Aktuelle Veranstaltungen

Mehr als eine Million Insektenarten gibt es weltweit, davon sind etwa 2.000 essbar. Ob gegrillt, püriert oder gebraten, zu Fruchtgummis oder Tacos verarbeitet: In vielen Ländern der Erde wie Mexiko oder Korea haben Würmer und Co. längst einen festen Platz auf der Speisekarte. Hierzulande ist Insekten-Kost nicht nur ungewöhnlich, sondern wird auch mit Skepsis oder sogar Ekel betrachtet. Doch Insekten sind reich an Proteinen, leicht und ressourcenschonend in großen Mengen zu züchten und könnten einen wichtigen Beitrag zur Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung leisten.

Aufklären und Akzeptanz schaffen

Im Rahmen eines vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur und der VolkswagenStiftung geförderten Projekts zum Thema „Zukunftsdiskurs“ gehen Forschende der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) nun der Frage nach, inwiefern Insekten als alternative Proteinquelle eine Lösung für kommende gesellschaftliche Herausforderungen sind. „Wir möchten die Gesellschaft über Insekten als Lebensmittel aufklären und so zur Akzeptanz beitragen“,  so der Direktor der Hochschule, Gerhard Greif, bei der Online-Auftaktveranstaltung Mitte September.

Ziel des Projekts ist es, die Verbraucherwünsche und -erwartungen sowie die Einstellungen gegenüber neuartigen Lebensmitteln besser zu verstehen und einzuordnen. Forschende des Instituts für Lebensmittelqualität und -sicherheit (LMQS) suchen daher gezielt den Diskurs mit den verschiedenen Interessengruppen, darunter auch mit Verbraucherinnen und Verbrauchern, um Vorbehalte abzubauen und die Akzeptanz gegenüber Insekten als Lebensmittel zu verbessern.

Kochrezepte sollen Interesse wecken

In Online-Umfragen wollen die Forschenden zunächst ausloten, wie es tatsächlich um die Akzeptanz von Insekten-Food steht. Unter dem Motto „Aufklären und Ängste abbauen“ sind Veranstaltungen geplant, die über Vorteile, Risiken, aber auch rechtliche Grundlagen der Zulassung von Insekten-Food informieren. Auch mit Kochrezepten und Videos zur Zubereitung wollen die Forschenden das Interesse einer breiten Öffentlichkeit für diese neuartigen Lebensmittel gewinnen.

Vorurteile gegenüber Insekten abzubauen, ist auch das Anliegen des Kölner Start-ups „entosiast“. Gründer Philipp Zimmermann ist überzeugt, dass Akzeptanz nur über Wissensvermittlung und Vertrauen geht. Er appellierte auf der Auftaktveranstaltung: „Wir müssen Innovationen aufzeigen und unsere Informationen zielgruppengerecht aufbereiten.“

Neue Speiseinsekten vor der Zulassung

Seit 2018 ist die Zulassung essbarer Insekten innerhalb der EU in der „Novel-Food-Verordnung“ einheitlich geregelt. Die getrocknete Larve des Mehlkäfers Tenebrio molitor, auch als gelber Mehlwurm bekannt, wurde im Mai dieses Jahres nach umfassenden Sicherheitsprüfungen als erstes Insekt in der EU als Lebensmittel genehmigt. „Die aktuelle Gesetzeslage befindet sich durch neue Zulassungen im stetigen Wandel“, sagte Laura Schiel vom Veterinäruntersuchungsamt Stuttgart, die im Rahmen der Veranstaltung über die rechtlichen Grundlagen in Deutschland berichtete. Demnach warten gegenwärtig drei weitere Speiseinsekten, darunter die Wanderheuschrecke, auf ihren Markteintritt.

Insekten sind längst nicht nur als Lebensmittel oder Futtermittel interessant. Auch als Rohstoffquelle rücken sie zunehmend in den Fokus der Forschung. Auf deren Einsatzpotenzial in technischen Anwendungen verwies Thomas Piofczyk von der Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg. Das Unternehmen, das seit Jahren die „Insecta“ organisiert, befasst sich mit der industriellen Nutzung von Chitin und Insektenfetten für Farben, Beschichtungen und Kraftstoffe.

bb

Moderne Agrar-Ökosysteme müssen für die Herausforderungen des Klimawandels gewappnet sein, damit Nahrungspflanzen gut gedeihen und die Ernährung gesichert ist. Längst reicht es nicht mehr aus, wichtige Kulturpflanzen ausschließlich auf Höchsterträge zu trimmen. Sie müssen auch resistenter und stresstoleranter gegenüber Hitze, Dürre und Krankheitserregern sein. Im Projekt CROP verfolgen Forschende vom Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG-3) am Forschungszentrum Jülich gemeinsam mit der Universität Hohenheim daher eine neue Anbaustrategie für den Weizen.  

