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Zu überleben ist wichtiger als zu wachsen: Diese naheliegende Erkenntnis hat die Evolution auch in Bäumen verankert, wie ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts (MPI) für Biogeochemie nun im Fachjournal „PNAS“ berichtet. Demnach bevorzugen es die untersuchten Fichten bei Ressourcenknappheit, ihre Speicher gefüllt zu halten, und stoppen dafür sogar das Wachstum.

Energiespeicher für Hitze oder Dürre

Anders als Tiere oder Menschen können Pflanzen bei widrigen Umweltbedingungen nicht einfach an einen besseren Ort wechseln. Sie haben daher Mechanismen entwickelt, um auch unter schwierigen Bedingungen eine Weile zu überleben. Bäume legen beispielsweise Energiespeicher an, wenn sie stärker Photosynthese betreiben können, als für den aktuellen Kohlenstoff- und Energiebedarf erforderlich ist. Ist die Photosynthese durch Hitze oder Dürre nur eingeschränkt möglich, zehren sie von diesen Vorräten.

Bislang ging die Wissenschaft davon aus, dass die normalen Stoffwechselprozesse einschließlich des Wachstums Vorrang haben und erst, wenn diese alle versorgt sind, Überschüsse zu Vorräten umgewandelt werden. „Das macht aus Sicht der Evolution aber keinen Sinn“, erläutert MPI-Forscher Henrik Hartmann. Bäume müssten Jahrzehnte überleben, bevor sie sich fortpflanzen können, und schnell verfügbare Reserven spielten dabei eine enorm wichtige Rolle. „Warum sollte also ein Baum in Wachstum investieren, anstatt das Überleben zu sichern und vielleicht sogar noch weitere Reserven anzulegen?“

Weniger wichtige Moleküle werden zu Vorräten

Das Forschungsteam ließ junge Fichten deshalb mehrere Wochen „hungern“, indem es durch eine geringe CO₂-Konzentration die Photosynthese ausbremste. Zunächst leerten sich die schnell verfügbaren Speicher zusehends, um Stoffwechsel und Wachstum aufrecht zu erhalten. Doch der andauernde Hunger führte nicht dazu, dass sich die Speicher vollständig leerten. Vielmehr stabilisierten sich die Vorräte auf einem bestimmten Niveau – und die Bäume hörten auf zu wachsen. „Wenn die Photosyntheseleistung zu gering ist, um alle Funktionen ausreichend mit Kohlenstoff zu versorgen, reduzieren Bäume ihre Wachstumsvorgänge, um Ressourcen für die Speicherung freizusetzen“, resümiert MPI-Forscher Jianbei Huang. Die Bestätigung dafür fand das Team auch auf genetischer Ebene, wo die veränderte Aktivität der Gene zu dieser Beobachtung passte.

Bemerkenswert ist jedoch die Konsequenz, mit der die Fichten aufs Überleben setzen: „Die Pflanzen scheinen lieber nicht benötigte Moleküle zu opfern und sich sozusagen selbst zu verdauen, als auf schnell verfügbare Speicherstoffe zu verzichten“, berichtet Hartmann. Unklar ist, wie lange die Bäume auf diese Weise überleben und sich von Klimaextremen erholen können. Dazu sei weitere Forschung nötig, betont das Team. Das hat nicht zuletzt Auswirkungen auf die Präzision von Klimamodellen, die dadurch ihre Vegetationsmodelle noch realistischer gestalten können.

Surviving is more important than growing: This obvious insight has also been anchored in trees by evolution, as an international research team with the participation of the Max Planck Institute (MPI) for Biogeochemistry now reports in the scientific journal "PNAS". According to the findings, the spruce trees studied prefer to keep their stores filled when resources are scarce, and even stop growing to do so.

Energy storage for heat or drought

Unlike animals or humans, plants cannot simply move to a different place when faced with adverse environmental conditions. They have therefore developed mechanisms to survive for a while even under difficult conditions. Trees, for example, create energy stores when they can photosynthesize more than is required for their current carbon and energy needs. If photosynthesis is limited by heat or drought, they draw on these stores.

Until now, science has assumed that normal metabolic processes, including growth, take priority and that only when these are all supplied are surpluses converted into stocks. "But that makes no sense from an evolutionary point of view," explains MPI researcher Henrik Hartmann. "Why should a tree invest in growth instead of ensuring survival and perhaps even building up further reserves?"

