Wunderwurzel Yams

Yams vom Bodensee

Yams-Anbau ist hierzulande eine Nische – gewerblich praktiziert das kaum eine Handvoll Höfe. Denn nur die Chinesische Yams ist an unsere Breiten angepasst, aber ausgerechnet deren Kultivierung ist komplex und arbeitsintensiv. Der Andreashof fing bereits 2001 an, die Chinesische Yams anzubauen, erst mit kleinen Versuchen und dann sukzessive in immer größeren Maßstäben. Er beliefert nun Biohändler – bis zu sieben Tonnen im Jahr konnten bislang in Überlingen geerntet werden.

Dort leitet Agraringenieur Matthias Busl das Forschungsprojekt EKO-YAM, um kosteneffiziente Anbausysteme für Yams im ökologischen Anbau zu entwickeln. Sein Ziel: Der Vergleich verschiedener Anbaumethoden im Hinblick auf Nachhaltigkeit, Ertrag, Arbeits- und Materialkosten sowie Qualität. Letztere soll David Krüger hinsichtlich der pharmazeutischen Inhaltsstoffe beurteilen.

Über 20 Jahre lang kultivierte Busls Team die bis zu drei Kilogramm schweren länglichen Knollen in holzgestützten Hochbeeten – geschlossene Kisten, die sich mit dem Gabelstapler umherfahren und auskippen ließen. „Früher haben wir routinemäßig zu zweit 15 Minuten gebraucht, um eine Kiste zu leeren und zehn Pflanzen herauszuholen. Acht Kilogramm konnten wir also in 30 Arbeitsminuten standardmäßig ernten.“

Als aber 2018 eine neue EU-Verordnung für den ökologischen Landbau verabschiedet wurde und bald darauf Biowaren nicht mehr aus geschlossenen Gefäßen ohne Bodenkontakt zum Acker geerntet werden durften, musste Busl umdenken: „Die Verwaltungspraxis hat dazu geführt, dass unser geschlossenes Hochbeetsystem nicht mehr erlaubt war, und das hat die Sache deutlich erschwert“, erklärt der Agaringenieur. „Es gibt nämlich Pflanzen, die so schwierig als Kulturpflanze anzubauen sind, dass besondere Umstände nötig sind. Und Yams gehört eben dazu.“

Aber diese Nischenpflanze hatte offenbar kein Agrarminister auf dem Schirm – anders als etwa den Chicorée, den Biobetriebe per Ausnahmeregelung weiterhin in Gefäßen anbauen können. „Leider war damals keiner von uns Yams-Anbauern in Brüssel, und ein nachträglicher Änderungsantrag kann länger als fünf Jahre dauern“, erklärt der Projektleiter. Daher erprobt sein Team nun vier verschiedene Anbaumethoden: in hohen (nunmehr offenen) Kisten, mit Kunststoffrinnen, an aufgeschütteten Hügeln und in tiefen Gräben.

Innovative Anbausysteme im Experiment

Für den Grabenanbau hebt Busl mit Kollegen erst Gräben aus, verstärkt diese mit Holz und füllt leichten Boden mit Humus hinein, um im Frühjahr einzupflanzen. Wenn im November geerntet wird, fühlt sich Busl wie „ein Hase in der Grube“. Er erzählt: „Man wühlt sich durch den Sand, um die ein Meter lange, zerbrechliche Wurzel herauszuziehen.“ Eine mechanische Ernte wie bei Rüben oder Kartoffeln wäre wegen ihrer fragilen Form unmöglich, zumal Yamswurzeln die Besonderheit haben, nach unten hin wie Baseballschläger dicker zu werden. Im Vergleich zu den steinfreien, lockeren Lössböden der asiatischen Anbaugebiete lassen sich die Knollen hier wohl ähnlich „leicht“ aus dem Graben herausziehen.

Besonders mühevoll ist laut Busl hingegen die Anbauvariante auf einem Hügel. Erst muss tonnenweise humusreiche Erde aufgeschüttet werden, und dann bohren sich die langen Knollen am Rand oft unter den darunterliegenden harten, steinigen Acker. „Da kommt man mit der kleinen Kabelgrabenschaufel ganz schön ins Schwitzen, wenn man die Knollen unbeschädigt vom Boden befreien will“, sagt Busl. Gerade die Unversehrtheit sei nämlich für eine Lagerfähigkeit essenziell.