Zwei Weizensorten mit verschiedenen Wurzelsystemen

„Wir wollen untersuchen, ob eine Kombination von zwei komplementären Weizensorten innerhalb eines Feldes hinsichtlich des Ertrags und anderer Kriterien etwas bringt. Dabei geht es um zwei Genotypen des Weizens, die sich in ihren Wurzelsystemen deutlich unterscheiden“, erklärt Youri Rothfuss, Ko-Projektleiter am IGB-3. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 870.000 Euro geförderten Projekt wollen die Forschenden jeweils eine tief- und eine flachwurzelnde Weizensorte gemeinsam auf dem Feld anbauen.

Vorteile des Kombianbaus ausloten

Ziel ist es, die Vorteile des Kombianbaus nachzuweisen. „Wenn nur eine Weizensorte – insbesondere die Flachwurzelnde – auf dem Feld ist, sollte die Toleranz gegenüber Wasserstress geringer sein“, erklärt Rothfuss. „Die Kombination kann jedoch dazu führen, dass in manchen Phasen der eine Genotyp mit flachen Wurzeln in feuchten Bodenschichten ist und dort Wasser aufnehmen kann, während zu einer anderen Phase der zweite Genotyp mit den längeren Wurzeln einen Vorteil hat, wenn Wasser nur tiefer im Boden verfügbar ist.“ Von dem kombinierten Anbau zweier Weizen-Genotypen mit verschiedener Wurzelarchitektur erwarten die Forschenden neben einer verbesserten Dynamik der Wasseraufnahme auch eine höhere mikrobielle Aktivität im Boden und damit eine bessere Verfügbarkeit von Nährstoffen wie Stickstoff.

Das Projekt ist im März 2020 gestartet. Seither wurden im Jülicher Labor mehrere Weizensorten getestet, ob sie für den gemeinsamen Anbau geeignet sind. „Die passenden Genotypen zu finden, war anspruchsvoll. Wir hatten im Vorfeld zwei Sorten gewählt und getestet, die unter den hiesigen Bedingungen kaum Unterschiede in der Entwicklung der Wurzeln zeigten“, berichtet der Agrarwissenschaftler. Die nächsten beiden Genotypen erwiesen sich jedoch als vielversprechend. „Wir sind sicher, die Kombination jetzt gefunden haben.“

Wurzelwachstum live beobachten

Aktuell laufen im Jülicher Labor die ersten „feinskaligen“ Experimente mit dem ausgewählten Weizenpaar. In etwa 80 cm großen Monolithen werden Sonden eingebracht, um die Wasseraufnahme und Nährstoffversorgung zu quantifizieren. Noch im September sollen die Versuche dann an der Jülicher Rhizotronanlage in Selhausen starten. Dort kann das Team um Rothfuss das Wurzelwachstum live im Feld beobachten. „Wir können hier in verschiedenen Bodentiefen Kameras in transparente, 7 m lange horizontale Röhren schieben, damit Bilder aufnehmen und sehen, wie sich die Wurzeln entwickeln, und die Wurzeltiefe quantifizieren“, erklärt der Forscher. Welchen Einfluss die Wurzelentwicklung der beiden Weizenarten auf die mikrobielle Aktivität im Boden hat, das wiederum untersuchen Forschende der Universität Hohenheim mithilfe spezieller Bildgebungsverfahren.

Vorhersagemodell zur Entwicklung der Pflanzen

Am Ende der vierjährigen Projektdauer soll zudem ein prozessbasiertes Modell, das sogenannte Rhizosphären-Mikrobiom-Pflanzen-Modell, entstehen. Es basiert auf den Ergebnissen der beiden Projektpartner und soll schließlich den Nutzen des Kombianbaus von Genotypen mit komplementären Wurzelsystemen vorhersagen – und das nicht nur für Weizen, sondern auch für andere Kulturpflanzen. „Es bietet die Möglichkeit, zwei Genotypen mit Rahmenbedingungen wie lange Trockenheit oder Starkregen virtuell konfrontieren zu können. Anhand der Daten könnten dann der Wasserhaushalt des Bodens, die Wasser- und Nährstoffaufnahme und die Entwicklung der Pflanze vorhergesagt werden“, so Rothfuss. Der Jülicher Forscher rechnet damit, dass dieses Modell zunächst jedoch in der Wissenschaft zum Einsatz kommt. Bis es Landwirten und Pflanzenzüchtern Prognosen liefert, wird demnach noch einige Zeit vergehen.

Autorin: Beatrix Boldt

For food crops to thrive and food security to be ensured, modern agricultural ecosystems must be equipped to meet the challenges of climate change. It is no longer enough to trim important crops for maximum yield. They also need to be resistant and stress-tolerant to heat, drought and pathogens. In the CROP project, researchers from the Institute of Biosciences and Geosciences (IBG-3) at Forschungszentrum Jülich are therefore collaborating with the University of Hohenheim to develop a new cultivation strategy for wheat.  