Less important molecules become stocks

The research team therefore allowed young spruce trees to "starve" for several weeks by slowing down photosynthesis through a low CO2 concentration. Initially, the rapidly available stores were visibly emptied in order to maintain metabolism and growth. However, continued starvation did not cause the stores to completely empty. Rather, the stores stabilized at a certain level - and the trees stopped growing. "When photosynthetic output is too low to adequately supply all functions with carbon, trees reduce their growth processes to release resources for storage," summarizes MPI researcher Jianbei Huang. The team also found support for this at the genetic level, where the altered activity of the genes matched this observation.

What is remarkable, however, is the consistency with which the spruces focus on survival: "The plants seem to prefer to sacrifice unneeded molecules and digest themselves, so to speak, rather than forego quickly available storage substances," reports Hartmann. It is unclear how long the trees can survive in this way and recover from climate extremes. More research is needed on this, the team emphasizes. This has implications not least for the precision of climate models, which can then make their vegetation models even more realistic.

Aus einer funktionalisierten Faser aus natürlich vorkommender Stärke von Grünabfällen und anderen Pflanzen stellt das Darmstädter Textil-Start-up „nakt“ nachhaltige Mehrweg-Abschminktücher her. Nachdem diese monatelang und ohne zusätzliche Reinigungsprodukte zum Abschminken wiederverwendet sowie zwischendurch maschinengewaschen werden können, sind sie sowohl kompostier- als auch recyclebar.

„Alles andere kannst du dir abschminken“

Zu Polyactid polymerisiert kann der aus der Pflanzenstärke gewonnene Rohstoff zu einer Faser gesponnen werden. Das entstehende Textil benötigt keine Additive und bleibt damit sowohl nachhaltig als auch biologisch abbaubar. In seiner Weiterverarbeitung mit einem Zero Waste Schnittmuster wird außerdem das Anfallen von Stoffresten verhindert. Das fertige Produkt verspricht durch seine schnelltrocknenden – und damit Bakterienwachstum eindämmenden – Eigenschaften eine hygienische und ohne die Notwendigkeit der Zuhilfenahme anderer Produkte eine hautverträgliche Gesichtsreinigung.

Auch die Lieferung aus den lokalen Produktionsstätten in Deutschland und Österreich erfolgt nachhaltig, denn die Produktverpackung dient zugleich als Briefumschlag für den Versand. Hergestellt aus Cellulose und Natur-Latex ist diese Verpackung zudem robust und waschbar – und kann bis zur Rücksendung für das Recycling-Programm wiederverwendet werden.

Marktreife

Das nachhaltige Abschminktuch ist im Onlineshop erhältlich.

From a functionalized fiber made from naturally occurring starch from green waste and other plants, the Darmstadt-based textile start-up "nakt" produces sustainable reusable makeup removal wipes. These can be reused for months without additional cleaning products to remove makeup, as well as machine washed in between, and are ultimately compostable as well as recyclable.

One for all

Polymerized into polyactide, the raw material derived from plant starch can be spun into a fiber. The resulting textile requires no additives and thus remains both sustainable and biodegradable. In its further processing with a zero waste cutting pattern, it also prevents the creation of fabric waste. The finished product's quick-drying - and thus bacterial growth-restraining - properties promise hygienic facial cleansing that is gentle on the skin by eliminating the need for other products.

Delivery from local production facilities in Germany and Austria is also sustainable, as the product packaging also serves as an envelope for shipping. Made from cellulose and natural latex, this packaging is robust as well as washable - and can be reused until returned for the recycling program.

Market readiness

The sustainable makeup removal wipe is available in the online shop.

Konkurrierende Wildpflanzen beseitigen, aber das Ökosystem nur gering belasten: Das verspricht ein neu entwickelter Sensor für den Einsatz im Pflanzenschutz. Ackerpflanzen befinden sich immer mit Wildpflanzen im Wettbewerb um Sonnenlicht, Wasser und Nährstoffe. Um den Ertrag zu maximieren, bekämpfen in der Landwirtschaft Tätige deshalb Wildpflanzen, zumeist durch Herbizide. Doch Pflanzenschutzmittel beeinträchtigen die Bodenfruchtbarkeit, reichern sich in Gewässern an und tragen zum Artensterben bei.

