Auswahl von fünf Maulbeerbaum‑(Morus spp.)‑Sorten zur sicheren Nutzung arsenbelasteter Bergbauhalden

Vergiftung in Ackerland verwandeln

Ehemalige Bergbauflächen können Böden mit toxischen Metallen belassen, was Bedenken hinsichtlich Lebensmittelsicherheit und örtlicher Lebensgrundlagen weckt. Diese Studie untersucht, ob bestimmte Maulbeerbäume auf arsenbelasteten Bergbauschlacken wachsen können und gleichzeitig sicher Blätter für Seidenraupen liefern, die Seide produzieren — ein Ansatz, um beschädigtes Land zu sanieren und ländliche Wirtschaften zugleich zu unterstützen.

Warum Maulbeerbäume wichtig sind

Maulbeerbäume sind in vielen Agrarregionen unverzichtbar. Ihre tiefen Wurzeln und robuste Wuchsform helfen, lockeren Boden zu stabilisieren und Schadstoffe aus dem Untergrund zu entziehen, während ihre Blätter die einzige Nahrungsquelle für Seidenraupen bilden. Da Arsen für Menschen, Tiere und Pflanzen hochgradig giftig ist, prüfte das Team, ob fünf gebräuchliche Maulbeersorten in arsenreichen Haldenboden gedeihen und dennoch sichere Blätter und Kokons für die Seidenproduktion liefern können.

Prüfung der Bäume auf kontaminiertem Boden

Die Forschenden pflanzten fünf Maulbeerkultivare sowohl in sauberem Boden als auch in arsenbelasteten Bergbauschlacken in Südchina und beobachteten sie über sechs Monate. Alle Bäume entwickelten sich im belasteten Boden schlechter, doch eine Sorte, Y120, blieb vergleichsweise hoch, behielt längere Wurzeln und hielt die Blattzahl besser als die anderen. Messungen zeigten, dass sich Arsen vor allem in den Wurzeln anreicherte, dann in den Blättern und schließlich in den Stängeln. Zwei Sorten, J und F, nahmen deutlich mehr Arsen in Wurzeln und Blätter auf, während Y120 und G62 deutlich weniger aufnahmen und die Arsenwerte in ihren oberirdischen Teilen unter den nationalen Sicherheitsgrenzwerten für Tierfutter hielten.

Bodenreinigung und Fütterung von Seidenraupen

Trotz der Belastung trug jeder Maulbeer-Typ zur Verringerung der Arsenkonzentration im umliegenden Boden bei; die Sorte F reduzierte Arsen im Oberboden um fast zwei Fünftel. Dieselben Bäume lieferten dann Blätter an im Labor aufgezogene Seidenraupen. Raupen, die arsenbelastete Blätter fraßen, fraßen insgesamt mehr, vor allem in der letzten Wachstumsphase — ein Indiz dafür, dass ihre Körper möglicherweise mit Stress zu kämpfen hatten. Trotzdem unterschieden sich Überleben und Kokonrate stark nach Blattquelle. Seidenraupen, die Blätter von Y120 bekamen, zeigten die höchste Überlebens- und Kokonbildungsrate, während bei F‑Blättern starke Verluste sowie viele schwache oder auffällig veränderte Puppen und adulte Tiere auftraten.

Verborgene Veränderungen im Wurm verfolgen

Das Team untersuchte außerdem das Innere des Seidenraupendarms, um zu sehen, wie sich die dort lebenden Mikroben auf kontaminierte Nahrung reagierten. Bei einigen Blattgruppen wurde die Darmbakterienvielfalt geringer, bei anderen stiegen bestimmte Bakteriengruppen an — Veränderungen, die mit einem erhöhten Krankheitsrisiko verbunden sein könnten. Bei Messungen des Arsens in Seidenraupenkörpern, Exkrementen, Puppen und Kokons zeigte sich ein klares Muster: Der größte Teil des Arsens wurde in den Exkrementen angereichert, dann in den Puppen, danach im restlichen Körper und am wenigsten in den Kokons. Selbst im ungünstigsten Fall blieben die Arsenwerte in Exkrementen, Puppen und Kokons unter den chinesischen Sicherheitsstandards für Dünger, Lebensmittel oder Futtermittel und umweltfreundliche Textilien.

Die sicherste Sorte für Seide und Boden wählen

Um all diese Faktoren zu gewichten — vom Baumwachstum und der Bodensanierung bis zur Gesundheit der Seidenraupen und dem Arsen im Kokonseide — wandten die Forschenden eine Bewertungsmethode an, die 26 verschiedene Indikatoren verglich. Diese Gesamtbewertung reihte die fünf Maulbeerkultivare vom sichersten bis zum riskantesten wie folgt: Y120, G62, G12, J und F. Vereinfacht gesagt erwies sich Y120 als robust genug, um arsenbelastete Halden zu tolerieren, und zugleich schonend genug für Seidenraupen, um deren Produkte innerhalb von Sicherheitsgrenzen zu halten — damit ist sie ein vielversprechender Kandidat zur Renaturierung verschmutzter Bergbaulandflächen durch nachhaltige Seidenproduktion.

Zitation: Lu, F., Wu, C., Fan, W. et al. Screening of five mulberry (Morus spp.) cultivars for safe utilization of arsenic-contaminated tailings. Sci Rep 16, 15821 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46408-x

Schlüsselwörter: Maulbeere, Seidenraupe, Arsen, Bergbauschlacken, Phytoextraktion