Two wheat varieties with different root systems

"We want to investigate whether combining two complementary wheat varieties within a field makes a difference in terms of yield and other criteria. For this, we are looking at two genotypes of wheat that differ significantly in their root systems," explains Youri Rothfuss, co-project lead at IGB-3. In the project, which is funded by the German Federal Ministry of Education and Research with around 870,000 euros, the researchers plan to grow one deep-rooted and one shallow-rooted wheat variety.

Exploring the advantages of combined cultivation

The goal is to demonstrate the benefits of combined cultivation. "If only one wheat variety is grown - especially if it's the shallow-rooted one - there should be less tolerance to water stress," Rothfuss explains. "However, the combination may allow one genotype with shallow roots to be in moist soil layers at some times, while at other times the second genotype with the longer roots has an advantage when water is only available deeper in the soil." From the combined cultivation of two wheat genotypes with different root architecture, the researchers expect not only improved water uptake dynamics but also higher microbial activity in the soil and thus better availability of nutrients such as nitrogen.

The project started in March 2020. Since then, several wheat varieties have been tested in the Jülich laboratory to determine whether they are suitable for joint cultivation. "Finding the right genotypes was challenging. We had previously selected and tested two varieties that showed little difference in root development," reports the agricultural scientist. However, the next two genotypes proved promising. "We are sure we have found the combination now."

Live observation of root growth

The first "fine-scale" experiments with the selected wheat pair are currently being carried out in the Jülich laboratory. Probes are being inserted into about 80-cm monoliths to quantify water uptake and nutrient supply. In September, the experiments will start at the Jülich rhizotron facility in Selhausen, where Rothfuss' team can observe root growth live in the field. "Here, we can slide cameras into transparent, 7-meter-long horizontal tubes at different soil depths, use them to take pictures, to see how the roots develop, and to quantify the root depth," the researcher explains.  In turn, researchers at the University of Hohenheim are using special imaging techniques to investigate what influence the root development of the two wheat species has on microbial activity in the soil.

Predictive model for plant development

At the end of the four-year project, a process-based model will also be developed, the so-called rhizosphere-microbiome-plant model. Based on the results of the two project partners, it will eventually predict the benefits of combining genotypes with complementary root systems - and not just for wheat, but also for other crops. "It offers the possibility of virtually confronting two genotypes with general conditions such as prolonged drought or heavy rainfall. The data could then be used to predict the water balance of the soil, water and nutrient uptake and the development of the plant," Rothfuss says. The Jülich researcher expects that this model will initially be used in science and that it will be some time before it provides forecasts to farmers and plant breeders.

Author: Beatrix Boldt

Das Sortiment reicht von Kirschkernen über Haferschalen bis hin zu Algen: Fast 400 biogene Roh- und Reststoffe – vorwiegend aus der Landwirtschaft – hat die Schierbecker Handels GmbH mittlerweile im Sortiment. In den vergangenen 20 Jahren hat Gründer und Geschäftsführer Torben Schierbecker ein Netzwerk aufgebaut und die verschiedensten Akteure, vom Landwirt bis zum Unternehmen, zusammengebracht, damit neue nachhaltige Produkte aus den biogenen Roh- und Reststoffen entstehen.

Dass sich die deutsche Biotechnologiebranche in diesem Jahr zum „Familientreffen“ endlich wieder physisch treffen konnte, darf sie sich zu einem großen Teil selbst zuschreiben: In kaum mehr als anderthalb Jahren erlebten mRNA-Impfstoffe „made in Germany“ ihren großen Durchbruch und das Mainzer Biopharma-Unternehmen BioNTech wurde zum maßgeblichen Hersteller für die globale Impfkampagne gegen Corona – und damit weltberühmt.

So fanden die Deutschen Biotechnologietage am 20. und 21. September endlich wieder als Präsenz-Event statt. Rund 450 Teilnehmende waren insgesamt an den beiden Tagen ins CongressCenter der Messe Stuttgart gekommen, um sich über den aktuellen Stand der Branche auszutauschen und sich über neue Forschungstrends zu informieren. Ausgerichtet wurde das zweitägige Forum vom Branchenverband BIO Deutschland und dem Arbeitskreis der BioRegionen. Regionaler Gastgeber der größten deutschen Branchenveranstaltung war in diesem Jahr BioRegio STERN, Partnerregion war BioLAGO aus der Vierländerregion Bodensee.

BioNTech mit Preis geehrt

Die Veranstalter nutzten die Gelegenheit, die hiesigen Branchenstars wie BioNTech oder CureVac zu feiern. Das Mainzer Unternehmen wurde mit dem Paradigmapreis ausgezeichnet. BioNTech habe einen unschätzbaren Beitrag für die globale Gesundheit geleistet, so Oliver Schacht, der Vorstandsvorsitzende von BIO Deutschland. Zudem sei dadurch das Ansehen der Biotechnologie und das Ansehen von Gründerinnen und Gründern und Unternehmertum gewachsen, und die Bedeutung von Investoren für den Erfolg der Biotechnologieindustrie klar geworden, sagte Schacht.