Pflanzenarten präzise bestimmen

Um diese negativen Nebeneffekte zu minimieren, hat die Firma Premosys aus Kalenborn-Scheuern einen Sensor entwickelt, der Pflanzenarten anhand ihrer Farb- und Reflexeigenschaften sehr präzise bestimmen und so Nutzpflanzen von Wildpflanzen unterscheiden kann. „Wenn man Unkraut gezielter als bisher bekämpfen will, muss man es zunächst auf dem Acker erkennen“, erläutert Projektleiter Matthias Kuhl den Ansatz. Gekoppelt mit der Feldspritze eines Ackerfahrzeugs können Herbizide gezielt nur dort ausgebracht werden, wo sie wirklich benötigt werden.

Bis zu 90% Herbizideinsparungen

Bei der Bekämpfung von Ampfer im Zuckerrübenanbau beispielsweise könnten so laut Hersteller bis zu 90% des Herbizids eingespart werden. Denkbar wäre auch, den Sensor mit automatisierten mechanischen Systemen zur Wildpflanzenentfernung einzusetzen und Herbizide komplett zu vermeiden. Wirtschaftlich sei das präzise Spritzen mittels Sensor derzeit jedoch unschlagbar, wirbt der Hersteller: „Andere Verfahren zur Unkrautvernichtung sind bislang zu ungenau oder zu teuer“, sagt Kuhl.

Weitere Anwendungsbereiche denkbar

Entwickelt hat Premosys den Sensor mit der fachlichen und finanziellen Unterstützung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, die in das Projekt rund 400.000 Euro investiert hat. Verwendung finden könnte der Sensor zudem nicht nur auf dem Acker. Auch für Brachland, abgeerntete oder befestigte Flächen, an Bahndämmen sowie bei Getreideflächen, Grünland oder Untersaaten im Ökolandbau sei die Methode geeignet, um Spritzmittel gezielt nur gegen bestimmte Pflanzenarten auszubringen.

Eliminating competing wild plants while minimizing the impact on the ecosystem: that is the promise of a newly developed sensor for use in crop protection. Arable plants are always in competition with wild plants for sunlight, water and nutrients. To maximize yields, farmers therefore control wild plants, mostly with herbicides. But pesticides impair soil fertility, accumulate in bodies of water and contribute to species extinction.

Precisely determining plant species

To minimize negative side effects, Premosys, a company based in Kalenborn-Scheuern, Germany, has developed a sensor that can determine plant species very precisely on the basis of their color and reflective properties and thus distinguish crops from wild plants. "If you want to combat weeds in a targeted manner, you first have to detect them in the field," says project manager Matthias Kuhl, explaining the approach. Coupled with the field sprayer of a farm vehicle, herbicides can be selectively applied only where they are really needed.

Up to 90% herbicide savings

According to the manufacturer, this could save up to 90% of herbicide when controlling dock in sugar beet cultivation, for example. The sensor might also be used with automated mechanical systems for wild plant removal, avoiding herbicides altogether. However, precise spraying by means of a sensor is currently the most economical, the manufacturer advertises: "Other methods of weed destruction have so far been too inaccurate or too expensive," says Kuhl.

Further applications possible

Premosys developed the sensor with the technical and financial support of the Deutsche Bundesstiftung Umwelt, which invested around 400,000 euros in the project. Besides application on arable land, the method is also suitable for fallow land, harvested or paved areas, along railroad embankments as well as for cereal areas, grassland or undersown crops in organic farming, in order to apply sprays specifically against certain plant species only.

Der jüngst veröffentlichte sechste Sachstandsbericht des Weltklimarates macht deutlich: Soll aus der Klimakrise keine -Katastrophe werden, müssen in allen Sektoren die Treibhausgasemissionen in kürzester Zeit massiv sinken. Das gilt auch für die Landwirtschaft, die vor der Herausforderung steht, dennoch genug Nahrung für eine wachsende Weltbevölkerung zu produzieren. Für das wichtige Grundnahrungsmittel Reis untersucht ein Forschungsteam des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) gemeinsam mit Partnern aus Österreich und Japan dazu den Trockenanbau.

Methanemissionen vermeiden

Meistens wird Reis auf überfluteten Feldern angebaut. Dabei gelangt jedoch recht viel Methan in die Atmosphäre, ein wesentlich stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid. In wasserarmen Regionen wird hingegen schon heute der Trockenreisanbau praktiziert. Dessen Nachteil ist jedoch – neben der oft knappen Wasserversorgung – eine schlechte Verwertung des Nährstoffs Phosphor. Das wiederum führt zu schlechteren Erträgen. Das Forschungsprojekt „Kleiner Maßstab – große Wirkung: Rhizosphärenprozesse als Schlüssel für P-Effizienz im Trockenreisanbau“ möchte deshalb die Prozesse der Phosphoraufnahme besser verstehen und anschließend optimieren.

