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Luzerne (Medicago sativa L.)

  • Bestäubung
  • Forschung
  • Beschreibung
  • Quellen
  • Bestäubung (1) (2)

    Luzerne benötigt Fremdbestäubung durch Insekten für die Saatgutherstellung.
    Hummeln bestäuben (als Einzeltiere) deutlich effektiver als Honigbienen, ebenso wie die Luzerne Blattscheider Biene.

    Honigbienen bestäuben Luzerne ungern. Deshalb werden gute Bestäubungserfolge nur erreicht, wenn ein sehr starker Besatz mit Bienen erfolgt: 8 – 12 Völker pro Hektar werden empfohlen.

    Vergleich der Luzerne mit anderen Kulturpflanzen, bezogen auf den empfohlenen Einsatz von Bienenvölkern pro ha:

    Vorteile für den Landwirt

    Vorteile für den Imker

    Nachfolgend werden die Honig- und Pollenqualität der Luzerne im Vergleich zu anderen Kulturpflanzen auf einer Skala von 0-4 dargestellt:

    Der Saatgutbedarf wird bei Blauer Luzerne gegenwärtig fast ausschließlich aus Importen gedeckt.

    Falls Samen produziert werden soll, wird durch Selbstbestäubung bei ca. 31% der Hülsen ein Samenansatz erreicht, durch intensiven Einsatz von Honigbienen sogar bei 67% der Hülsen.

    Luzerne ist ein Fremdbefruchter und für einen guten Ertrag auf die Bestäubung von Insekten angewiesen. Besonders für die Saatguterzeugung ist die Blütenbiologie von besonderer Bedeutung, denn zu einer Bestäubung kommt es erst, wenn die Blüte von den Insekten „ausgelöst“ wird. Dieser Schlag, den die Insekten beim Blütenbesuch bekommen, stört viele Bienenarten nicht. Aber die lernfähigen Honigbienen vermeiden nach einiger Zeit den unangenehmen Schlag, indem sie den Nektar mit ihrem Rüssel von der Seite her erreichen. Dadurch bleibt allerdings die Bestäubung aus. Die Blüten sind selbststeril, da Pollen und Narbe durch ein Häutchen getrennt sind, das durch den Schnellmechanismus zerrissen wird.

    Wenn der Mechanismus von einem Insekt ausgelöst und Pollen ausgetauscht wurde, ist die Bestäubung vollzogen und die Blüte erzeugt Samen. Wenn kein Pollen ausgetauscht wurde, wird die Blüte verwelken und keinen Samen produzieren.

    Viele wilde Bienen sind hochwirksame Bestäuber von Luzerne und können eine bedeutende Rolle spielen, wenn die Felder klein sind und ein geeigneter Lebensraum für sie existiert.

    Die Wirksamkeit der Bienen kann durch eine zeitige Anwanderung zeitgleich mit dem Beginn der Blüte deutlich verbessert werden.

    Forschungse​rgebnisse (3) (4) (1) (5)

    Versuche in Schweden ergaben, dass weniger als 1 % von Bienen, aber 78 % von Hummeln bestäubt wurden. Ein ähnliches Ergebnis wird durch den Einsatz der Luzerne Blattschneider Biene erreicht. In Finnland hat man daher den Anbau in solche Gebiete verlegt, in denen noch sehr viele Hummeln oder Blattschneider Bienen vorkommen.

    Mit Kreuzbestäubung wird mehr Saatgut produziert als durch Selbstbestäubung, aber eine Blüte muss mindestens immer einmal besucht werden, wenn Saatgut angesetzt werden soll. Hohe Erträge können erreicht werden, obwohl es schwierig ist, eine ausreichende Bestäubung zu gewährleisten. Obwohl einzelne Pflanzen zum Teil eine gewisse Selbstverträglichkeit haben, hat sich doch gezeigt, dass die Bestäubung mehr Blütenstände und mehr Samen pro Blütenstand erbringen als bei Selbstbestäubung. Es wurde gemessen, dass die Nachkommen, die sich aus der Selbstbestäubung ergeben, weniger konkurrenzfähig waren und ein geringeres Überleben unter Feldbedingungen aufwiesen, als die Nachkommen aus Kreuzbestäubungen. Das zeigt, dass eine schlechte Bestäubung der Mutterpflanze ein qualitativ nicht so hochwertiges Saatgut entwickelt.

    Honigbienen sind in der Regel zögernde Bestäuber von Luzerne, wegen ihrer offensichtlichen Abneigung, um kraftvoll an den Kopf mit den Staubgefäßen geschlagen zu werden, wenn die Blüte ausgelöst wird. Honigbienen lernen auch, Nektar aus den Blüten zu saugen, ohne sie zu stören, wodurch der Bestäubungsmechanismus umgangen wird, indem er die Blume nicht in geeigneter Weise berührt. Wenn sehr hohe Dichten von Bienen verwendet werden (12 Völker oder mehr pro Hektar werden je nach Standort empfohlen), sie sind in der Lage, Bestäubung zu bewirken und produzieren einen wünschenswerten Honig.

    Es gibt viele erfolgversprechende Bemühungen, Luzerne zu züchten, der die Bienen nicht so stark bei der Bestäubung mit Pollen bepudert und dadurch von der Bestäubung abschreckt (Staubblätter, die über den Kiel hinausragen, Kielblütenblätter, die nicht fest verschlossen sind) usw.

    Da der Bestäubungsprozess die Honigbienen stresst, wird empfohlen, nur mit starken Völkern in die Luzerne zu wandern. Optimale Ergebnisse werden erreicht, wenn eine erste Welle an Bestäubern angewandert wird, wenn die Luzerne zu einem Drittel blüht und eine zweite Welle, wenn die Hälfte der Blüten offen sind. Die meisten Bestäubungen erfolgen in einem Abstand von bis zu 100m vom Bienenvolk. Das sollte bei der Platzierung der Völker beachtet werden.

    Beschreibung (5) (6)

    Luzerne erzeugt die Blüten an ca. 10 cm langen Trauben, wobei die unteren Blüten als erste blühen. Es dauert ca. 7 Tage, bis sich der Blühprozess nach oben fortgesetzt hat und sich die oberen Blüten öffnen.

    Die Staubgefäße umschließen den Griffel zu einer röhrenartigen Samenanlage, die mit den unteren Kronenblättern (Schiffchen) verbunden sind. Öffnet sich nun von Juni bis September die Blüte, entsteht zwischen dem Schiffchen und der Staublattröhre eine Spannung. Die Insekten drücken beim Sammeln von Pollen und Nektar das Schiffchen soweit nach unten, bis die Spannung nachgibt und ein Schnellmechanismus auslöst, der den Pollen an den Hals der Insekten schlägt. Der Schlag der Geschlechtssäule ist vermutlich für die Honigbienen unangenehm, denn von ihnen werden nur ca. 2 % der gebildeten Blüten bestäubt, wenn alternative Befruchter anwesend sind. Produktivere Befruchter sind Hummeln mit rund 70 % und die Blattschneiderbiene mit über 90 % aller gebildeten Blüten. Durch ihren Habitus reagieren diese zwei Arten anscheinend weniger empfindlich auf den mechanischen Reiz als die Honigbiene.

    Dennoch ist die Honigbiene für eine erfolgreiche Befruchtung wichtig, denn auf den größer werdenden Flächen finden die Wildarten häufig keine Nistplätze mehr. Dazu kommt, dass der Anflug vom Feldrand oft zu weit ist. Die niedrige Auslöserate einzelner Honigbienen wird ausgeglichen, wenn 7 bis 10 Völker/ha eingesetzt werden. Die Röhrenblüte kann sich zu jeder Tageszeit öffnen und bleibtca. Eine Woche lang geöffnet, wenn sie nicht bestäubt wird. Die Selbstbefruchtung bei Luzerne ist möglich, aber die Samen weisen dann eine erhöhte Embryonensterblichkeit auf.

    Einmal gesät, kann Luzerne über drei Jahre und länger genutzt werden, bei bis zu vier Ernten pro Jahr. Wegen ihrer hohen Ertragskraft und dem günstigen Futterwert huldigt man ihr schon seit langem mit dem Titel „Königin der Futterpflanzen“. Als klassische Hülsenfrucht sammelt sie zudem große Mengen Stickstoff aus der Luft und verbessert den Boden durch ein Wurzelwerk von majestätischen Ausmaßen. Allein die große Pfahlwurzel kann bei mehrjährigem Wachstum bis weit über vier Meter lang werden. Dadurch hinterlässt sie nachfolgenden Kulturen üppige Mengen organischen Materials und einen optimal aufgelockerten Boden.

    Doch die Luzerne glänzt nicht nur als tierisches Futtermittel. Denn gekeimt als Sprosse ist sie inzwischen eine äußerst beliebte würzige Ergänzung auf frischen Salaten und Sandwiches. Und auch hier glänzt sie wieder durch einen besonderen Inhaltsstoff: dem Saponin. Einige Studien zeigen, dass Saponine das Immunsystem stimulieren und entzündungshemmend im Darm wirken. Durch den Keimprozess vervierfacht sich die Menge dieser nützlichen Verbindung.

    Ihre stickstoffbindende Fähigkeit verbessert die Leistungsfähigkeit landwirtschaftlicher Böden. Wenn sie auf geeigneten Böden angebaut wird, ist die Luzerne eine ergiebige Futterpflanze. Die Aussaat erfolgt im Frühling auf einem gut abgesetzten Saatbeet mit einem pH-Wert von etwa 6,8 bis 7,5.

    Sie erreicht ein Alter von fünf bis zwölf Jahren, abhängig von Boden und Klima. In Deutschland wird sie 2–3 Jahre genutzt, in anderen Klimazonen länger. In den meisten Klimazonen wird Luzerne drei oder vier Mal pro Jahr geschnitten. Der Ertrag beträgt etwa 10 t Trockenmasse/ha und Jahr, schwankt aber regional und abhängig vom Wetter und Stadium der Reife, wenn sie geschnitten wird. Dabei sollte die Pflanze einmal pro Jahr zur Blüte gelangen, um mehrere Jahre nutzbar zu bleiben.

    Quellen

    1. Woodcock, T. S.: Pollination in the Agricultural Landscape; Best Management Practices for Crop Pollination, 2012, http://www.pollinator.ca/bestpractices/images/Pollination%20in%20Agricultural%20Landscape_Woodcock_Final.pdf (03.04.2017).
    2. Radtke, J.: Bienen als natürlichen Ertragsfaktor nutzen, LIB, 2013.
    3. Klein, A.: Abhängigkeit von Bestäubung, Proceedings of the Royal Society London, 2007.
    4. Klein, A.: Kategorisierung der Bestäubung + Quellen, Proceedings of the Royal Society LondonB_2007-supplements2, 2007.
    5. Pritsch, G.: Bienenweide, 2007.
    6. S. Mandl: Bestäubungsleistung der Honigbiene, Arbeitsgemeinschaft Bienenforschung Universität Wien, 2011.