Bundesgesundheitsminister Jens Spahn würdigte in einer Videobotschaft die Beiträge der forschungsintensiven Biotechnologiebranche – besonders in der Pandemie. „mRNA-Impfstoffe aber auch der erste Corona-PCR-Test – das sind Hightech-Innovationen made in Germany. Hier spielt Deutschland vorne in der Weltliga mit“, sagte er. „Beschleunigte Forschung und Entwicklung und regulatorische Unterstützung durch die Zulassungsbehörden, das wollen wir uns auch nach der Pandemie erhalten“, sagte Spahn. Die Bundesregierung habe aus der Krise auch gelernt, wie wichtig es sei, in Vorsorge zu investieren. So werde etwa am Paul-Ehrlich-Institut (PEI) in Langen ein „Zentrum für Pandemie-Impfstoffe und Therapeutika“ aufgebaut.

Klimaneutrales und nachhaltiges Wirtschaften im Blick

Wie die Bioökonomie zu einem klimaneutralen und nachhaltigen Wirtschaften beitragen kann, war Thema in einer Nachmittagssession am ersten Tag. Zugeschaltet aus Brüssel erläuterte Roman Brenne von der EU-Kommission den European Green Deal als transformatives Vorhaben hin zu einem klimaneutralen Kontinent im Jahr 2050. „Die Bioökonomie ist bisher in den Papieren zum Green Deal noch nicht sehr präsent“, sagte er. Das solle sich nun ändern. In einem Fortschrittsbericht zur EU-Bioökonomiestrategie, der im kommenden Frühjahr erscheinen soll, werde der Beitrag des biobasierten Wirtschaftens besonders hervorgehoben. „Wenn wir mit dem Green Deal erfolgreich sind, leben wir 2050 in einer Bioökonomie“, brachte Brenne es auf den Punkt.

Friedrich Gröteke, Referatsleiter aus dem Bundeswirtschaftsministerium, ist für das Thema Biotechnologie und Bioökonomie zuständig. Er machte deutlich, es gehe beim Green Deal nicht nur um Nachhaltigkeit, sondern auch um die Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit. Gröteke berief sich hier auf die Nationale Industriestrategie und das Neue Klimaschutzgesetz. „Deutschland soll Leitmarkt und Leitanbieter in der Biotechnologie und der industriellen Bioökonomie werden“, sagte Gröteke. Mit der Dialogplattform Industrielle Bioökonomie sei ein Gremium entstanden, welches das BMWi in der Gestaltung von neuen Fördermaßnahmen berate. „Wir fördern unter anderem den Aufbau von Demonstrationsanlagen und von Beispielregionen für industrielle Bioökonomie“, sagte er. Gleichzeitig sei ein langer Atem gefragt. „In der Industrie dauert es etwa 25 Jahre, bis sich Wertschöpfungsketten verändern.“

Judit Schrick-Szenczi vom baden-württembergischen Wirtschaftsministerium berichtete über ihre Erfahrungen, in der Donauregion biobasierte Wertschöpfungsketten durch transnationale Zusammenarbeit aufzubauen. Martin Langer von der BRAIN AG erläuterte in seinem Impulsvortrag, wie Bioökonomie-Innovationen dazu beitragen können, den Produktionsprozess in der Industrie nachhaltiger zu gestalten und den CO2-Ausstoß zu senken. In Ernährungssektor entwickele sich der Bereich zellbasierte Landwirtschaft sehr dynamisch. Ein vielversprechender Ansatz sei es zudem, CO₂ direkt als Rohstoff für die Produktion einzusetzen (Carbon-to-X).

Bioökonomie mit Ameisensäure

Wie genau solch ein Carbon-to-X-Ansatz aussehen könnte, erläuterte Frank Kensy von der b.fab GmbH in der Session "Biotechnologie für unser Klima". Sein Team will der „Formiat-Bioökonomie“ zum Durchbruch verhelfen. Mithilfe von Photovoltaik-Energie wird CO₂ per künstliche Photosynthese direkt in das chemische Molekül Ameisensäure (Formiat) umgewandelt. Diese dient wiederum als Vorstufe für umprogrammierte Mikroorganismen, die verschiedene Produkte daraus herstellen. In mehreren öffentlichen Forschungskonsortien entwickelt das Dortmunder Biotech-Unternehmen das Konzept derzeit weiter.