Die entscheidenden Parameter dazu liegen in der sogenannten Rhizosphäre, dem Bodenbereich rund um die Wurzeln der Pflanzen. Denn selbst wenn Phosphor in gleicher Menge vorhanden ist, können unterschiedliche Reissorten den Nährstoff unterschiedlich gut aufnehmen. Das liegt beispielsweise an den jeweiligen Wuchsformen der Wurzeln oder den genetisch veranlagten Stoffwechselprozessen, ganz besonders aber am Effekt bestimmter Wurzelausscheidungen und der Symbiose mit bestimmten Mikroorganismen.

Hilfe durch symbiontische Mikroben

So können die Wurzelausscheidungen dazu führen, dass das Phosphat chemisch reagiert und anschließend in einer Form vorliegt, die die Pflanze besser aufnehmen oder verwerten kann. Gleiches gilt für die Mikroben, meist Bakterien oder Pilze: Sie sind besser als die Pflanze darin Phosphat zu verwerten und scheiden danach phosphathaltige Verbunde wieder aus, die die Pflanze besser nutzen kann als das ursprüngliche Phosphat.

Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mitfinanzierte Projekt will die Erkenntnisse über die Abläufe in der Rhizosphäre nicht nur für die Grundlagenforschung gewinnen, sondern der Pflanzenzüchtung ermöglichen, Sorten zu erzeugen, die im Trockenanbau besser Phosphat verwerten können. Profitieren würden davon zunächst Regionen mit phosphatarmen Böden und geringer Verfügbarkeit von Phosphatdünger. Aber wenn es gelänge, den Trockenanbau hinsichtlich des Ertrags mit dem Anbau auf überschwemmten Feldern gleichzustellen, könnte diese klimafreundliche Anbauform sich auch in anderen Regionen durchsetzen.

Ob in Büroräumen oder Klassenzimmern: Luftfilter haben seit dem Ausbruch der Pandemie Hochkonjunktur. Mit ihrer Hilfe können virenbelastete Aerosole aus den Räumen entfernt und so das Ansteckungsrisiko reduziert werden. Doch Filtermaterialien sollten auch umweltfreundlich sein. Aus diesem Grund haben Forschende der Zuse-Gemeinschaft Vliesstoffe aus Biokunststoff als Filtermaterial unter die Lupe genommen und diese auf Filterleistung und Haltbarkeit untersucht.

Eignung von PLA-Vliesstoffen für Bio-Filter getestet

Im Fokus des Projektes „BioFilter“ stand die Eignung von Polylactid – kurz PLA. Der Biokunstoff, auch bekannt als Polymilchsäure, wird bereits vielfältig eingesetzt, vor allem in der Verpackungsindustrie. Der Nachteil: PLA wird leicht spröde, hat mit 60 Grad Celsius eine niedrige Temperaturbeständigkeit und ist daher beispielsweise für Heißgetränke wenig geeignet. Forschende vom Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West (DTNW) und vom Sächsischen Textilforschungsinstitut (STFI) testeten jetzt im Projekt die Eigenschaften verschiedener PLA-Granulate im Hinblick auf deren Eignung für Vliesstoffe für Bio-Filter.

Gute Filterleistung und Stabilität bei geringen Temperaturen

Untersucht wurden jedoch nicht die Vliesstoffe selbst, sondern sogenannte Monofilamente. Die mit Fäden vergleichbaren PLA-Fasern wurden im Klimaschrank auf Alterung und Haltbarkeit geprüft. Dabei zeigte sich: Bei Temperaturen ab 70 Grad Celsius wurden die Monofilamente nach zwei Wochen brüchig. Unter normalen Bedingungen jedoch waren die PLA-Fäden auch nach simulierten drei Jahren noch stabil. Auch die Filterleistung der PLA-Vliesstoffe konnte mit den Luftfiltern aus herkömmlichen Kunststoffen mithalten. „Der Fokus für die Nutzung von PLA als Filtermaterial wird meiner Ansicht nach auf Anwendungen liegen, bei denen geringe Temperaturen vorliegen, mit denen PLA sehr gut zurechtkommt“, resümiert DTNW-Wissenschaftlerin Christina Schippers.

