Pflanze Phys

Pflanze Phys sollte möglich sein, in allen

  • Copyright © 2003 American Society of Plant Biologists

Leguminosen: Bedeutung und Constraints auf eine stärkere Nutzung

  1. Peter H. Graham *. 1 und
  2. Carroll P. Vance 2
  1. 1 Abteilung für Boden, Wasser, Klima und (P.H.G.) und
  2. 2 United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Plant Science Research Unit, Abteilung für Pflanzenbau und Pflanzengenetik (C.P.V.), University of Minnesota, 1991 Ober Buford Kreis, St. Paul, Minnesota 55108

Leguminosen, im Großen und Ganzen durch ihre ungewöhnliche Blumenstruktur, podded Frucht definiert, und die Fähigkeit, von 88% der bisher untersuchten Spezies Knötchen mit Rhizobien (de Faria et al., 1989) zu bilden, sind an zweiter Stelle nur auf die Graminiae in ihrer Bedeutung für den Menschen . Die 670-750 Gattungen und 18.000 bis 19.000 Arten von Leguminosen (Polhill et al. 1981) sind wichtige Getreide, Weide und Agroforst-Arten. Cohen (1977; zitiert von Bryan [2000]) berichtet Domestizierung von Linsen (Objektiv esculenta an einem Standort) in Iran auf 9.500 bis 8.000 BP datiert; Roosevelt et al. (1996) stellte fest, die Verwendung von Hymenaea als Nahrungsquelle in Amazonien Vorgeschichte. Bohne (Phaseolus vulgaris ) Und Sojabohnen (Glycine max ), Nutzpflanzen in Amerika und Asien wurden jeweils jede domestizierte mehr als 3000 Jahren (Hymowitz und Singh, 1987; Kaplan und Lynch, 1999). Einsatz von Leguminosen in Weiden und zur Bodenverbesserung geht zurück auf die Römer, mit Varro (37 vor Christus;. Zitiert von Fred et al [1932]) unter Hinweis darauf, „Leguminosen in leichten Böden gepflanzt werden sollen, nicht so sehr für ihre eigene Produktion wie für das gute, das sie auf die Folgekulturen zu tun. „Übersichten Dieses Papier kurz die Leguminosen und ihre Bedeutung in verschiedenen landwirtschaftlichen und natürlichen Umgebungen.

GRAIN UND WEIDE PRODUCTION

Getreide und Futter Leguminosen sind auf rund 180 Millionen Hektar oder 12% bis 15% der Erde Ackerfläche (Tabelle I) gezüchtet. Auf sie entfallen 27% der primären Pflanzenproduktion der Welt, mit Körnerleguminosen allein 33% des Nahrungsproteins Stickstoff beitragen (N) Bedürfnisse des Menschen (Vance et al. 2000). Unter Existenzbedingungen kann der Anteil an Leguminosen Protein N in der Ernährung erreichen zweimal diese Zahl. In Rangordnung, Bohne, Erbse (Pisum sativum ), Kichererbse (Cicer arietinum ), Saubohne (Vicia faba ), Straucherbse (Cajanus cajan ), Cowpea (Vigna unguiculata ) Und Linsen bilden die Hauptnahrungs Leguminosen (National Academy of Science, 1994). Leguminosen (vorwiegend Soja und Erdnuss [Arachis hypogeae ]) Mehr als 35% des Pflanzenöls verarbeitet der Welt zur Verfügung stellen (siehe Tabelle II) und Sojabohnen und Erdnüsse sind auch reich an Nahrungsprotein für die Hühner-und Schweinefleisch-Industrie. Das Potenzial von Leguminosen ist offensichtlich in der enormen Anstieg der Produktion von Sojabohnen in Brasilien, mit nationalen Durchschnitt Renditen von 1166 kg ha-1 im Jahr 1968 auf 1969 bis 2567 kg ha-1 im Jahr 2001 auf 2002 (M. Hungria, persönliche Mitteilung) erhöht . Dies folgte Selektion für eine spätere Reife, Aluminium Toleranz und Calcium-Nutzungseffizienz (Spehar, 1995). In der gleichen Ernte, die Kontroverse über Molekulartechnik, mit einigen Ländern weigern transgenen Sojabohnen wachsen verdeutlicht die Notwendigkeit für Gleichgewicht in Zukunft Züchtungsaktivitäten.