Bei der Rinnenmethode werden die Knollen in Halbröhren gezwungen und fallen daher noch dünner und länger aus. Der Rinnenanbau sei im Hinblick auf die Ackerfläche auch anspruchsvoll, sagt der Agraringenieur. Er brauche mehr Fläche als die übrigen Methoden, diese müsse geneigt sein und gute Drainageeigenschaften für Regenwasser haben. Vor allem die Biologin Janina Epping interessiert, ob die dünneren Pflanzenknollen vergleichsweise mehr Randschichten ausbilden. Denn in der Rinde konzentrieren sich besonders viele sekundäre Pflanzenstoffe, was pharmazeutisch interessant sein könnte. Epping leitet an der Universität Münster eine Forschungsgruppe zur Züchtung von Yams. Ihr Team war an der Entschlüsselung des Yams-Genoms beteiligt. Als EKO-YAM-Projektpartner wiederum ermitteln die Münsteraner Primärmetaboliten (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße).

Gezüchtete Yams

In einem anderen Projekt forschte Epping daran, die Yamswurzel durch Züchtung kürzer, runder und dicker zu machen. Denn nur so wäre auch eine mechanische Ernte auf dem Acker wie bei Kartoffeln möglich und damit einhergehend der Anbau auf größeren Flächen.

Ein Glücksfall ereignete sich, als sie die aufwendige Züchtungsarbeit eines französischen Yams-Bauern entdeckte, der seine Knollen über Jahrzehnte so selektiert hatte, dass sie etwas kürzer und dicker waren. Da der Franzose nur weibliche Yams-Exemplare hatte, konnte er nichts kreuzen, sondern nur vegetativ vermehren. Eppings Team konnte daher genetische Klone untersuchen, die sich nur in der Knollenform unterschieden: So identifizierte es erfolgreich die für die Knollenform verantwortlichen Gene und legte den Grundstein für neue, viel schnellere Züchtungen.

Auch der Andreashof züchtet nebenbei neue Yams-Sorten – und da er männliche Exemplare hat, sind nun sogar Kreuzungen möglich. Allerdings braucht jede neue Pflanzenentwicklung über ein Jahrzehnt bis zur Marktreife. Indes setzt Agraringenieur Busl weiter auf die händischen Anbauarten mit der fragilen, langen Knolle.

Potenzial in der Pharmazie

Regelmäßig erhält David Krüger Post vom Bodensee: beschriftete Papiertütchen mit Knollen, Blättern und Brutknospen aus den Hügeln, Gräben, Kisten und Rinnen der Yams-Anbauer. Die Proben stammen auch von verschiedenen Bodentypen, stets der Fragestellung folgend: Ändern sich die Inhaltsstoffe bei unterschiedlichen Anbaubedingungen? Apotheker Krüger weiß nicht, woher genau die Probe stammt, die er untersucht: „Die Proben sind codiert, und erst am Ende wird aufgelöst – ähnlich wie bei Doppelblindstudien in der Medizin.“

Der fruchtbare Austausch zwischen Anbauer und Apotheker führte zuweilen zu Überraschungen. Als sich beispielsweise die Blätter einiger Yams-Pflanzen plötzlich gelb verfärbten, aber Krankheiten ausgeschlossen werden konnten, gingen anfangs alle von einem Magnesiummangel aus. Denn Magnesium steckt im Blattfarbstoff Chlorophyll. Doch nachweisen ließ sich der tatsächliche Gehalt vorerst nicht – David Krüger musste erst eine Methode dafür finden. Am Ende gab es zwei wissenschaftliche Publikationen – durch die Methodenentwicklung und das überraschende Ergebnis.