Auch zur Wasser-Öl-Filtration geeignet

Neben der Eignung für Luftfilter wurde der Biokunstoff PLA auch auf andere Einflussfaktoren wie mechanische Belastungen durch Luftströme geprüft. Die Ergebnisse des Projektes sind für die Projektpartner die Grundlage, künftig die Einsatzgebiete von PLA-Vliesstoff-Filtern klar abgrenzen zu können. Darüber hinaus steht fest: Derartige Bio-Filter könnten nicht nur Corona-Viren aus der Luft filtern, sondern auch in Großküchen zur Wasser-Öl-Filtration oder in der Industrie bei Motorenölen eingesetzt werden.

Das Projekt „BioFilter“ wurde im Rahmen des Clusters Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft realisiert und vom Bundesministerium für Wirtschaft unterstützt. „Für uns ist die Bioökonomie ein branchenübergreifendes Top-Thema, das zahlreiche Institute der Zuse-Gemeinschaft verbindet und durch Kooperationen wie beim ‚Bio-Filter‘ gelebt wird“, erklärt die künftige STFI-Geschäftsführerin Heike Illing-Günther.

From offices to classrooms: Air filters have been booming since the outbreak of the pandemic. They can be used to remove virus-laden aerosols from rooms and thus reduce the risk of infection. Ideally, filter materials should also be environmentally friendly. For this reason, researchers from the Zuse community have taken a close look at nonwovens made of bioplastics as filter materials and examined them for filter performance and durability.

Suitability of PLA nonwovens tested for biofilters

The "BioFilter" project focused on the suitability of polylactide - PLA for short. The biocomposite, also known as polylactic acid, is already used in a variety of ways, especially in the packaging industry. The disadvantage: PLA becomes brittle easily, has a low temperature resistance of 60 degrees Celsius and is therefore not very suitable for hot drinks, for example. Researchers from the German Textile Research Center North-West (DTNW) and the Saxon Textile Research Institute (STFI) have now tested the properties of various PLA granules in the project with regard to their suitability for nonwovens for biofilters.

Good filter performance and stability at low temperatures

It was not the nonwovens themselves that were tested, however, but so-called monofilaments. The PLA fibers were tested for aging and durability in a climate chamber. The results showed that at temperatures above 70 degrees Celsius, the monofilaments became brittle after two weeks. Under normal conditions, however, the PLA filaments were still stable after a simulated three years. The filtering performance of the PLA nonwovens was also able to keep up with air filters made of conventional plastics. "In my opinion, the focus for the use of PLA as a filter material will be on applications with low temperatures, with which PLA copes very well," summarizes DTNW scientist Christina Schippers.

Also suitable for water-oil filtration

In addition to its suitability for air filters, the PLA biocomposite was also tested for other influencing factors such as mechanical stresses caused by air currents. Based on the results, the project partners will be able to clearly define the areas of application for PLA nonwoven filters in the future. Furthermore, it has been established that such bio-filters could not only filter corona viruses from the air, but could also be used in industrial kitchens for water-oil filtration or in industry for engine oils.

The project "BioFilter" was realized within the framework of the Bioeconomy Cluster of the Zuse-Gemeinschaft and supported by the Federal Ministry of Economics. "For us, the bioeconomy is a top cross-industry topic that connects numerous institutes of the Zuse-Gemeinschaft and is brought to life through collaborations such as the 'Bio-Filter'," explains the future STFI Managing Director Heike Illing-Günther.

Die Bioökonomie setzt bei der Herstellung von Chemikalien und Treibstoffen auf nachwachsende Rohstoffe, die zugleich mittels regenerativer elektrischer Energiequellen erzeugt werden sollen. Beides zu verbinden, setzt jedoch entsprechende Technologien und Verfahren voraus. Das noch junge Forschungsfeld der Bioelektrosynthese bietet die Möglichkeit dazu und könnte Fachleuten zufolge, einen wesentlichen Beitrag für die zukünftige Bioökonomie leisten.

Die Bioelektrosynthese kombiniert enzymatische und mikrobielle Synthesen mit elektrochemischen Verfahrensschritten und hat das Potenzial, die Vorteile dieser Technologien optimal zu nutzen. Forschende der Universität Bayreuth wollen nun neue Verfahren der Elektrochemie mit der Herstellung hochwertiger Substanzen durch Enzyme und Mikroorganismen verknüpfen. Das Vorhaben wird von der Volkswagen-Stiftung im Rahmen der Initiative „Momentum“ in den kommenden sieben Jahren mit rund einer Million Euro gefördert.