Pflanzenbau und Fläche geerntet

Die wichtigsten Nutzpflanzen Ölproduktion

Leider haben Verbesserung der Leguminosen Ernteerträge nicht Schritt mit denen von Getreide gehalten. Jeuffroy und Ney (1997) beachten Sie, dass Weizen (Triticum aestivum ) Erträge in Frankreich erhöht 120 kg ha -1 Jahr -1 zwischen 1981 und 1996; die für Erbse erhöht nur 75 kg ha -1 Jahr -1 über den gleichen Zeitraum. Die Situation ist schlimmer in den Entwicklungsländern whereOram und Agcaoili (1992) beachten Sie, dass Erbsen Ausbeuten nur 45%, und der Ackerbohne und Kichererbse sind nur 75% der Menschen in den Industrieländern erreicht. Zum Teil ist dieser Unterschied aufgrund der ungünstigen Umweltbedingungen, unter denen viele Leguminosen angebaut. Leguminosen werden oft nach Mais oder Reis angebaut und werden gegen Ende der Vegetationsperiode ausgebracht. Sie können kurze Vegetationszeiten haben und unterliegen können intermittierend oder Terminal Dürre. Progressive Boden chemischen und physikalischen Abbau und sauren Böden Bedingungen können auch ihre Produktivität zu begrenzen.

Dürre Probleme für Leguminosen sind wahrscheinlich mit dem projizierten raschen Ausbau der wasserbelasteten Bereichen der Welt vom 28. bis 30. Länder heute in 50 Länder umfasst 3 Milliarden Menschen bis zum Jahr 2030 (Postel, 2000) zu verschlechtern. Es ist eine dringende Notwendigkeit Dürretoleranz in Leguminosen zu erhöhen; Salztoleranz zu erhöhen, ist eine parallel Anforderung in vielen Bereichen. Je mehr dürretolerantem Leguminosen, wie cowpea, sind tief verwurzelt und haben Blattgröße mit verdickten cuticles reduziert den Wasserverlust zu reduzieren. Weniger tolerant Leguminosen wie Bohnen können für die frühe Reife, Effizienz bei der Verteilung von Nährstoffen zu reproduktiven Strukturen und phänotypische Plastizität (Beaver et al. 2003) ausgewählt werden. Pinto Villa, jetzt mehr als 90% des Wachtelbohnen Fläche angebaut werden in Mexiko, hat diese Eigenschaften.

Nährstoffverarmung des Bodens ist ein besonderes Problem für Kleinbauern in Entwicklungsländern, wo viel Getreide-Leguminosen Produktion stattfindet, und viele Landwirte nicht leisten können, fertilizers.Sanchez zu verwenden (2002) deutet darauf hin, durchschnittliche jährliche Nährstoffverarmung Raten über 37 afrikanischen Ländern von 22 kg N ha -1. 2,5 kg P ha -1. und 15 kg K ha -1. Bodenacidität wirkt sich auf mehr als 1,5 Milliarden ha weltweit, mit sauren Böden Einschränkungen Produktion wahrscheinlich Leguminosen als Ergebnis der Säure regen zu erhöhen, langfristige N-Düngung und natürliche Bewitterung (Graham und Vance, 2000). H-Ionen-Konzentration per se, Al und Mn Toxizität und P, Mo oder Ca-Mangel tragen zu dem Problem (Graham, 1992). Nodulation und N Fixierung und das Überleben von Rhizobia im Boden, sind besonders unter niedrigem P, Säurebodenbedingungen beeinflußt und wird ausführlicher später in diesem Dokument betrachtet werden.