„Wir fanden heraus, dass die gelben Blätter dreimal so viel Magnesium wie die grünen enthielten, also lag kein Mangel vor. Stattdessen hatten die gelben Blätter andere Spurenelemente in ungewöhnlicher Konzentration – da könnte wohl eher die Kombination von Molybdän und Mangan für die Gelbfärbung verantwortlich sein.“

Für den Pharmazeuten Krüger sind vor allem zwei der sekundären Pflanzeninhaltsstoffe der Yamswurzel interessant: Dioscin und Gracillin. Das Potenzial dieser beiden Stoffe wird derzeit weltweit erforscht. Beide enthalten als Grundgerüst Diosgenin, das in der Pharmazie bereits ein wichtiger Ausgangsstoff für die Herstellung von Medikamenten ist.

„Es gibt bisher noch kein rein pflanzliches Arzneimittel gegen Diabetes. Wenn aber die blutzuckersenkende Wirkung von Gracillin bestätigt wird und die Substanz in ausreichender Menge aus der Yamswurzel isoliert werden kann, wäre das ein großer Durchbruch“, so Krüger. Dafür sind jedoch noch viele Studien vonnöten.

Krüger sieht derweil in der Wurzel auch als „Functional Food“ oder „Superfood“ großes Potenzial. „Sie ist sehr nahrhaft und enthält viel Polysaccharide und Stärke in einer Form, die vom Körper nur langsam abgebaut wird. Das heißt, man ist nach dem Verzehr lange satt und der Blutzuckerspiegel schwankt kaum, was ebenfalls für Diabetiker von großem Vorteil ist.“

Erste Ergebnisse nach drei Jahren

Mitentscheidend für jede Wirkung ist das Verhältnis der Inhaltsstoffe. Die Hauptfrage – wie sich die Inhaltsstoffe unter verschiedenen Anbausystemen, Bodenarten und Witterungsbedingungen ändern – ist nach drei Anbaujahren geklärt. „Aus pharmazeutischer Sicht punktet der Hügelanbau: Er zeigt die besten Eigenschaften in Bezug auf die Ausbeute an sekundären Inhaltsstoffen“, fasst Krüger zusammen. Dem folgt der Rinnenanbau: Vor allem die Knollenrinde beinhaltet dabei viele Sekundärmetaboliten. Im Rinnenanbausystem sehen die Studienautoren zudem Verbesserungspotenzial, um noch mehr sekundäre Pflanzenstoffe herauszuholen. Allerdings haben die Rinnenknollen den niedrigsten Stärkegehalt. Im Graben wiederum ist es umgekehrt: Er punktet beim Stärkegehalt, aber die Grabenknollen beinhalten am wenigsten Sekundärmetaboliten. Der Hügelbau wiederum liegt beim Stärkegehalt im Durchschnitt.

Es scheint so, als ob in den Anbauverfahren Nährwert und sekundäre Pflanzenstoffe miteinander konkurrieren würden. Auch die Witterungsbedingungen, die sich über den dreijährigen Beobachtungszeitraum änderten, beeinflussten die Inhaltsstoffe der Ernten, wobei die Hügelknollen am wenigsten betroffen waren.

Ausgerechnet im arbeitsintensivsten Anbausystem bilden sich offenbar die meisten sekundären Pflanzenstoffe aus. Inwieweit die Ausbeute den Aufwand rechtfertigt, wird sich zeigen, wenn Busl die Wirtschaftlichkeit durch den Vergleich aller Anbausysteme ausgewertet hat. Dann fließen Aspekte wie Materialkosten, Gesamtarbeitszeiten und Standortbedingungen ebenfalls ein.

Der Anbau von Yams auf dem Andreashof geht auf jeden Fall weiter. Ob sich bald der erste Eintrag im Europäischen Arzneibuch zur Dioscorea polystachya findet, bleibt allerdings abzuwarten. Falls ja, werden wohl die darin enthaltenen Primär- und Sekundärmetaboliten erläutert sein, die je nach Anbausystem und Witterung variieren. Auch die pharmazeutischen Kochanweisungen für Extraktherstellungen und Nachweismöglichkeiten der Wirkstoffe könnten darin aufgeführt sein. Und die Projektbeteiligten von EKO-YAM hätten einen nicht unwesentlichen Beitrag dazu geleistet.