Ersatz für fossilen Rohstoffe

Im Fokus stehen bioaktive Polyketide. Dabei handelt es sich um Naturstoffe, die durch spezielle Enzyme, sogenannte Polyketidsynthasen, hergestellt werden und als Antibiotika oder Krebsmedikamente genutzt werden. Das Forschungsteam sucht nun nach Wegen, Polyketidsynthasen auch bei der Herstellung von Chemikalien wie Feinchemikalien zu nutzen und so fossile Rohstoffe wie Erdöl oder Erdgas in der chemischen Industrie künftig ersetzen zu können.

Mit Bakterien Elektrosynthese betreiben

Das Bayreuther Team um Frank Hahn setzt dabei auf Bakterien, die zur Elektrosynthese fähig sind. Den Forschenden zufolge sollen diese Bakterien befähigt werden, nachhaltig erzeugten Strom und CO₂ aus ihrer Umgebung aufzunehmen und so bestimmte kleine Moleküle zu bilden, die dann von Polyketidsynthasen genutzt werden, um Arzneimittel und Chemikalien herzustellen. „Tatsächlich vereint unser neues, von der Volkswagen-Stiftung gefördertes Forschungsprogramm eine Vielzahl bioökonomischer Aspekte: die effiziente Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom, die Fixierung von CO₂ und eine nachhaltige Produktion wichtiger chemischer Verbindungen“, so Hahn.

Chemische und pharmazeutische Inhaltsstoffe mithilfe von Polyketidsynthasen in Bakterien herzustellen, ist ein neuer biotechnologischer Ansatz der Bioelektrosynthese. Die Forschenden sind überzeugt, dass die Ergebnisse des Projektes für Chemie, Pharmazie oder Biotechnologie gleichermaßen von Interesse sein werden.

Um eine Alternative zu oft aggressiven und allergieauslösenden Reinigungsmitteln zu finden, experimentierte die Betreiberin einer Gebäudereinigungsfirma mit diversen Pflanzen. Letztendlich stieß sie auf die Reinigungskraft der oxalsäurehaltigen Rote Bete und entwickelte ihr eigenes Reinigungsmittel.

Ökologisch, hautverträglich und reinigungsstark

Rote Bete enthält einen hohen Anteil an natürlicher Oxalsäure, deren Salze, die sogenannten Oxalate, auch hartnäckige Verschmutzungen wie Kalk oder Rost entfernen. Auf Basis dessen und in Kombination mit weiteren, nachwachsenden Rohstoffen entstand der ökologische Reiniger, der auf Tierversuche, Stoffe auf Erdölbasis und gentechnische Enzyme verzichtet. Das entstandene Reinigungsmittel färbt übrigens trotz seiner ursprünglich sehr farbintensiven Basis nicht: Organische Säuren neutralisieren den Rote Bete Saft.

Marktreife

Das Familienunternehmen produziert das patentierte Reinigungsmittel in und mit Rohstoffen aus Deutschland. Beetas ökologische Produktreihe umfasst neben dem Universalreiniger mittlerweile diverse weitere Reinigungs-, Wasch- und Spülmittel, die alle in beetas Onlineshop sowie in der Rostocker Filiale erhältlich sind.

In order to find an alternative to the often aggressive and allergenic detergents, the owner of a commercial cleaning company experimented with various plants. Ultimately, she came across the cleaning power of beetroots, which contain oxalic acid, and developed her own cleaning agent.

Ecological, skin-friendly and effective in cleaning

Beetroot contains a high level of natural oxalic acid, the salts of which, known as oxalates, remove even stubborn dirt such as lime or rust. Using this as a basis, and in combination with other renewable raw materials, the ecological cleaner was developed without animal testing, petroleum-based substances or genetically engineered enzymes. Despite its originally very color-intensive base, the resulting cleaning agent does not stain: Organic acids neutralize the beetroot juice.

Market readiness

The family-owned company produces the patented cleaning agent in and with raw materials from Germany. Beeta's ecological product range now includes various other cleaning agents, laundry detergents and dishwashing liquids in addition to the universal cleaner, all of which are available in Beeta's online shop and in the Rostock branch.

Raps hat in Deutschland eine große Bedeutung als Futtermittel und Energiepflanze. Die Erträge brechen jedoch ein, wenn die Pflanzen unter der Kohlhernie oder Klumpfußkrankheit leiden. Der Erreger Plasmodiophora brassicae führt zu knollenartigen Verdickungen der Wurzeln und einer Schädigung des normalen Wurzelgewebes. Das resultiert in Wasser- und Nährstoffmangel. Durch zu enge Fruchtfolgen breitet sich die Kohlhernie obendrein stetig aus.

