenkrankheit und Getreide
Die Blattfleckenkrankheit, verursacht durch verschiedene Pilzarten, führt zu charakteristischen dunklen Flecken auf den Blättern von Pflanzen wie Getreide. Sie beeinträchtigt die Photosynthese, schwächt die Pflanzen und kann erhebliche Ernteausfälle verursachen.
Remoco Stam, Phytopathologe an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, und sein Team führten Experimente mit einem Pathogen der Gerste durch, das für die Ramularia-Blattfleckenkrankheit verantwortlich ist. Laut Stam wurde dieser Erreger bis in die 80er Jahre hinein nicht als ernsthaftes Problem betrachtet. Er sei zwar an oder in der Pflanze vorhanden gewesen, doch niemand hätte gedacht, dass die Flecken jemals eine wichtige Rolle spielen könnten. Mittlerweile führt die Krankheit, insbesondere in Süddeutschland, zu Ernteverlusten von 20 bis 30 Prozent, falls sie unbehandelt bleibt.
Feuchte Wetterbedingungen fördern die Verbreitung. Die Bekämpfung erfordert oft den Einsatz fungizider Mittel, den Anbau resistenter Pflanzensorten oder eine Fruchtfolge (Anbau verschiedener Pflanzen) zur Verhinderung von Pilzansammlung im Boden. Des Weiteren ist eine gute Feldhygiene essentiell, um Infektionsquellen zu minimieren. Die Entwicklung neuer resistenter Sorten durch genetische Forschung und die Anwendung integrierter Schädlingsmanagementstrategien sind fortlaufende Bemühungen zur Bekämpfung dieser Krankheit.
Der Wheat Blast-Pilz
Wheat Blast, auch bekannt als Weizenschwarzrost, ist eine verheerende Pilzkrankheit, die durch den Pilz Magnaporthe oryzae Triticum-Stamm (MoT) verursacht wird. Ursprünglich in Südamerika identifiziert, wo sie erstmals in den 1980er Jahren in Brasilien auftrat, hat sich die Krankheit seitdem auch nach Asien ausgebreitet und bedroht nun die globale Weizenproduktion.
Die Krankheit äußert sich durch ovale oder diamantförmige Läsionen auf den Blättern, die oft ein graues Zentrum mit einem dunklen Rand aufweisen. Im fortgeschrittenen Stadium können diese Läsionen zu einem umfassenden Blattsterben führen. Auch die Ähren können befallen werden, was zu einer erheblichen Reduktion der Kornqualität und -menge führt.
Wheat Blast kann erhebliche Ernteverluste verursachen, mit Schätzungen, die in einigen Fällen bis zu 100% der Ernte in betroffenen Feldern reichen. Die Krankheit tritt besonders in feuchtwarmen Klimazonen auf, die für die Sporenbildung und -verbreitung des Pilzes ideal sind. Infolge des fortschreitenden Klimawandels könnte sich das Auftreten der Krankheit folglich auf mehr Gebiete ausweiten als bisher.
Aktive Forschung, einschließlich der Genomsequenzierung des Pilzes, zielt darauf ab, ein besseres Verständnis der Krankheit zu erlangen und effektivere Managementstrategien zu entwickeln.
Auswirkungen auf die Lebensmittelsicherheit
Die Ausbreitung von Pilzkrankheiten unter veränderten Klimabedingungen hat sowohl direkte als auch indirekte Auswirkungen auf die Lebensmittelsicherheit:
- Direkt führen Pilzinfektionen zu Ernteverlusten, was die Verfügbarkeit und den Zugang zu Nahrungsmitteln einschränken kann.
- Indirekt können die Toxine, die von einigen Pilzarten produziert werden, wie z.B. Aflatoxine von Aspergillus-Spezies, gesundheitsschädlich für Menschen und Tiere sein, wenn kontaminierte Lebensmittel konsumiert werden.
In extremen Fällen können bestimmte Lebensmittel in der Zukunft nicht mehr verfügbar sein, da sie von Pilzen zerstört werden, erklärt Brajesh Singh, ein Umweltmikrobiologe von der Western Sydney University. Ein bereits genanntes Beispiel hierfür ist die Panama-Krankheit bei Bananen. Diese Krankheit ist laut Singh so verheerend, dass sie die Bananenbestände in betroffenen Regionen vollständig vernichten könnte, sollte nicht bald eine Lösung gefunden werden. Laut Sigh möge dies zwar ein drastisches Beispiel sein, doch viele Pilzarten verursachen erhebliche Schäden, die je nach Schweregrad der Infektion zu Produktionsrückgängen von 20, 30 oder sogar 40 Prozent führen können. Man könne sich also vorstellen, welche enormen Auswirkungen dies auf die globale Ernährungssicherheit haben kann.
Herausforderungen und Strategien in der Schädlingsbekämpfung
Angesichts der zunehmenden Bedrohung durch Pilzkrankheiten müssen innovative Ansätze für die Schädlingsbekämpfung entwickelt und implementiert werden. Traditionelle Methoden, wie der Einsatz chemischer Fungizide, stehen zunehmend in der Kritik, da sie Umweltprobleme verursachen und zur Resistenzbildung bei Pilzpopulationen führen können.
Daher gewinnen integrierte Schädlingsmanagementstrategien (IPM = Integrated Pest Management) immer mehr an Bedeutung, wobei Schädlinge durch eine Kombination aus vorbeugenden Maßnahmen, biologischer Kontrolle und minimalem Chemikalieneinsatz nachhaltig bekämpft werden, um ökologischen und wirtschaftlichen Schaden zu minimieren.
Zu den Anpassungsstrategien gehören darüber hinaus die Entwicklung und der Einsatz krankheitsresistenter Pflanzensorten, die Optimierung der Anbaupraktiken zur Reduzierung des Infektionsrisikos und die Förderung der biologischen Vielfalt, um natürliche Feinde von Pilzpathogenen zu unterstützen. Darüber hinaus ist die Förderung der Forschung und Entwicklung neuer Technologien, wie Präzisionslandwirtschaft und genetische Modifikation, entscheidend, um die Resilienz der landwirtschaftlichen Produktion gegenüber Pilzkrankheiten zu erhöhen.
Biologe Brajesh Singh schlägt vor, schädliche Pilze durch den Einsatz nützlicher Mikroorganismen zu bekämpfen. Diese Methode nutzt Bakterien, Viren und andere Pilze, um Pflanzen auf natürliche Weise zu schützen, indem man sie gezielt anwendet oder Substanzen nutzt, die diese nützlichen Mikroben anziehen. Diese Strategie könnte helfen, Pflanzen resistenter gegen Krankheiten zu machen und so die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft zu mildern.
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- Klimawandel: Pilz bedroht Weizen - CYA International Consulting,abgerufen am 24.02.24
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- Getreideschwarzrost – Wikipedia,abgerufen am 24.02.24
- Panamakrankheit – Wikipedia,abgerufen am 24.02.24