Die Co-Vorsitzende des deutschen Bioökonomierats, Iris Lewandowski, hat mit ihrem Team an der Universität Hohenheim das Potenzial von mehrjährigem Biomasse-Gras wie Miscanthus erforscht. Die Pflanzen sind sehr anspruchlos und müssen nicht gedüngt werden. Gleichzeitig erbringen sie viele Ökosystemleistungen – etwa indem sie CO₂ speichern (Carbon Farming). Miscanthus liefert auch den Rohstoff für das Bioraffinerie-Technikum der Uni Hohenheim. Das Potenzial der zellulären Landwirtschaft erläuterte Britta Winterberg vom Start-up Formo. Das Berliner Start-up „domestiziert Mikroorganismen“, um mit ihrer Hilfe vegane Milchproteine zu produzieren. Daraus soll verschiedenste Produkte wie veganer Käse entstehen. Kürzlich hat das Food-Start-up in einer Finanzierungsrunde 50 Mio. US-Dollar von Investoren eingesammelt.

Die nächsten Deutschen Biotechnologietage sind für den 4. und 5. Mai 2022 in Hamburg geplant. Dann wird das Cluster Life Science Nord das nationale Forum der Branche ausrichten.

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Der Weg über das Tier zu Fisch und Fleisch verbraucht enorme Ressourcen und belastet die Umwelt. Innovative Zellkulturtechnik eröffnet neue Möglichkeiten für eine nachhaltigere Lebensmittelproduktion ohne Tiere. Diese Episode erläutert, wie Fleisch im Labor hergestellt wird und stellt ein Start-up vor, das zellbasierten Fisch auf den Markt bringen will. Wie nachhaltig ist Fleisch aus der Zellkultur? Und wie sieht es mit der gesellschaftlichen Akzeptanz aus?

Schokolade ist die beliebteste Süßigkeit der Deutschen. Doch die Herstellung bringt zahlreiche ökologische Probleme mit sich. Bioökonomie-Innovationen können einen wichtigen Beitrag leisten, um die Kakao-Produktion nachhaltiger zu machen. Die Verwendung von Reststoffen der Kakaofrucht für die Limonadenherstellung oder die Aufzucht von schmackhaften Pilzen sind nur zwei von vielen spannenden Beispielen.

Bevor ein Salatkopf vom Feld in den Verkauf geht, muss man das Grün mehrfach mit Wasser waschen, um grobe Rückstände und möglichst viele Keime zu entfernen. Dabei werden große Mengen an Wasser verbraucht. Eine nachhaltigere Lösung kommt in Wellen daher: Ein Forscherteam hat eine Salat-Waschstraße gebaut, in der Ultraschall-Technik eingesetzt wird. Die Anlage kommt mit deutlich weniger Wasser aus und reinigt trotzdem gründlicher.

Grundlage für Pasta sind gemahlene Körner des Hartweizens. Die Getreidepflanze wurde über unzählige Generationen hinweg für den Ackerbau gezüchtet. Diese Episode stellt einige Methoden der modernen Pflanzenzüchtung vor. Biotechnologische Verfahren ergänzen die Werkzeugkiste der Züchterinnen und Züchter und helfen dabei, schneller und gezielter neue Vielfalt zu erzeugen. So werden Pflanzen robuster gegen Schädlinge und extreme Witterung und brauchen weniger Dünger.

Proteine sind für die menschliche Ernährung unverzichtbar. Weltweit wird der Bedarf größtenteils über tierische Quellen gedeckt. Doch nachhaltigere Alternativen für Fleisch und Milchprodukte liegen im Trend. Neben Hülsenfrüchten spielen auch Algen eine wachsende Rolle. Doch welches Protein eignet sich für welches Produkt am besten? Wie wird pflanzenbasierter Fleischersatz hergestellt? Sind diese Produkte tatsächlich nachhaltiger? Zu Besuch bei Forscherteams in Bonn und Freising.

Aromen geben unseren Lebensmitteln Geschmack und Geruch. Viele von ihnen werden dabei gar nicht von den Pflanzen oder Tieren selbst produziert, sondern von Mikroorganismen, die auf und in ihnen leben. Forschende suchen nach solchen Pilzen und Bakterien, und nutzen sie als biologische Aromafabriken. Diese werden in großen Stahltanks vermehrt und mit Zuckern aus landwirtschaftlichen Reststoffen gefüttert. In Leuna stellen Bakterien zum Beispiel große Mengen an Ferulasäure her – ein Ausgangsstoff für Vanillin.

Bis zum Jahr 2050 soll die Weltbevölkerung auf zehn Milliarden Menschen anwachsen –besonders in den Städten. Wie lassen sich die Bewohner mit nährstoffreichen, frischen Lebensmitteln in ausreichender Menge versorgen? Nachhaltige Lösungen für die urbane Landwirtschaft sind gefragt! In dem Verbundprojekt food4future wollen Forschende den Queller, Makroalgen, Quallen und Grillen für die Lebensmittelproduktion in Städten erschließen und entwickeln dafür geeignete Anbausysteme.