Krankheiten und Schädlinge sind auch große Einschränkungen Produktion Leguminosen, vor allem in den Tropen und Subtropen. In Bohne zum Beispiel sind wichtige Pathogene mehrere Viren, Pilze erregende Wurzelfäule, anthracnose, Winkelblattflecken, Bohnenrost, weißer Schimmel und Web-und Knollenfäule, und die Bakterien, die für gemeinsame al Bakterienbrand und Halo und Knollenfäule (Coyne et. 2003). In Minnesota allein, Verluste aufgrund von Wurzelfäule sind bei 4.000.000 $ jährlich geschätzt. Einige dieser Erreger sind Saatgut übertragen werden; andere können durch Insekten übertragen werden. Ernteverluste Begrenzung erfordert einen integrierten Ansatz, Programme zertifiziertes Saatgut enthalten kann, Brachezeiten Vektorpopulationen zu reduzieren, Pflügen infizierten Pflanzengewebe, die biologische Kontrolle von Wurzelkrankheiten, chemische Anwendung und Resistenzzüchtung (Beaver et al 2003 zu begraben;. Coyne et al . 2003). Molekulare Marker haben Züchtung rasche Fortschritte bei der Krankheitsresistenz erlaubt in Bohnen (Kelly et al. 2003), aber viele der oben genannten Maßnahmen vorgeschlagen sind über die Ressourcen des Subsistenzbauern, was ein weiterer Grund, warum Leguminosen Erträge in Ländern der Dritten Welt niedrig sind .

Verwendung von Leguminosen in der menschlichen Ernährung kann auch problematisch sein. Körnerleguminosen enthalten in der Regel 20% bis 30% Protein und sind Lys reichen, zur Ergänzung der Nährwertprofile von Getreide und Knollen in der Ernährung (Duranti und Gius, 1997). Allerdings sind Leguminosen in schwefelhaltigen Aminosäuren beschränkt, enthalten die Ernährung betreffenden Faktoren, einschließlich Lektine und Blähungen Faktoren, und sind in der Regel schwer zu kochen. Präferenz für bestimmte Getreidearten oder Samenfarbe wirkt sich auch auf Marktfähigkeit.

Futterleguminosen haben die Grundlage für die Milch- und Fleischproduktion seit Jahrhunderten (Russelle, 2001). Wenn sie richtig verwaltet werden, sind sie reich an Protein, Faser und Energie. Auch in der Intensivtier und Milchproduktion, wo Getreide sind wichtige Futterquellen, Futterleguminosen sind erforderlich, um die Tiergesundheit (Wattiaux und Howard, 2001) erhalten. Fleisch und Milchproduktion in den Entwicklungsländern ist fast ausschließlich abhängig von Futterleguminosen und Gräser. Alfalfa (Medicago sativa ) Ist die vorherrschende Futterleguminose in gemäßigten Klimazonen (Russelle, 2001), mit mehr als 72 Mio. Mg Alfalfa in den USA allein 7000000000 $ jährlich produziert wert. Alfalfa ist die dritte oder vierte wertvollste Ernte in den USA (US Department of Agriculture, National Agricultural Statistics Service, http://www.nass.usda.gov:81/ipedb/hay.htm). Weitere wichtige gemäßigten Weide Arten gehören Kleeblätter (Trifolium spp.), Dreiblatt (Lotus corniculatus ), Sweetclovers (Melilotus spp.), und Wicken (Vicia spp.).

Die Einbeziehung von Leguminosen ist von entscheidender Bedeutung für eine nachhaltige Fleisch- und Milchproduktion auf den unfruchtbaren Savanne Böden der Tropen und Subtropen (Beratungsgruppe für internationale Agrarforschung, http://www.cgiar.org/research/res_cattle.html). Der Einbau von verbesserten Leguminosen in dieser Ökosysteme hat wegen des Mangels an Informationen, Samenkosten zurückgeblieben, und die schlechte Infrastruktur. Arten aus den Gattungen Aeschynomene. Arachis ,Centrosema. Desmodium. Macroptilium. und Stylosanthes Angebot Versprechen für eine verbesserte tropische Weidesysteme (Thomas und Sumberg, 1995; Giller, 2001). Von diesen, Stylosanthes spp. mit rund 30 Arten in den Tropen verbreitet (de Leeuw et al., 1994), am häufigsten angenommen wurde, mitStylosanthes guyanensis und Stylosanthes hamata jetzt als verbesserte Weide in Australien, China, Lateinamerika und Westafrika angebaut.

