Eigenschaften der Kulturpflanzen (Heinrich Hofmeister & Eckhard Garve)

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Quelle: Heinrich Hofmeister & Eckhard Garve (2006). Lebensraum Acker. Verlag N. Kessel, ISBN-13: 978-3-935638-61-6; ISBN-10: 3-935638-61-2. Die vorliegende Zweitpublikation erfolgt mit ausdrücklicher Genehmigung der Autoren und des Verlages. (Autorisierte Zweitpublikation)
Hinweis: Dieser Schlüssel ist mit den Autorennamen gekennzeichnet und die Mitarbeit ist auf Heinrich Hofmeister, Eckhard Garve beschränkt. Auf der Diskussionsseite sind Kritik und Verbesserungsvorschläge willkommen!

Schon vor 10 000 Jahren, als die Menschen noch als Jäger und Sammler lebten, vollzog sich allmählich der Übergang von wildwachsenden Pflanzen zu Kulturpflanzen. In der Obhut des Menschen wurden die Wuchsleistungen der in Kultur genommenen Arten aufgrund der besseren Pflege und Wachstumsbedingungen erheblich gesteigert. Die durch Auslese erreichten Züchtungserfolge waren dabei lange Zeit mehr oder weniger dem Zufall überlassen. Erst die Erkenntnisse der Vererbungslehre ließen zu Beginn des 20. Jahrhunderts gezielte Kreuzungen zu. Damit kam es zu planmäßigen Mutationen, zu Neukombinationen von pflanzlichen Eigenschaften und Heterosiseffekten mit anschließender Selektion und Vermehrung. Hauptziel der Züchtung war und ist es, von den Kulturpflanzen bei geringem Pflege- und Ernteaufwand in kurzer Zeit möglichst hohe Erträge zu erzielen.

Als Kulturpflanzen werden domestizierte Pflanzensippen bezeichnet, die planmäßig angebaut werden und für das Leben der Menschen eine existentielle Bedeutung besitzen. Auch in der Gegenwart stellt die Erzeugung von Nahrungsmitteln die wichtigste Aufgabe der Landwirtschaft dar. Neben der Produktion pflanzlicher Erzeugnisse wird dieses Ziel über die Gewinnung von Futtermitteln für die Tierproduktion erreicht. Futterpflanzen werden sowohl als Zwischenfruchtkulturen, die den Boden vor Nährstoffverlusten und Austrocknung schützen und zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit beitragen, als auch zur Begrünung von Ackerbrachen angebaut. Nachwachsende Rohstoffe zur Gewinnung von Öl, Fasern und anderen technisch zu verarbeitenden Rohstoffen spielen dagegen noch immer eine untergeordnete Rolle.

Die Kulturpflanzen sind im Verlauf ihrer Entwicklung so verändert worden, dass sie sich in vielen Merkmalen und Eigenschaften von ihren Ausgangsformen unterscheiden:

  • Kulturformen sind bedeutend größer als ihre Ausgangsformen. Das gilt besonders für die vom Menschen genutzten Pflanzenorgane. Ursache für diesen Riesenwuchs ist häufig die Polyploidie, d. h. die Vervielfältigung des Chromosomensatzes. Riesenwuchs führt zu einer wesentlichen Steigerung der Erträge. Das geschieht z. B. über eine Vergrößerung der Blattoberflächen und eine damit erhöhte Photosyntheseleistung.
  • Für viele Kulturarten ist der Verlust von Verbreitungseinrichtungen charakteristisch. Dadurch lassen sich die Samen rationeller und ohne Verluste ernten. Die Ähren der heute angebauten Getreidearten zerfallen nicht, wie bei den Wildformen, in einzelne Bruchstücke und haben damit die Möglichkeit einer effektiveren Ausbreitung verloren. Auch die Grannen, die bei Wildgräsern häufig der Verbreitung dienen, findet man bei einigen Kulturarten nicht mehr. Bei den Zuchtformen der Schmetterlingsblütengewächse springen die reifen Hülsen nicht mehr auf, so dass die Samen fest verschlossen in den Hülsen geerntet werden können.
  • Im Laufe der Evolution der Kulturpflanzen ist es häufig zu einem Verlust der Schutzeinrichtungen von Samen und Früchten gekommen. So sind die Getreidekörner von Wildformen (z. B. Dinkel) fest von Spelzen umgeben. Bei den heute angebauten Getreidesorten liegen diese dagegen ungeschützt. Die Verarbeitung der Getreidekörner zu Mehl ist dadurch ohne aufwendiges Entspelzen möglich.
  • Viele Kulturarten weisen Veränderungen bezüglich der vegetativen Vermehrung auf. Während die Wildformen der Kartoffel lange Ausläufer besitzen, an deren Enden die Knollen ausgebildet werden, liegen die Knollen bei hochgezüchteten Arten dicht beieinander und erleichtern so die Ernte.
  • Ein wichtiges Zuchtziel ist die Verminderung von unerwünschten Inhaltsstoffen. Manche Wildpflanzen wie Lupinen enthalten Bitterstoffe (Alkaloide), die bei Zuchtformen ("Süßlupinen") weggezüchtet wurden.
  • Kulturarten weisen gegenüber Wildpflanzen deutliche Veränderungen im Entwicklungszyklus auf. Angestrebte Zuchtziele sind eine kürzere Keimungszeit sowie eine rasche und vollständige Entwicklung der Samen und eine kurze Reifeperiode der genutzten Organe.

