Bodenbearbeitung verringert die Verfügbarkeit des "Langlebigkeitsvitamins" Ergotionein in Kulturpflanzen
Die Bodenbearbeitung in landwirtschaftlichen Betrieben kann die Verfügbarkeit von Ergothionein (ERGO), einer Aminosäure, die von bestimmten Arten von Bodenpilzen und -bakterien produziert wird und aufgrund ihrer starken antioxidativen Eigenschaften als "Langlebigkeitsvitamin" bekannt ist, in den Kulturen erheblich verringern. Dies geht aus einer neuen Forschungsarbeit eines interdisziplinären Teams der Penn State hervor. Die Studie gehört zu den ersten, die zeigen, dass Bodenstörungen direkte Auswirkungen auf einen wichtigen Ernährungsfaktor haben können, der mit der langfristigen menschlichen Gesundheit in Verbindung gebracht wird.
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"Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass ein Mangel an Ergotionein in der Ernährung zu einem erhöhten Auftreten von chronischen Alterskrankheiten wie Parkinson und Alzheimer sowie zu einer geringeren Lebenserwartung führen kann", so Robert Beelman, emeritierter Professor für Lebensmittelwissenschaften.
Beelman wies darauf hin, dass ERGO von Pilzen produziert wird, weshalb Pilze eine der wichtigsten Nahrungsquellen für diese Aminosäure sind. ERGO, das von Pilzen im Boden produziert wird, gelangt jedoch auch in die Pflanzen.
"Die Forschung hat gezeigt, dass die Bodenbearbeitung von landwirtschaftlichen Böden die Pilzpopulationen im Boden stören und die Verfügbarkeit dieser wichtigen Aminosäure beeinträchtigen kann", so Sjoerd Duiker, Professor für Bodenmanagement und angewandte Bodenphysik. "Dies veranlasste uns zu der Vermutung, dass landwirtschaftlich genutzte Böden, die nur minimal oder gar nicht bearbeitet werden, einen höheren Pilzgehalt aufweisen könnten, und dass daher die auf diesen Böden angebauten Pflanzen einen höheren ERGO-Gehalt aufweisen könnten als Pflanzen, die mit aggressiver Bodenbearbeitung angebaut werden."
Um die Auswirkungen der Bodenbearbeitung auf den ERGO-Gehalt von Nutzpflanzen zu untersuchen, wandte sich das Team an eine laufende Bodenbearbeitungsstudie, die 1978 am Russell E. Larson Agricultural Research Center in Rock Springs in Zentral-Pennsylvania begann. Die Studie umfasst ein randomisiertes Blockdesign mit drei Bodenbearbeitungsmethoden - Pflügen mit Streichblechen/Disking/Eggen (MB), was die intensivste Bodenbearbeitung darstellt; Pflügen mit Meißeln/Disking/Eggen (CD), was eine mittlere Bodenbearbeitung darstellt; und Direktsaat (NT) - die jeweils viermal wiederholt wurden. Zu den in der Studie angebauten Kulturen gehören Mais, Sojabohnen und Hafer. Das Team sammelte Getreideproben von jeder der Behandlungen, mahlte sie zu Pulver und analysierte den ERGO-Gehalt mit Flüssigchromatographie und Massenspektroskopie.
Die Forscher stellten fest, dass die ERGO-Konzentration mit zunehmender Bodenbearbeitungsintensität abnahm. Konkret ging der ERGO-Gehalt von NT zu MB um 32 % bei Mais, 33 % bei Sojabohnen und 28 % bei Hafer zurück. Zusätzlich zu den geringeren ERGO-Konzentrationen wurde eine verstärkte Bodenbearbeitung auch mit geringeren Ernteerträgen in Verbindung gebracht.
Die Ergebnisse des Teams sind in einer aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Agronomy erschienen.
"In letzter Zeit wächst das Interesse daran, konventionelle landwirtschaftliche Methoden durch eine regenerative Landwirtschaft zu ersetzen, zu der auch der Einsatz von Direktsaat oder minimaler Bodenbearbeitung gehört, um die Gesundheit des Bodens wiederherzustellen", so Beelman. "Dies ist nicht nur für die Umwelt wichtig, sondern auch für die menschliche Gesundheit, da unsere Forschungen zeigen, dass gesunde Böden gesündere Lebensmittel hervorbringen. Die Tatsache, dass wir festgestellt haben, dass die Ernteerträge bei reduzierter Bodenbearbeitung ebenfalls höher sind, deutet darauf hin, dass diese Praxis für die Landwirte auch rentabel sein kann.
Zu den weiteren Autoren der Penn State-Studie gehören John Richie, Professor für Gesundheitswissenschaften und Pharmakologie, Allen Phillips, emeritierter Professor für Biochemie, Michael Kalaras, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Lebensmittelwissenschaft, und Dongxiao Sun, Assistenzprofessor für Pharmakologie.
Das USDA und das Center for Plant and Mushroom Foods for Health an der Penn State haben diese Forschung teilweise unterstützt.
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