Derzeit vernachlässigte Ernte und Weide Leguminosen könnte noch emerge.Ladizinsky und Smartt (2000) adressieren Möglichkeiten für eine verbesserte Anpassung über weitere Domestikation. Weitere exotische Beispiele sind marama Bohne (Maramabohne ; Dakora et al. 1999), Schwertbohnen (Canavalia gladiata ; Ekanayake et al. 2000) und Desmanthus illinoensis unter Getreide und jährlichen Medizinern undBiserrula pelecinus unter Weide Arten (Howieson et al. 1995 2000). Auch hier muss Genpool Erfassung und Bewertung weiterhin ein Forschungsschwerpunkt sein.

AGROFORESTRY

Sprent und Parsons (2000) die Bedeutung der holzigen Baum Leguminosen in der Forstwirtschaft zu diskutieren. Wichtige Gattungen umfassenAkazie. Anadenathera. Calliandra ,Dalbergia. Erythrina. Gliricidia ,melanoxylon. Parkea. Prosopis ,Pterocarpus. und Samanea. Die Werte für den Prozentsatz der Anlage N von der Fixierung abgeleitet in solchen genannten Arten byGiller (2001) liegen im Bereich von 2% bis 100%, aber mit Vorsicht behandelt werden. J. Grossman (persönliche Mitteilung) schlägt vor, dass Inga oerstediana. weit im Süden von Mexiko als Schattenbaum mit Kaffee verwendet wird, kann der Aufbau einer effektiven Symbiose nicht einmal in der Lage sein.

Fragen der Ernährungssicherheit, Druck auf das Land und die zunehmende Verschlechterung der Bodenqualität (Franzluebbers et al 1998;. Cassman, 1999; Sanchez, 2002) haben zur Steigerung der Forschungsinteresse an Bäumen Brache und Gasse-Anbau führte Systeme für Subsistenzbauern in Afrika und Asien . Diese werden überprüft byBuresh et al. (1997) und von Buresh und Cooper (1999). In Baum Brachen, Sesbania spp.,Leucaena spp. Tephrosia spp.,Crotalaria spp. Glyricidia spp. oderCajanus spp. werden in Mais-inter, und als Trockenzeit oder längerfristigen Brachen wachsen gelassen. Das Holz wird geerntet, und die N-reichen Blätter, Schoten und grünem Stiel Material sind hoed in den Boden kurz vor der Regenzeit (Sanchez, 1999) .Gathumbi et al. (2002) berichtet, oberirdische Biomasse-Produktion in einem Zeitraum von 6 Monaten von 8 bis 15 Mg ha -1. mit insgesamt N Anhäufung von 100-178 kg ha -1. Erhebliche Ernteertrag steigt in der Saison nach dem Baum Brache berichtet. Leguminosen Baumfutter mit einem hohen Grad an Rohprotein und Mineralien, und in manchen Fällen ist eine gute Verdaulichkeit leicht durch Vieh angenommen. Düngung mit Rohphosphat wird oft benötigt, um die N Vorteile von Baum Brachen zu verbessern.

Alley Zuschneiden, mit Kulturen zwischen Hecken und Baum prunings verwendet als Mulch oder Gründüngung auch erhebliche N gewachsen zu den eingestreuten Ernte liefern kann. In Costa Rica, Phaseolus spp. Bohnen angebaut zwischen Erythrina poeppigiana Zeilen und geliefert Beschneidungen von diesen Bäumen ergab 15% bis 50% mehr als Bohnen in Monokulturen (Henriksen et al 2002). gewachsen.Sesbania sp. wurde in ähnlicher Weise für Gasse Kupieren in Reis verwendet. Dennoch Giller (2001) weist auf Probleme mit diesem System, einschließlich der Konkurrenz um Wasser zwischen den Bäumen und Nutzpflanzen, und sinkende Ertragssteigerung im Laufe der Zeit auf unfruchtbar oder sauren Böden.

Die Stärkung der Rolle der Leguminosen unter Existenzminimum Bedingungen N-Fixierung wurde vor kurzem mit der Vergabe des 2002 World Food Prize an Dr. Pedro Sanchez, ehemaliger Generaldirektor des Internationalen Zentrums für Forschung in Agroforstwirtschaft anerkannt.

NATURAL ECOSYSTEMS

N ist die primäre Nährstoff Begrenzung der Pflanzenproduktion in den meisten natürlichen Ökosystemen (Seastedt und Knapp, 1993; Vitousek et al., 1997). Leguminosen, die durch ihre symbiotische Fähigkeiten, können eine wichtige Rolle bei der Kolonisierung gestört Ökosysteme, einschließlich derer spielen, die Feuer sind anfällig (Arianoutsou und Thanos, 1996). Preise von N2 Fixierung in solchen Umgebungen sind oft niedrig, aber immer noch ein großer Teil der N Bedürfnisse der Leguminosen erfüllen kann. B. Tlusty und P. H. Graham (persönliche Mitteilung) fand den Prozentsatz der Anlage N von der Fixierung Werten abgeleitet fünf Leguminosen in einer entkernt und Lang Gras Prärie reichen von 36% auf fast 100% beimpft. Spehn et al. (2002) untersuchten Pflanzenarten und funktionelle Gruppierungen unter Grünland Gemeinden in sieben Ländern in Europa. Zwei Jahre nach der Aussaat, die Anwesenheit von Leguminosen betroffen N-Pool-Größe in fünf der sieben Standorten. Ein solcher Aufbau im Boden N ist wahrscheinlich nicht zu Ende zu öffnen, weil Pearson und Vitousek (2001), um eine 10- bis 20-fache Abnahme der Knöllchenmasse und N Fixierung zwischen 6- und 20-jährige regenerierende Ständen bemerkt Acacia koa. Ein Modell, entwickelt von Vitousek und Field (1999) damit verbundene Reduktion der N2 Fixierung mit Schatten, P Begrenzung und Weiden.

atmosphärische CO2 Anreicherung und N Ablagerung, die jeweils eine große ökologische Bedeutung sind, dürften gegenläufige Effekte in natürlichen Ökosystemen zu haben. Hardy und Havelka (1976) zeigten, N2 Fixierung verstärkt unter CO2 Anreicherung und beide Leguminosen Biomasse und Frequenz wurden in Freiluft CO verstärkt2 Anreicherung Studien (Reich et al 2001;.. Teyssonneyre et al 2002). Gesamt N in Lespedeza capitata und Lupinus perrenis 58,3% bzw. 32,0% zulegten, wurden bei 560 & mgr; mol mol -1 CO2 (Reich et al. 2001). Im Gegensatz dazu ist C3 und C4 Gräser waren auf N Ablagerung anspricht, während Leguminosen zeigt wenig Reaktion. Einfluss von N auf Leguminosen / Gras-Balance in Weiden ist gut dokumentiert. In einem Modell von Thornley et al. (1995). die Leguminosen Fraktion in der Weide sank von 18% auf 1% als N-Angebot erhöht wurde.

INDUSTRIAL UND HEIL Einsatz von Leguminosen

Neben den traditionellen Lebensmittel und Futter Anwendungen kann Leguminosen zu Mehl gemahlen werden, verwendet, um Brot, Krapfen, Tortillas, Chips, Aufstriche, und extrudierte Snacks (R. Phillips persönliche Mitteilung) oder verwendet in flüssiger Form zur Herstellung von Milch, Joghurt machen, und Säuglingsnahrung (Garcia et al. 1998). Pop Bohnen (Popenoe et al., 1989), Süßholz (Glycyrrhiza glabra ;. Kindscher, 1992) und Sojabohnen Süßigkeiten (Genta et al 2002) Roman liefern verwendet spezifische Leguminosen.