Normalerweise wachsen Gemüse und andere Nutzpflanzen mit ihren Wurzeln im Erdboden. Doch es geht auch ohne: In Hydroponik-Systemen gedeihen Pflanzen nur in einer Nährlösung. Dadurch können Ressourcen gespart und Erträge gesteigert werden. Hydroponik ermöglicht zudem den Pflanzenanbau in der Stadt. Das wird in dem Verbundprojekt SUSKULT erprobt. Die Nährlösung stammt aus phosphatreichen Abwässern von Klärwerken. Neben Blattgemüse haben die Forschenden die Wasserlinse und die Süßkartoffel für sich entdeckt.

Welche biobasierten Innovationen stecken schon heute in Lebensmitteln, die wir täglich verzehren? Was bringt die Zukunft? In unserer Kiste befinden sich Produkte, die auf den ersten Blick ganz gewöhnlich aussehen. Hinter ihnen verbergen sich jedoch erstaunliche Geschichten.

Die Multimedia-Story „Lebensmittel der Zukunft“ macht anschaulich, wie Bioökonomie-Forschung zu mehr Nachhaltigkeit im Lebensmittelbereich beitragen kann. Die Entdeckungsreise im Scrollytelling-Tool Pageflow offenbart überraschende Fakten und beleuchtet spannende Entwicklungen. Die meisten der vorgestellten Forschungsprojekte werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

KulturFisch

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Grafik zu SUSKULT im Video: Fraunhofer UMSICHT/Sandra Riedel

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Ährensammlung, Bohnen, Kühllager in Gatersleben: IPK-Leibniz-Institut / Sam Rey
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SchallSalat

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Salatanbau: shutterstock.com/Iakov Filimonov
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Videos vom Projekt MultiVegiClean: DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V.

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Foto von Jens Schröder: Jens Schröder
Bilder vom Projekt MultiVegiClean: DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V.

StadtSpeisen

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Intro: shutterstock.com/marchello74, shutterstock.com/Alexander Egizarov, shutterstock.com/VisualBricks, shutterstock.com/chanchai duangdoosan
Video mit Prof. Dr. Monika Schreiner: Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ)

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Queller am Strand: istockphoto.com/Animaflora
Spaghetti mit Queller: istockphoto.com/geogif
Mangrovenqualle: i stockphoto.com/THEGIFT777
Grille: istockphoto.com/PetrP
Burger: istockphoto.com/ EasyBuy4u

PflanzenFleisch

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Verschiedene Fleischbrocken: istockphoto.com/Whitestorm
Our World in Data
Proteinmoleküle: shutterstock.com/Design_Cells
Hackfleisch: shutterstock.com/Art_Pictures
Sojabohnen: shutterstock.com/New Africa
Veggieburger: shutterstock.com/Nina Firsova
 

AromenJagd

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Intro Wein: shutterstock.com/Jag_cz
Intro Kaffee: shutterstock.com/Andrey Armyagov
Intro Salz: shutterstock.com/Banias
Videomaterial über das Projekt AROMAplus: Sascha Mannel
Mikroskop: shutterstock.com/Elizaveta Galitckaia
Mikroorganismen: shutterstock.com/VideoKot
DNA: shutterstock.com/marakratt
Trauben: shutterstock.com/Marco Gugiatti und MAHATHIR MOHD YASIN
Videos über das Projekt FeruBase: Fraunhofer CBP

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Fermentation früher: shutterstock.com/VittoriaChe
Fermentation heute: shutterstock.com/Gorodenkoff
Trauben in Hand: shutterstock.com//CEPTAP  
Eiswaffeln: istockphoto.com/Fascinadora
Bildmaterial über das Projekt AROMAplus: Sascha Mannel
Foto von Felix Graf: Felix Graf
Bleistift: shutterstock.com/gopixa
Fotos über das Projekt FeruBase: Fraunhofer CBP
Foto von Tino Elter: Tino Elter

Wetterextreme wie Hitze, Dürre oder Starkregen setzen die Landwirtschaft seit langem unter Druck und sorgen immer öfter für Ernteausfälle. Um die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen, sind neue Strategien für den Anbau von Obst, Gemüse und Getreide notwendig. Ein vielversprechender Ansatz ist die so genannte Agri-Photovoltaik. Hier wird die Ackerfläche nicht nur zum Anbau wichtiger Nahrungspflanzen genutzt, sondern gleichzeitig zur Stromerzeugung. Eine erste Pilotanlage am Bodensee erwies sich bereits nach kurzer Zeit als wirtschaftlich rentabel. Unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE wurde hier unter Solarpaneelen der Anbau von Weizen, Kartoffeln und Sellerie erprobt.

In einem neuen Forschungsprojekt wird nun getestet, ob auch der Obstanbau von den positiven Effekten der Photovoltaik profitieren kann. Forschende vom Fraunhofer ISE haben dafür gemeinsam mit Partnern auf einem Bio-Obsthof in Gelsdorf in Rheinland-Pfalz eine Agri-PV-Anlage errichtet. Auf einer Versuchsfläche von etwa 9.100 Quadratmetern wachsen hier insgesamt acht Apfelsorten unter Solarpaneelen. Das Projekt Agri-PV Obstbau wird in den kommenden fünf Jahren von Rheinland-Pfalz und dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. Ziel ist, die Klimaresilienz im Obstanbau zu steigern und eine sichere und nachhaltige Apfelproduktion mit zusätzlicher Solarstromerzeugung zu gewährleisten.