Resistenzbruch nur eine Frage der Zeit

Zwar gibt es inzwischen resistente Rapssorten. Doch sie alle beruhen auf demselben Resistenzmechanismus, und es zeichnet sich bereits ab, dass der Erreger mutiert und es nur eine Frage der Zeit ist, bis die Resistenz gebrochen wird. Auch andere Maßnahmen, wie das Kalken des Bodens oder Anpassungen der Aussaattermine helfen nur begrenzt, da sie boden- oder witterungsabhängig sind. Jetzt macht ein Forschungsprojekt Hoffnung auf einen neuen Ansatz.

Das Projekt „Biologische Kontrolle der Kohlhernie in resistenten und anfälligen Rapssorten durch endophytische Pilze“ unter Leitung von Jutta Ludwig-Müller von der TU Dresden und Nazanin Zamani-Noor vom Julius- Kühn-Institut in Braunschweig hat untersucht, wie Pilze, die innerhalb des Pflanzengewebes leben, das pflanzliche Immunsystem gegen Krankheiten stärken könnten. Möglich ist das beispielsweise durch bestimmte Enzyme oder Ausscheidungen der Pilzzellen. Der gefundene Effekt war zwar ein anderer – verspricht jedoch ebenfalls Nutzen.

Mehr Biomasse dank Endophyt

Zum Vergleich hatte das Forschungsteam sowohl anfällige als auch resistente Rapspflanzen mit dem Pilz Acremonium alternatum angeimpft, nachdem die Pflanzen mit P. brassicae infiziert worden waren. Nennenswerte Effekte auf die Krankheitssymptome der anfälligen Rapspflanzen brachte dieses Vorgehen nicht – doch die oberirdische Biomasse der Rapspflanzen fiel deutlich größer aus als bei Pflanzen, die zuvor nicht mit dem Pilz angeimpft worden waren. Auch resistente Pflanzen profitierten bei der Biomassebildung vom Endophyten.

Getestet hat das Team diesen Ansatz bislang nur in Gewächshäusern. Doch die Fachleute gehen davon aus, dass die Methode auch auf dem Feld zu besseren Erträgen führen dürfte, obwohl infizierte Pflanzen weiter Symptome zeigen. Künftig könnte dazu bereits das Rapssaatgut mit dem Pilz angeimpft werden, sodass die Pflanzen schon ab der Keimung vom Endophyten profitieren könnten. Dennoch warnt Ludwig-Müller vor zu großer Euphorie: „Unsere Ergebnisse sind sehr vielversprechend, doch bis das Verfahren Marktreife erreichen kann, ist noch viel an weiterer Forschungsarbeit nötig.“

Die Kunststoffindustrie ist im Wandel: Die mittelfristige Abkehr vom Erdöl als Rohstoff und die Zuwendung hin zu biobasierten Rohstoffen verlangt, neue Prozesse und Materialien zu erforschen, verspricht aber auch Potenziale für neuartige Anwendungen. Eine dieser Herausforderungen, die es zu meistern gilt, betrifft technische Thermoplaste: Deren Schmelztemperatur in der Heißpresse liegt häufig oberhalb von 200° C. Das machte es bisher kaum möglich, darin Naturfasern zu verarbeiten, da diese meist bis maximal 200° C hitzebeständig sind. Das Forschungsprojekt „DeFiCoat“ hat dafür nun einen ersten Lösungsansatz entwickelt.

Leistungsfähig und biobasiert

Das Projekt-Akronym „DeFiCoat“ steht für „Development of specially coated fibers for manufacture of novel biocomposites from engineering thermoplastic“, also die Entwicklung speziell beschichteter Naturfasern zur Herstellung von neuartigen Bioverbundwerkstoffen aus technischen Thermoplasten. Gemeinsam mit der kanadischen Universität Guelph hat sich das Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, von November 2017 bis Dezember 2019 der Herausforderung gestellt, Naturfasern thermisch, mechanisch und hinsichtlich der Feuchtigkeitsaufnahme stabiler zu machen. Gefördert wurde das Forschungsteam dabei vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über das Programm „Bioökonomie International 2016“ mit rund 500.000 Euro.

The plastics industry is changing: The abandonment of petroleum as a raw material and the move toward bio-based raw materials requires research into new processes and materials, but also promises potential for new types of applications. One of the challenges involved relates to engineering thermoplastics: Their melting temperature in the hot press is often over 200°C. However, since natural fibers are generally only heat-resistant up to a maximum of 200°C, it has been virtually impossible to process them this way. The "DeFiCoat" research project has now developed an initial approach to solving this problem.