Leguminosen wurden industriell herzustellen biologisch abbaubaren Kunststoffen (Paetau et al. 1994), Öle, Gummis, Farbstoffe und Tinten (Morris, 1997) verwendet. Galactomannan Gummis abgeleitet vonCyamopsis spp. und Sesbania spp. in Schlichten von Textilien und Papier, als Verdickungsmittel, und in Tablettenformulierung verwendet.

(; Kindscher, 1992 Herzog, 1992) Viele Leguminosen wurden in der Volksmedizin verwendet. Isoflavone aus Soja und anderen Leguminosen haben in jüngster Zeit vorgeschlagen worden, sowohl die Risiken von Krebs zu verringern und die Serum-Cholesterin zu senken (Kennedy, 1995; Molteni et al., 1995). Sojabohnen und genetisch modifiziertem Soja Phytoöstrogene wurden als mögliche Alternativen zur Hormonersatztherapie für Frauen nach der Menopause vorgeschlagen.

Mehrere US-Städte und Staaten verlangen jetzt, dass Flottenfahrzeuge von Biodiesel aus Sojabohnen teilweise mit Strom versorgt werden. Einige Staaten verlangen, dass Biodiesel zu einem festen Prozentsatz in allen Dieselkraftstoffen (http://www.biodiesel.org) enthalten sein.

BIOLOGISCHE N FIXATION

Ein Markenzeichen Merkmal von Leguminosen ist ihre Fähigkeit, Wurzelknöllchen zu entwickeln und N zu beheben2 in Symbiose mit kompatiblen Rhizobien. Dies ist oft ein kritischer Faktor in ihrer Eignung für die Verwendungen oben beschrieben.

Einige 40-60000000 Tonnen (Mt) N2 werden von landwirtschaftlich wichtigen Leguminosen fixiert jährlich, mit einem anderen 3 bis 5 Millionen Mt in natürlichen Ökosystemen durch Leguminosen fixiert (Smil, 1999). Dies ist erstaunlich, Effizienz angesichts der winzigen Mengen der Nitrogenase beteiligt (Delwiche, 1970).

Warum ist symbiotische N Fixierung in Leguminosen so wichtig? Zusätzlich zu seiner Rolle als Quelle von Protein in der Diät N, N aus Leguminosen Fixierung ist im wesentlichen „frei“ N für die Nutzung durch die Wirtspflanze oder von assoziierten oder nachfolgenden Kulturpflanzen. Ersetzen Sie es mit Dünger N würde $ 7-10000000000 jährlich kosten, während selbst bescheidene Verwendung von Luzerne in Rotation mit Maisbauern in den USA $ 200-300000000 (Peterson und Russelle, 1991) retten konnte. Darüber hinaus ist Dünger N zu Subsistenzbauern häufig nicht zur Verfügung, so dass sie abhängig von N verlassen2 Fixierung von Leguminosen oder andere N2 -Fixierer.

Eine der treibenden Kräfte hinter die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft ist ein effektives Management von N in der Umwelt (Graham und Vance, 2000). Die Anwendung von Dünger N erhöht etwa das 10-fache auf 90 Millionen Tonnen zwischen 1950 und 1995 (Frink et al. 1999) mit erheblichen Energieverbrauch für die N-Dünger Synthese und Anwendung. Ein weiterer Anstieg der N Bedarf für die Landwirtschaft sind für die Zeit bis 2030 (Tilman, 1999) projiziert wird, und dieser Bedarf zur Umweltverschmutzung beitragen. In dem Maße, landwirtschaftliche Praktiken können das wirtschaftlichere und umwelt umsichtige N machen2 Fixierung (Peoples et al 1995;. Vance, 2001), in der Landwirtschaft und die Umwelt profitieren. Die Fähigkeit von Leguminosen C zu maskieren ist auch als Mittel zum Ausgleich erhöht in atmosphärischem CO gesehen2 Niveaus, während die Bodenqualität und Krume zu verbessern. Resh et al. (2002) fanden heraus, dass Böden unter N2 -Befestigungs Bäume sequestered 0,11 ± 0,07 kg m 2 Jahre -1 des Bodens an organischem Kohlenstoff, während es keine Veränderung war unter Eukalyptus spp. Kohlenstoffbindung unter Prosopis spp. wurde ebenfalls berichtet.

Giller (2001) deutet darauf hin, dass die Preise von N2 Fixation von 1 bis 2 kg N ha -1 Vegetationsperiode Tag -1 sollte in allen Leguminosen möglich sein. Preise berichtet von Unkovich und Pate (2000) und van Kessel und Hartley (2000) sind deutlich weniger als das, mit den letzteren Autoren einen Rückgang der durchschnittlichen N Berichterstattung2 Fixierungsrate sowohl für Soja und Bohnen über den Zeitraum seit 1985 Einschränkungen zu N2 Fixierung umfassen Dürre (Sinclair et al., 1987), Bodenacidität, N-Düngung und Nährstoffbeschränkungen. Viele Sorten zeigen auch nur begrenzte Fähigkeit, N zu beheben2 in Symbiose.

Verwaltung von Bodenacidität für gemäßigten und tropischen Regionen hat unterschieden sich oft aber hängt zunehmend von säuretoleranten Leguminosen Sorten und Rhizobien (Howieson et al., 2000), mit Bodenschutzkalkung nur bis zu einem pH-Wert, bei dem Al und Mn nicht mehr toxisch. Saurer Bodenmanagement war von entscheidender Bedeutung in den Brasilian Cerrado in der Landwirtschaft zu öffnen, aber es war serendipitous, dass die säuretolerantenRhizobium tropici könnte ersetzen andere weniger tolerant Bohne Rhizobien (Hungria et al. 1997). Identifizierung von zusätzlichen säuretoleranten Wirt und rhizobial Genpool und den Einsatz von Säuretoleranz-Gene, wie sie bei R. tropici CIAT899 (Graham et al. 1982) sind Schwerpunktbereiche.

Maximaler Nutzen von N2 Fixierung sind abhängig von Boden P Verfügbarkeit (Kennedy und Cocking, 1997), mit 33% der Ackerfläche der Welt begrenzt in P (Sanchez und Euhara, 1980). Säure verwitterten Böden der Tropen und Subtropen sind besonders anfällig für P-Mangel. Selbst dort, wo P Befruchtung ist ausreichend, lt; 15% des P kann durch Pflanzen im ersten Jahr (Holford, 1998) aufgenommen werden. Vielleicht mehr Anlass zur Sorge, Reserven von Rohphosphat konnte in nur noch 60 und 90 Jahren erschöpft sein (Abelson, 1999).

Leguminosen spielen eine entscheidende Rolle in natürlichen Ökosystemen, Landwirtschaft und Agroforstwirtschaft, wo ihre Fähigkeit, N in Symbiose zu fixieren sie hervorragende Kolonisatoren von Low-N-Umgebungen sowie wirtschaftliche und umweltfreundliche Ernte, Weide und Baumarten macht. Legume Erträge leider weiterhin hinter denen von Getreide zu hinken. Eine Forschungsorientierung, die besser auf die Bedürfnisse der Dritten Welt oder nachhaltigkeitsorientierte Landwirtschaft mit den Durchbruch Technologien der Genomik und Bioinformatik balanciert benötigt. Es erfordert stärkere und abenteuerlich Zuchtprogrammen, die bessere Nutzung von markergestützten Technologien und mit Betonung auf Krankheitsresistenz, verbesserte N Fixierung und Toleranz gegenüber edaphic Boden Einschränkungen. Es erfordert auch die Erweiterung bestehender Low-Cost-Technologien, wie rhizobial Inokulation zum kleinen Bauern. Um einen Kommentar von Catroux et al paraphrasieren. (2001) „treten wir in die Ära der Biotechnologie immer mehr über das Wachstum von Leguminosen auf Gen-Ebene zu kennen, aber mit Ausnahme einiger Hersteller in den entwickelten Ländern, nicht in der Lage, effektiv diese in großen Produktivitätsgewinne zu übersetzen.“

Quelle: www.plantphysiol.org

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