Zur Nutzung der Kulturpflanzen kommen alle Organe der Pflanze in Betracht. Meistens sind diese Teile als Metamorphosen besonders auffällig und zur Speicherung von Reservestoffen ausgebildet:

  • Wurzeln können zu stark entwickelten Speicherorganen umgebildet sein wie bei Zuckerrübe und Möhre.
  • Im Bereich des Sprosses gibt es Stauchungen wie bei Kohlrabi, Zwiebel und den Knollen der Kartoffel.
  • Bei der Futter-Rübe und der Kohlrübe ist das Hypokotyl zum Speicherorgan geworden.
  • Besonders oft sind in Früchten und Samen die begehrten Nährstoffe gespeichert, wie die Beispiele von verschiedenen Getreidearten, Mais, Raps und Körner-Leguminosen zeigen.

Die Gattung Kohl (Brassica spec.) liefert ein besonders eindrucksvolles Beispiel für die große Plastizität bei der Ausbildung von schmackhaften Pflanzenteilen, z. B. Weiß- und Rotkohl, Wirsing, Grünkohl, Blumenkohl, Rosenkohl, Brokkoli und Kohlrabi.

Ohne Kulturmaßnahmen wären die hochgezüchteten Nutzpflanzen der Konkurrenzkraft und der größeren Vitalität von Wildpflanzen längst unterlegen und könnten sich nicht behaupten. Daher sind die Kulturpflanzen ständig auf die unterstützenden Eingriffe des Menschen angewiesen. Dazu gehört auch der Herbizideinsatz, der den Kulturpflanzen ein optimales Wachstum auf Kosten der Wildkräuter ermöglicht. Außerdem sind viele in Kultur genommene und planmäßig angebaute Nutzpflanzen anfällig gegenüber Krankheitserregern geworden. Ziel der heutigen Pflanzenzüchtung ist es daher auch, Resistenzen gegenüber viralen Infektionen, Pilz- und Insektenbefall zu erreichen, um den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu verringern. Mit den modernen Möglichkeiten der Gentechnik ist eine neue Dimension erreicht, Pflanzen in Bezug auf Herbizidverträglichkeit und Anfälligkeit gegen Infektionen zu manipulieren. Die dadurch möglichen Risiken für Umwelt und Gesundheit werden derzeit engagiert und kontrovers in der Öffentlichkeit diskutiert.

Die Anordnung der Kulturarten auf den folgenden Seiten erfolgt nach pflanzenbaulichen Aspekten (Geisler 1988). Danach werden Getreidearten, Wurzel- und Knollenfrüchte, Öl- und Faserpflanzen, Körnerleguminosen, Futterpflanzen sowie Sonderkulturen und Feldgemüse unterschieden. Die Vielzahl der Futterpflanzen und Gemüsearten wurde in diesem Buch in einer kleinen, repräsentativen Auswahl berücksichtigt. Als einzige Obstart wurde der Wein aufgenommen, da seine Kulturen (Weinberge) eine spezielle und bemerkenswerte Begleitflora ("Weinbergsunkräuter") aufweisen.