CO₂- Emissionen reduzieren

„Das Forschungsprojekt ,Agri-PV Obstbau‘ soll nicht nur Möglichkeiten aufzeigen, CO₂-Emissionen in der Landwirtschaft zu reduzieren, sondern auch die Verwendung kurzlebiger Materialien und den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und Fungiziden zu vermeiden und so entscheidend zum Klimaschutz beizutragen“, erklärt Andreas Steinhüser vom Fraunhofer ISE. Am Projekt beteiligt sind neben dem Fraunhofer ISE auch die BayWa r.e. Das Unternehmen hat bereits positive Erfahrungen mit Agri-PV-Anlagen gesammelt und sieht darin eine „langfristige Lösung, um Landwirte dabei zu unterstützen, sich an die Folgen des Klimawandels anzupassen“, wie Stephan Schindele erklärt. „Nachdem wir in den Niederlanden sehr erfolgreich professionellen Beerenanbau unter Agri-PV realisiert haben, gehen wir in Gelsdorf den wichtigen Schritt Richtung Spalierobst. Wir haben erkannt, dass die Potenziale und Synergien für Agri-PV kombiniert mit Apfel, Birnen, Kirschen, Kiwi und weiteren Dauerkulturen beachtlich sein können.“

Landwirten Vorteile aufzeigen

Die Projektpartner wollen herausfinden, inwiefern Agri-PV-Anlagen auch Pflanzen und Früchte vor schädlichen Umwelteinflüssen wie Hagel, Starkregen, Sonnenbrand, Frost oder extremen Temperaturen bewahren können. Die Ergebnisse der Apfelproduktion unter Solarmodulen sollen auch mit dem Anbau unter Folien- und Hagelschutzsystemen verglichen werden. Darüber hinaus wird getestet, inwiefern sich verschiedene Photovoltaik-Module – festinstalliert, licht- und regendurchlässig – auf das Pflanzenwachstum und die Agrarerträge auswirken.

Auch Fragen wie Akzeptanz und Sozialverträglichkeit solcher Anlagen sollen beantwortet und Landwirten die ökonomischen Vorteile des Anbaus vermittelt werden. Das Projektteam ist überzeugt, dass nicht nur Energiekosten im Obstbau dauerhaft gesenkt und besser kalkuliert werden, sondern auch weniger Investitionskosten zum Schutz der Früchte sowie weniger Betriebsmittel- und Müllentsorgungskosten anfallen würden. Im Projekt wird der bei der Apfelproduktion erzeugte Strom beispielsweise dem Projektpartner AGCO GmbH zum Aufladen des batterieelektrischen Traktors zur Verfügung gestellt und auch das eigene Bewässerungssystem mit diesem Strom versorgt. Im Ergebnis sollen so die CO₂-Emissionen auf dem Bio-Hof maßgeblich reduziert und der Obstanbau klimaneutral werden.

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Weather extremes such as heat, drought or heavy rain have been putting pressure on agriculture for a long time and are increasingly causing crop failures. To respond to the challenges of climate change, new strategies are needed for the cultivation of fruit, vegetables and cereals. One promising approach is so-called agri-photovoltaics. Here, arable land is not only used to grow important food crops, but also to generate electricity at the same time. An initial pilot plant at Lake Constance proved to be economically viable after only a short time. Under the direction of the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, the cultivation of wheat, potatoes and celery under solar panels was tested.

A new research project is now examining whether fruit growing can also benefit from the positive effects of photovoltaics. For this purpose, researchers from Fraunhofer ISE and partners have set up an agri-PV system on an organic fruit farm in Gelsdorf in Rhineland-Palatinate. Eight apple varieties are growing here under solar panels on an experimental area of about 9,100 square meters. The Agri-PV Fruit Growing project will be funded by Rhineland-Palatinate and the German Federal Ministry of Food and Agriculture (Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, BMEL) over the next five years. The aim is to increase climate resilience in fruit growing and to ensure safe and sustainable apple production with additional solar power generation.

Reducing CO₂ emissions

"The research project 'Agri-PV Fruit Growing' is not only intended to show ways to reduce CO2 emissions in agriculture, but also to avoid the use of short-lived materials, pesticides and fungicides, thus making a decisive contribution to climate protection," explains Andreas Steinhüser from Fraunhofer ISE. In addition to Fraunhofer ISE, BayWa r.e. is also involved in the project. The company has already had positive experience with Agri-PV systems and sees it as a "long-term solution to help farmers adapt to the consequences of climate change," as Stephan Schindele explains. "After having very successfully realized professional berry cultivation through Agri-PV in the Netherlands, we are taking the important step towards espalier fruit in Gelsdorf. We recognize that the potential of Agri-PV for apples, pears, cherries, kiwis and other permanent crops can be significant."