High-performance and biobased

The project acronym "DeFiCoat" stands for "Development of specially coated fibers for manufacture of novel biocomposites from engineering thermoplastic". From November 2017 to December 2019, the Fraunhofer Institute for Wood Research (Wilhelm-Klauditz-Institut; WKI), together with the Canadian University of Guelph, has taken on the challenge of making natural fibers more stable thermally, mechanically and in terms of moisture absorption. The research team received funding of around 500,000 euros from the German Federal Ministry of Education and Research through the "Bioeconomy International 2016" program.

Der Zustand der Wälder ist besorgniserregend: Viele ältere Bäume leiden unter Dürre, Schädlingen und Stürmen. Lediglich 21% der Baumkronen sind noch intakt. Zudem haben die Folgen des Klimawandels den Wald anfälliger für Brände gemacht. Der aktuelle Waldzustandsbericht des Thünen-Instituts für Waldökosysteme in Eberswalde zeigt einmal mehr, wie verletzlich das Waldökosystem ist und wie dringend der Handlungsbedarf. An dem Institut ist nun ein Projekt gestartet, das relevante Informationen über Wälder schnell und unbürokratisch bereitstellen will, um bei Problemen frühzeitig mit geeigneten Maßnahmen gegensteuern zu können.

Schnittstelle der Wald-Akteure

Das Copernicus-Netzwerkbüro „Wald“ versteht sich als eine Schnittstelle zwischen den Akteuren und Akteurinnen im Wald sowie Fachleuten auf dem Gebiet der Fernerkundung. Sie alle wollen ein fachliches Netzwerk aufbauen, in das wald- und forstwirtschaftliche Fernerkundungsakteure eingebunden sind – von der Deutschen Raumfahrtagentur über Waldbesitzerinnen und -besitzer, Ministerien und Naturschutzverbände bis hin zu Unternehmen und Forschungseinrichtungen.

Fernerkundungstechnologien bündeln und austauschen

Das Netzwerk stützt sich dabei auf Daten aus dem All, die ESA-Satelliten im Rahmen verschiedener Copernicus-Programme liefern. Fernerkundungsdaten geben bereits seit Jahren Hinweise zum Zustand der Wälder und damit Einblick in Schäden, die beispielsweise Trockenheit oder Stürme hinterlassen. Über das neugegründete Netzwerkbüro sollen nun bestehende Anwendungen und Aktivitäten von Fernerkundungstechnologien erfasst und ausgetauscht werden, um beispielsweise Daten und Erfassungsmethoden zu standardisieren und ein verbessertes Monitoring zu ermöglichen. Auf Grundlage einer Bedarfsanalyse sollen zudem Nutzerkonzepte erstellt werden, um künftige Fördermaßnahmen zu optimieren.

Das Copernicus-Netzwerkbüro „Wald“ wurde durch die Deutsche Raumfahrtagentur am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) initiiert und wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur finanziert.

The condition of the forests is worrying: many older trees are suffering from drought, pests and storms, and the consequences of climate change have made the forest more susceptible to fires. Furthermore, only 21% of tree crowns are still intact. The current forest condition report of the Thünen Institute for Forest Ecosystems in Eberswalde once again shows the vulnerability of the forest ecosystem and the urgent need for action. A project has now been launched at the institute that aims to provide relevant information about forests quickly and unbureaucratically so that appropriate measures can be taken to counteract problems at an early stage.

Interface of forest stakeholders

The Copernicus Network Office "Wald" ("Forest") sees itself as an interface between forest stakeholders and experts in the field of remote sensing. They all want to establish a professional network involving forest remote sensing stakeholders - from the German Space Agency to forest owners, ministries and nature conservation associations to companies and research institutions.

Combining and exchanging remote sensing technologies

The network relies on data from space provided by ESA satellites as part of various Copernicus programs. For years, remote sensing data have provided information on the condition of forests and thus insight into damage caused by drought or storms, for example. Through the newly established network office, existing applications and activities of remote sensing technologies will now be recorded and exchanged, for instance, to standardize data and collection methods and to enable improved monitoring. On the basis of a needs analysis, user concepts are also to be drawn up in order to optimize future support measures.

The Copernicus Network Office "Wald" ("Forest") was initiated by the German Space Agency at the German Aerospace Center and is funded by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure.