Wir sitzen an wohlgedeckten Tischen, versorgt aus deutschen Landen und von der überproduzierenden EG-Agrarwirtschaft. Durch züchterische Verbesserungen, den Einsatz moderner Landwirtschaftstechnik und reichlich Düngemittel gelang es, die Produktivität der Landwirtschaft zu Wachstumsraten von industriellem Maßstab hochzutreiben.

Doch der Drang der Bauern nach höheren Ernten und die Sucht der Verbraucher nach immer perfekter anzusehendem Obst und Gemüse verlangen zunehmend ihren Tribut: So steht der übermäßige Einsatz von Düngemitteln im Ruf, unsere Gesundheit zu gefährden – etwa durch die Zunahme des Nitratgehalts im Grundwasser (siehe ZEIT Nr. 7/1982). Zuviel Nitrat kann vor allem bei Kindern zu der lebensgefährlichen Blausucht fuhren. Auch stehen die stickstoffhaltigen Nitrosamine, auf dem Umweg über Nitrat und Nitrit im Magen gebildet, im Verdacht, an der Krebserkrankung beteiligt zu sein.

Zu dem ökologisch-medizinischen Problem kommt noch ein ökonomisches hinzu: Der für das Pflanzenwachstum unverzichtbare Stickstoff ist das teuerste aller heute verwendeten Düngemittel. Denn das Haber-Bosch-Verfahren, mit dem Luftstickstoff, zunächst als Ammoniak, gewonnen wird, erfordert einen sehr hohen Energieaufwand. Das treibt unsere Ölrechnungen hoch und läßt ölarmen Entwicklungsländern auf Dauer nur die Wahl zwischen Staatsbankrott und Hungersnot.

Einem Weg aus der Ökonomischen und ökologischen Sackgasse der mineralischen Stickstoffdüngung sind seit geraumer Zeit Wissenschaftler in aller Welt auf der Spur. In Deutschland laufen seit 1975 Versuche von Professor Dieter Hess an der Universität Hohenheim mit dem Ziel, die biologische Stickstoffgewinnung für mehr als nur eine Handvoll Pflanzenarten nutzbar zu machen.

Seit langem sind Pflanzen bekannt, die für ihren Bedarf den Stickstoff der Luft anzapfen: die Hülsenfrüchter oder Leguminosen. Bohne, Erbse und Luzerne leben in Symbiose mit Bodenbakterien, den Rhizobien. Die Lebensgemeinschaft bietet beiden Partnern Vorteile: Die Leguminosen geben über ihre Wurzeln den Bakterien Energie in Form von Kohlenhydraten ab – Energie, die von den Pflanzen mit Hilfe der Photosynthese aus der Sonnenstrahlung gewonnen wird. Als Gegengabe bekommen die Gewächse von den Mikroben den Stickstoff, einen unentbehrlichen Ausgangsstoff für die Synthese aller Eiweißmoleküle. Die Rhizobien und eine weitere Bakterienart, die Azospirillen, binden den Stickstoff aus der Luft mit Hilfe eines Enzyms, der Nitrogenase. Außer diesen und weiteren Bodenbakterien vermögen auch die Cyanobakterien („Blaualgen“) per Nitrogenase Luftstickstoff zu binden. Reisbauern in Ostasien und Australien versorgen ihre Felder mit Stickstoff, indem sie Blaualgen, die auf ihren Feldern in Symbiose mit einer Farnart leben, als Dünger unterpflügen.

Auf der Suche nach neuen, den natürlichen Vorbildern nachempfundenen „künstlichen Assoziationen“ hatten als erste Forscher die Biologen Johanna Döbereiner in Brasilien und der Australier Michael Tinick Erfolg: Sie entdeckten Verbindungen zwischen Weizen, Mais oder Tomaten mit Bakterien, die Luftstickstoff zu binden vermögen. Natürliche Symbiosen von Azospirillen und beispielsweise Weizen kommen durchaus vor, allerdings nur unter klimatischen Verhältnissen wie etwa in Brasilien. Nicht, daß es in unseren einheimischen Böden keine Azospirillen gäbe. Doch die Mikroben können in dem mit Stickstoff stark gedüngten Bodenmilieu keine Nitrogenase erzeugen.