Showing benefits to farmers

The project partners want to find out to what extent Agri-PV systems can also protect plants and fruit from damaging environmental influences such as hail, heavy rain, sunburn, frost or extreme temperatures. The results of apple production under solar panels will also be compared with cultivation under film and hail protection systems. In addition, tests will be conducted to determine the extent to which different photovoltaic modules - fixed, light-permeable and rain-permeable - affect plant growth and agricultural yields.

Questions such as acceptance and social compatibility of such plants are also to be answered and the economic advantages of cultivation communicated to farmers. The project team is convinced that not only would energy costs in fruit growing be permanently reduced and better calculated, but there would also be fewer investment costs to protect the fruit, as well as fewer operating resources and disposal costs. In the project, for example, the electricity generated during apple production is made available to the project partner AGCO GmbH for charging the battery-electric tractor, and the company's own irrigation system is also supplied with this electricity. As a result, CO2 emissions on the organic farm are to be significantly reduced and fruit cultivation is to become climate-neutral.

bb

Das neue Phytotechnikum der Universität Hohenheim steht für modernste Technik auf kleinstem Raum und adressiert Klimaforschung und Bioökonomie. Eine computergesteuerte Klimaregelung und Bewässerungsautomatik, eine Feinregelung für Lichtstärke, Luftfeuchtigkeit und Temperatur sowie eine variable Beleuchtungstechnik ermöglichen den Stuttgarter Forschenden ein flexibleres Arbeiten auf verschiedensten Gebieten. Klimawandel, Biodiversität, Welternährung, Bioenergie, nachwachsende Rohstoffe und Pflanzengesundheit sind Themen, die im gläsernen Hightech-Gewächshaus an unterschiedlichsten, auch exotischen Pflanzen untersucht werden können.

Im Rahmen eines ersten Bauabschnittes wurde bereits im vergangenen Jahr der erste Neubau in Betrieb genommen. Die feierliche Eröffnung des 1.400 Quadratmeter großen Gewächshauses musste coronabedingt verschoben werden und fand nun Ende September statt. Der Forschungsneubau wurde vom Land Baden-Württemberg und der Carl-Zeiss-Stiftung mit rund 8,7 Mio. Euro gefördert. „Das Phytotechnikum ist ein zentraler Baustein für unsere wichtigsten Forschungsschwerpunkte und trägt zur Lösung globaler Menschheitsprobleme bei, wie der Ernährungssicherung und dem Umgang der Landwirtschaft mit den Folgen des Klimawandels“, sagte der Rektor der Universität, Stephan Dabbert, bei der feierlichen Eröffnung.

Moderne und flexible Forschung

Der Neubau besteht aus zwei gläsernen Gewächshausschiffen, die ein Gebäude mit Laboren, Schulungs- und Serviceräumen verbinden. Zudem wurde das Forschungsgebäude so konstruiert, dass einzelne Module flexibel sind und sich je nach Bedarf zu verschieden großen Einheiten zusammenstellen und so an die Forschungsarbeit anpassen lassen. „Mit diesen hochvariablen Forschungseinheiten schlägt das Phytotechnikum eine Brücke zwischen wissenschaftlicher Grundlagenforschung und Praxis“, so Dabbert. Er sei überzeugt, dass auch die universitäre Forschung von der Nähe zum Phytotechnikum beflügelt werde. „Das Phytotechnikum ist ein Hightech-Gewächshaus, das biologische Grundlagenforschung auf dem höchsten internationalen Niveau ermöglicht“, ergänzt Felix Streiter, Geschäftsführer der Carl-Zeiss-Stiftung.

Auch bei der Bewirtschaftung des Gebäudes wird auf Nachhaltigkeit geachtet: Ein eigenes Fernwärmenetz sorgt für geringere Stromkosten im Phytotechnikum. Außerdem ist eine Photovoltaikanlage auf dem Glasdach geplant. Zudem wird das Regenwasser in eigenen Zisternen aufgefangen und kann so zur Bewässerung der Pflanzen und zur Kühlung des Autoklaven verwendet werden.

Größtes Forschungsgewächshaus Deutschlands

In den kommenden Jahren soll das Stuttgarter Phytotechnikum zum größten Forschungsgewächshaus in Deutschland werden. In zwei weiteren Bauabschnitten soll der Komplex auf dem Uni-Campus auf insgesamt 8.200 Quadratmeter erweitert werden und neben weiteren Gewächshäusern und Laboren auch Klimakammern bieten. „Wir sind zuversichtlich, dass auch die folgenden Bauabschnitte bald in Angriff genommen werden können“, so der Rektor. Im Sommer dieses Jahres wurde mit der Planung des zweiten Bauabschnittes begonnen.

bb