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This acquisition is the biggest of its kind by a German firm. Bayer's acquisition of Monsanto for 66 billion US dollars is now set to go ahead. The regulators have yet to approve the deal, however. According to the German chemical corporation, it is willing to pay 128 dollars per share, valuing Monsanto at 66 billion dollars. That works out at about 58.8 billion euros. Data from financial news agency Bloomberg indicate that this is the second-largest cash acquisition in world history.

Certain conditions need to be fulfilled before the deal can actually take effect. The EU Commission has already announced that it will undertake a thorough assessment of the acquisition. Other regulators will also have to approve the deal. The takeover is to be financed through credit. Various banks will provide Bayer a bridging loan of more than 57 billion dollars. The Germans have committed to paying the Americans a further 2 billion dollars should the acquisition be blocked by antitrust regulators.

Driving digitalization in farming

Acquisition talks have already been ongoing for the past four months since Bayer first announced that it wanted to take over the US corporation. Monsanto had previously declined all offers, however, which led to a high-stakes poker game. The Americans seem to have gotten lucky with their strategy: It led to an increase of 44% on the first offer.

Bayer and Monsanto’s merger, according to plans in Leverkusen, will involve consolidating platforms in seeds and crop traits, plant protection, biological agents and digital farming. This has resulted in a win-win situation for the Germans: Monsanto's strengths lie in seeds and the breeding of plants with particular traits. In return, Bayer offers an extensive crop protection portfolio. The merger would result in the newly created corporation becoming the world's biggest agrochemical conglomerate. The two companies would also complement each other geographically, according to Bayer. As recently as May, Bayer took over the start-up Proplanta, a spinoff from the University of Munster.

The Bayer team responsible for the deal emphasize how its established presence in North and South America could be expanded substantially and its position in Europe and Asia Pacific strengthened. "We've been impressed by Monsanto for a long time," Bayer CEO Werner Baumann justifies the move despite the storm of criticism faced by the Germans. The Americans' leading role in biotechnology and their use of digital farming technology were a major factor in making them attractive to the Germans as a company. The Leverkusen-based concern projects annual savings of around 1.5 billion dollars as early as three years into the merger.

US corporation under fire

This acquisition, however, means that the Germans are taking on the mantle of one of the most heavily criticized corporations in the world. The company markets the controversial herbicide glyphosate and has come under particularly heavy criticism from environmental organizations because of its use of GMO technologies.

Nevertheless, Bayer considers this to be a particularly lucrative deal. This is because, given the growing world population and the demand for more food, the supply of crop protection agents to farmers will likely continue to increase. Bayer estimates that the market for crop protection and seeds will be worth 120 billion euros by 2025, some 35 billion euros more than in 2015. Additionally, the two corporations have a combined R&D budget of 2.5 billion euros, emphasized Bayer. The corporation recently agreed a joint project with the Research Centre in Jülich to study roots.

Ultimately, the acquisition represents a proactive step on the part of the German company in order to avoid losing out in the mergers and takeovers free-for-all. The agrochemical market is currently experiencing a period of upheaval, and competitors are keeping an eye on things, too. American corporations Dupont and Dow-Chemical announced their merger at the end of 2015, and in turn the state-owned Chinese corporation Chemchina purchased Swiss firm Syngenta for 43 billion dollars. Experts predict that in the end only three providers will remain in the market, and the acquisition means that Bayer is well placed to be one of them.

Synthetisch hergestellter Phosphordünger wird als elementarer Pflanzennährstoff in enormen Mengen auf Feldern ausgebracht. Die Reserven an Rohphosphaten sind begrenzt und müssen in die EU importiert werden. Das Eu-geförderte Projekt PhosFarm forscht nun daran, organisch gebundenen Phosphor aus landwirtschaftlichen Reststoffen als Quelle für Phosphatdünger zu erschließen. Immobilisierte Enzyme sollen die organischen Verbindungen kappen und den Phosphor so für die Rückgewinnung freisetzen.

In der EU wurden 2008 etwa 1,4 Millionen Tonnen Phosphor für die Produktion von synthetischem Dünger verbraucht. Die Quellen für mineralischen Phosphor sind begrenzt. Viele Länder sind abhängig von Importen aus China, Marokko, Tunesien oder den USA. Gleichzeitig fallen in der EU jedes Jahr mehr als 1800 Millionen Tonnen Gülle an, die hohe Konzentrationen des Elements aufweisen. Unter der Koordination des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart forschen Ingenieure und Wissenschaftler aus fünf europäischen Ländern daran, den wertvollen Stoff Für die Landwirtschaft wieder verfügbar zu machen.

Enzyme bringen die Lösung

Dabei setzen die Forscher auf hydrolisierende Enzyme. Diese werden an geeigneten Trägern, wie etwa Partikeln, Membranen oder anderen Oberflächen fixiert. „Wir konnten bereits in vorausgehenden Versuchen am Fraunhofer IGB zeigen, dass diese Enzyme in der Lage sind, anorganisches Phosphat aus Modellverbindungen abzuspalten“, erläutert Jennifer Bilbao, die das Projekt am IGB leitet. Die sogenannten immobilisierten Enzyme sorgen also dafür, dass die Moleküle im flüssigen Anteil der Gülle vorliegen. „Nach Abtrennung der festen Phase kann das gelöste Phosphat aus der flüssigen Fraktion als Magnesiumammoniumphosphat oder Calciumphosphat gefällt werden. Diese Salze sind gut pflanzenverfügbar und direkt als Dünger einsetzbar", so Bilbao weiter.

Maximale Wertschöpfung

Übrig bleibt eine feste Phase, die nur noch getrocknet werden muss. Um dem Paradigma der Nachhaltigkeit zu genügen, geschieht dies mit einem energieeffizienten Prozess: So produzieren die Ingenieure keine heiße Luft, sondern verwenden stattdessen überhitzten Wasserdampf, der die feste Phase entwässert. Das getrocknete Produkt wird anschließend zu einem Substrat aufgearbeitet, das die Bodenfruchtbarkeit verbessern soll. Abhängig von der Bodenbeschaffenheit oder der Pflanzenart lässt sich dieser Bodenverbesserer mit den zurückgewonnenen phosphorhaltigen Salzen vermengen. Das Stickstoff-Phosphor-Verhältnis kann so speziell angepasst werden.

Kunst-Dünger einsparen und Gülle ersetzen

„Mit den gewonnenen mineralischen Phosphatdüngern und den organischen Bodenverbesserern können synthetische Phosphatdünger eingespart und eine Überdüngung durch das direkte Ausbringen von Gülle vermieden werden“, sagt Bilbao. Die Europäische Union fördert das Projekt „PhosFarm – Process for sustainable phosphorus recovery from agricultural residues by enzymatic process to enable a service business for the benefit of European farm community“ mit Geldern aus dem 7. Forschungsrahmenprogramm. Neben den Stuttgarter IGB sind Forschungsinstitute und Unternehmen für Maschinenbau und Verfahrenstechnik aus den Ländern Belgien, Spanien, der Niederlande und Schweden an den Arbeiten beteiligt.

Biokunststoffe werden in immer mehr Bereichen eingesetzt. Joghurtbecher, Getränkeverpackungen oder Tragetaschen werden aus dem Plastik aus nachwachsenden Rohstoffen gefertigt. Doch wie nachhaltig und umweltschonend sind die Produkte wirklich? Darüber diskutierten am 25. und 26. September Experten aus dem ganzen Bundesgebiet auf dem Fachkongress „Biobasierte Polymere – Kunststoffe der Zukunft“. Komplexe Lebenszyklusanalysen könnten helfen, Fragen zur Nachhaltigkeit zu beantworten. Die stehen aber noch aus. Bereits jetzt zeichnet sich jedoch ab: Kompostierbarkeit allein ist keine Eigenschaft, die aus einem Bio- ein ökologisch sinnvolles Produkt macht.

Ausgerechnet das Umweltforum Auferstehungskirche in Berlin hatte die Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe (FNR) als Veranstaltungort ausgesucht. Nomen est omen könnte man meinen: Nachdem sich die Rauchsschwaden im Abwehrkampf der Deutschen Umwelthilfe (DUH) gegen das ungeliebte Bioplastik etwas gelegt haben, zeigen sich Politik, Wirtschaft und Wissenschaft weiter von den Vorzügen der grünen Polymere überzeugt. Der Umweltverband kritisierte vor wenigen Monaten, dass die Konzerne mit den Biokunststoffen lediglich Green-Washing betrieben, zu schlecht sei deren Umweltbilanz im Vergleich zu konventionellen Werkstoffen.

Bioplastik-Streit landete vor Gericht

Mit dem Joghurtproduzenten Danone stritt die DUH schließlich vor Gericht um die Umwelteigenschaften eines aus Maisstärke produzierten Bechers. Die Auseinandersetzung endete mit einem Vergleich: Danone versprach, Werbeaussagen zu den Umwelteigenschaften auf der Packung zu präzisieren, die DUH beendete zog daraufhin die Klage zurück. Als Rewe und Aldi Tüten aus biobasiertem, nicht abbaubarem Bio-PE in die Läden brachten, zog die DUH auch gegen diese beiden Unternehmen ins Feld. Die Folge: Die umstrittenen Tragetaschen verschwanden bald wieder aus den Geschäften.

In der Branche herrscht einige Verunsicherung. Die Unterstützung aus Politik und Wirtschaft für das biobasierte Plastik ist indes ungebrochen. Gut möglich also, dass die neuen Werkstoffe auch im Endkundengeschäft bald eine Renaissance feiern. Aus dem Streit um PLA-Joghurtbecher (Danone) oder Einkaufstüten aus Bio-PE (Rewe, Aldi) haben viele der rund 170 Konferenzteilnehmer dennoch ihre Lehren gezogen: In den Chor der positiven Stimmen mischen sich leise kritische Zwischentöne. So sagte beispielsweise Hans-Josef Endres von der Hochschule Hannover: „Ich glaube, es ist der richtige Weg, den wir im Bereich erneuerbare Energien eingeschlagen haben. Vielleicht ist das Pendel aber etwas zu weit ausgeschlagen.“

Ökobilanz als Entscheidungshilfe

Jens Högel vom Generaldirektorat Forschung und Innovation der Europäischen Kommission warnte vor zu hohen Erwartungen an das Bioplastik: „Es wird keine Quantensprünge geben.“ Die Branche sieht er trotzdem auf einem guten Weg: „Aus heutiger Sicht ist es möglich, durch den Einsatz von biobasierten Polymeren den Energieverbrauch um die Hälfte und die CO2-Emissionen um rund zwei Drittel zu senken.“ Die Bundesregierung setzt beim Aufbau einer biobasierten Wirtschaft ebenfalls auf die grünen Polymere. „Die stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe ist fester Bestandteil der Rohstoffstrategie der Bundesregierung“, betonte Peter Bleser, Parlamentarischer Staatssekretär im Bundeslandwirtschaftsministerium.

Mit harten Zahlen will die Branche beweisen, dass der Einsatz der Biokunststoffe nicht nur ökonomisch, sondern auch ökologisch Sinn ergibt. Lebenszyklusanalysen und Ökobilanzen sollen die Datenbasis liefern. Noch ist aber nicht vollkommen klar, wie sich einzelne Posten gegeneinander abgrenzen lassen.

Runder Tisch von Herstellern und Umweltverbänden

Zur Entwicklung eines gemeinsamen Nachhaltigkeitsstandards haben sich Hersteller und Umweltverbände inzwischen in der Initiative Inro zusammengeschlossen, berichtet Michaele Hustedt von der Beratungsfirma CPC Berlin. Einige allgemeine Trends lassen sich schon jetzt erkennen. So setzt sich beispielsweise zunehmend die Erkenntnis durch, dass Bioabbaubarkeit allein fast nie ausreicht, um aus einem Biokunststoff ein ökologisch sinnvolles Produkt zu machen. „Viele Entsorger behandeln kompostierbares Plastik in der Biotonne als Störstoff“, so der Rechtsanwalt Christoph Werner. Andere Experten weisen darauf hin, dass die energetische Verwertung der Stoffe aus ökobilanzieller Sicht eh besser sei. Thomas Hirth vom Fraunhofer IGB stellte fest: „Bioabbaubare Kunststoffe sind ein Beispiel, wo man zu schnell zu viel erreichen wollte.“ In der Industrie werden derzeit ohnehin Drop-in-Lösungen favorisiert, bei denen Kunststoffe ohne großes Umrüsten auf den bisherigen Maschinen verwendet werden können. Jüngst kündigte Coca Cola an, für die Produktion von Getränkeflaschen künftig auch Bio-PET nutzen zu wollen.

Berlin-based Organobalance specializes in developing natural microbial solutions for customers and partners across a number of industries. They explore the vast potential of microorganisms for the development of highly innovative and natural compounds and products for the fields of food, feed, personal care, agriculture, the chemical and the pharmaceutical industry.

Now, the company with a staff of 29 has been bought up by Danish industrial enzymes and microorganism expert Novozymes for an undisclosed amount.

“The experience of Organobalance’s founding scientists, and the company’s know-how, immediately strengthen Novozymes’ existing capabilities within microbial technologies,” says Sebastian Søderberg, Vice President for New Business Development, Incubation & Acquisitions at Novozymes. “Organobalance will advance our understanding to develop new, sustainable solutions across industries, and provide us with additional commercial opportunities.”

Based in Berlin and Flensburg, the company was founded in 2001 by Christine Lang, who will continue as General Manager. Lang commented: “By becoming part of Novozymes, we will have access to a global R&D network and an extensive infrastructure to bring products to market – a clear advantage for us and our customers."

Following the acquisition, Organobalance will be integrated into Novozymes’ global organization but will continue to be based in Germany so as to benefit from the established biotechnology capabilities of the country’s capital region and the company’s strong ties to German academia, innovation environments, and markets.

“Organobalance and Novozymes possess similar ambitions and company cultures,” says Sebastian Søderberg. “Both companies strongly believe that innovative biological solutions can make a real, positive difference in the world and help tackle many of modern society’s biggest challenges. Together, our solutions fundamentally allow customers to produce more from less, reduce environmental impact, improve health and replace chemicals.”

Researchers from Karlsruhe have now uncovered how clover and fungi 'make friends' with each other. The thread-like fungal hyphae of the mycorrhiza permeate the soil and lead to increased root growth, as the team reports in the scientific journal Current Biology (2016, online publication). Fungi such as downy mildew or grey mould are a plague for both hobby gardeners as well as farmers. But there are also many fungi that enter into symbiosis with plants so that both partners profit. Over 80% of all land plants enter into close-knit associations with arbuscular mycorrhizal fungi ('AM fungi'), which promote their growth. As fungi cannot perform photosynthesis, they get essential carbohydrates from the plant. In return, the fungus supplies the plant with water and nutrients such as nitrogen and phosphate, as well as protecting it from pests. Interestingly enough, neither soils poor in nutrients nor other stress factors impair the symbiosis.

An unusual degree of adaptability

But how does this amicable bond come about? That is the question that researchers from the Botanical Institute of the Karlsruhe Institute of Technology (KIT) have posed. A working group led by Natalia Requena studied the molecular processes that take place while a symbiosis comes into being. "A plant that enters into a symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi must adapt in a manner that is unusual and precisely controlled," explains Natalia Requena.

A gene switch controls root cortex development

As the scientists report in the scientific journal Current Biology, a certain gene is responsible for this. It is activated by the AM fungus in a targeted way, and that is what influences the development of the plant root. The transcription factor concerned is MIG1. It changes the development of the root cortex by causing more and larger root cortex cells to develop, and the diameter of the roots increases markedly. The study also showed that when the activity of MIG1 diminishes, this leads to deformed arbuscules.

The plant is the 'director' of the symbiosis

The role played by the gene was revealed to Requena's team through their investigation of a plant species from the burclover genus: Medicago truncatula. "As soon as it detects a semiochemical (signalling substance) that is emitted by the fungus, the plant activates its genetic programme for such a symbiosis – before it even has physical contact with the fungus," reports Natalia Requena. The investigation showed that it is the plant that 'calls the tune' for the most part as the symbiosis comes into being. The colonization of plant roots by AM fungi is restricted to the epidermal tissue and the cortex. The cellular threads of the fungus, the so-called hyphae, penetrate deeply into the root cortex and form ramified structures called arbuscules. The partnership is consummated, so to speak, by the plant enveloping these arbuscules with a 'periarbuscular membrane' that is specially synthesized for the purpose.

They have names like field bindweed, ragweed or couch grass – but poppies and corncockle count amongst them as well. For farmers, all these plants are weeds. Nature conservationists, on the other hand, speak of wild herbs or 'arable flora'. Many weeds are becoming increasingly resistant to herbicides, hindering the growth of actual crops in the process. The consequences can already be measured in terms of lower harvests.

Tackling weeds without herbicides

In order to ensure that enough food can still be grown in the future, scientists from Germany, Norway and Denmark have joined forces in the 'Sweedhart' project. They want to keep the wild plants at bay and reduce the global weed infestation of arable land. "Our approach is to investigate ways of limiting the weed infestation without having to use herbicides," explains Christoph Glasner from the Fraunhofer UMSICHT Institute that is coordinating the research project which began in May.

Disinfecting seeds in the combine harvester

'Sweedhart' is one of 14 European projects that are being funded by the EU as part of FACCE SURPLUS (Sustainable and resilient agriculture for food and non-food systems) with a total of 1.45 million euros. Here, it is not so much the radical extermination of the generally unpopular weeds that is at the focus of the research, but rather their potential. For the harvest includes about 25% of hay and straw, as well as energy-rich weeds. However, this source of biomass dissipates if it is not treated appropriately: Generally it just stays on the field so that the next generation of weeds can proliferate anew. This is something the researchers want to change. "So one of the aims of Sweedhart is to disinfect the weed seeds during harvesting by exposing them to the exhaust heat of the combine harvester, thus suppressing the weeds' capacity to germinate," explains Glasner.

Using the weeds' potential as energy suppliers

Next, the scientists want to find ways of utilizing the weeds as a source of biomass. For instance, energy-rich weeds could serve as source materials for generating renewable energy through combustion or for manufacturing novel materials, or for producing new types of fodder. "On conclusion of the project we want to provide a catalogue of successful as well as sustainable measures that prevent weeds on fields from being a burden and counteract the growing problems of herbicide resistance and invasive weed proliferation," summarizes Glasner. The researchers are convinced that the use of weeds for biomass production is both a decisive step towards sustainable agriculture as well as a factor that will underpin the shift towards a bio-based economy.

As well as the Fraunhofer UMSICHT Institute, the Westphalian agricultural machine manufacturer Claas and the universities for science and technology in Norway and Copenhagen are participating in Sweedhart.

Light vehicles that consume little and are therefore less environmentally problematical – that is how the car of the future should be. The foundation for next-generation-but-one vehicle technology has just been laid in the car manufacturing city of Wolfsburg. In the presence of Federal Minister of Research Johanna Wanka, the LeichtbauCampus Open Hybrid Lab Factory was inaugurated at a location not far from the headquarters of VW. The research factory is a figurehead public-private investment project. The Federal Ministry for Education and Research (BMBF), the State of Lower Saxony, the City of Wolfsburg as well as industrial partners headed by Volkswagen have so far invested about 60 million euros in the construction and equipment of the new four-storey building in the Hermann-Münch-Straße.

200 million euros for lightweight construction research

Building began in December 2014. There are now new offices, laboratories and a technology centre for 200 employees and 150 students covering a total of 5,200 m². A further 200 million euros are to be invested in research projects at the LeichtbauCampus over the coming 15 years. The BMBF is to supply 30 million euros of that sum as part of the 'Forschungscampus – öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen' (Research campus – public-private partnership for innovation') funding initiative. "The research factory is the result of a fruitful cooperation between science and industry that has received acknowledgement far beyond the limits of Wolfsburg itself. This is where the car of the future is being developed," declared Federal Minister of Research Johanna Wanka on the occasion of the campus' official opening on 22 September in Wolfsburg. Wanka went on to say that the research factory would enable faster implementation of new products, techniques and services.

Concentrating competence

The LeichtbauCampus demonstrates a new type of cooperation between science and industry. This is where experts from universities, research facilities and industry will be able to work together on equal terms and bundle their various areas of competence to pursue research into lightweight construction. Under the aegis of the Automotive Research Centre of the Technical University of Brunswick (Technische Universität Braunschweig), Volkswagen, the Fraunhofer-Gesellschaft as well as seven other internationally active companies and many other project participants will be cooperating under one roof. The Open Hybrid Lab Factory is to be a breeding ground for key technologies for vehicle chassis and drive systems of the coming car generations. These are to be economically viable in series production. "This campus is to set standards in the development of low-emission, safe and nevertheless cheaper vehicles. It is to be a trailblazer for research in the field of vehicular lightweight construction," explained Matthias Müller, Volkswagen's CEO.

Towards a sustainable automotive industry

To date, lightweight construction solutions have been expensive and inefficient in their use of resources, so they have remained niche products. The newly opened research campus is to change that. To this end, the partners want to continue development of so-called hybrid design. The entire value-creation chain for hybrid components is to be taken into account, from the earliest design phase to manufacturing, from the manufacturing processes to recycling. The aim is to assemble different materials such as metal, plastic and textile structures into lightweight components in such a way that they can hold their own against conventional cars regarding safety standard and performance. "Lighter, but still safe – those are important parameters on the path to a sustainable automotive industry," emphasized Lower Saxony's Prime Minister Stephan Weil as well.

The research factory will house representatives of three different Fraunhofer institutes: the Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials (IFAM), the Institute for Machine Tools and Forming Technology (IWU) and the Institute for Wood Research Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI). They will contribute their competence in the fields of lightweight construction and electromobility. This concentrated know-how is also to be of benefit to students and young researchers.

Whether in ice cream, pizza, chocolate or biodiesel, palm oil is one of the world's most versatile plant-based oils. That makes it one of the most important raw materials for the bio-based economy. Demand today is higher than ever. About 60 million tonnes of palm oil and palm-kernel oil are produced annually. The area cultivated worldwide is 17 million hectares, about half the land mass of Germany. Around 1.8 million tonnes of palm oil are consumed each year here. The lion's share, 41 per cent, is used in the manufacturing of biodiesel. A further 40 per cent flows into food and feed products. 17 per cent is used for drugs and cleaning agents.

For years, environmental activists have warned that the growing demand for this plant is damaging human beings and the environment alike. Deforestation in order to make way for new areas of cultivation in countries such as Malaysia and Indonesia, where the need for the majority of the world's supply of palm oil is met, is leading to the extinction of many animal species such as orang-utans, as well as displacing local populations.

Alternative species of plants are little better

For the first time, environmental protection organisation WWF has undertaken a study on the ecological consequences for Germany of doing without palm oil or of replacing it with other plant species. The authors of this WWF study, "Auf der Ölspur", which was completed by consultation firm Agripol, came to the conclusion: There is no future without palm oil. It was noted in particular that replacing it with other plant-based oils without proper consideration would only displace the problem and might even make it worse.

Higher demand for agricultural land and increased C02 emissions

Palm-oil plants have an enormous yield of 3.3 tonnes per hectare. Rapeseed, coconut and sunflower plants produce only around 0.7 tonnes per hectare. According to the study, more land would be required for cultivation if coconut or soya oil were to replace palm oil. In turn, that would mean an increase in emissions of carbon dioxide, a harmful greenhouse gas, as well as endangering various animal and plant species.

Time for a change of tack

The authors of the report believe that it would be less damaging to global biodiversity if plants native to Germany such as rapeseed or sunflowers were used for oil. Even if that were to occur, however, there would still be limited land available for cultivation, it was found. WWF therefore sees only one way forward: the cultivation of palm-oil plants must be "environmentally and socially responsible in all cases". They are therefore demanding that politics and society urgently get to grips with the ecological, economic and social changes necessary to ensure that. According to them, not only the methods of growing palm oil have to change, but also how it is consumed.

No palm oil as biofuel and less snacking

The suggestion: no more palm oil as biofuel and a more informed approach towards consuming chocolate, crisps and so on. That would lead to a reduction of almost 50 per cent in Germany's palm-oil consumption. WWF representatives are also demanding that the government impose stricter rules on importers of palm oil regarding ecological and social sustainability criteria and completely halt the use of palm oil as a biofuel. Companies should be required to change to 100 per cent certified-sustainable palm oil with immediate effect, binding suppliers to that obligation. They should also be required to participate in initiatives such as the "Forum nachhaltiges Palmöl" (Sustainable palm oil forum) and the "Palm Oil Innovators Group".

In July 2013, the German Federal Government has been put structures in place to facilitate the development of a biobased economy by means of the "National Policy Strategy Bioeconomy". A co-ordinated and cross-departmental package of measures introduced under the auspices of the German Federal Ministry of Food and Agriculture (BMEL) aimed to motivate players in science and business to use more renewable resources and biological waste in the development of new products and processes. The strategy was built on the "National Research Strategy Bioeconomy" which was started in 2010 by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF).

A large variety of biobased products, processes and services have now reached the market, demonstrating the rapid development of the German bioeconomy. The bioeconomy can thus be considered the driving force behind innovative business ideas in several industrial sectors. A recent study has shown that the Green economy is the second-largest growth area for German start-ups.

A positive balance sheet

German Federal Government grant schemes have sparked a considerable change in direction in research and the economy, and have encouraged innovative green ideas to take hold. That is demonstrated in the progress report published by the interdepartmental working group (IMAG), which is involved in the implementation of the National Policy Strategy Bioeconomy under the chairmanship of BMEL. Taking stock, the working group sees a positive balance: according to the report, Germany is well on the road towards creating a sustainable bioeconomy.

Innovating through grant programmes

The experts believe that the policy strategy’s principal goals and ideas have found their way into policies across various ministries, the design of funding programmes and measures. International agreements as well as national and international symposia also helped to contribute towards the strategy goals. In its 75-page report, the working group published a list detailing to what degree the more than 70 individual bioeconomy-related measures mentioned in the strategy have been implemented.

Now bio-engineers from Halle have found a way of manufacturing carnosic acid using biotechnology. As the team reports in the scientific journal 'Nature Communications', they do that by using reprogrammed yeast as a cell factory. With its powerful aroma, rosemary counts as one of the most popular kitchen herbs. The cause of the distinctive taste is the vegetable substance carnosic acid. It is also found in sage leaves. But carnosic acid is not only in demand as a flavourer. The vegetable-based substance is also used as a natural anti-oxidation agent, especially in meat products, oils, fats, sauces and animal fodder, to make products keep longer. The pharmaceuticals industry also uses it as the basis for bio-active substances that are effective against inflammation, cancer and neurodegenerative diseases.

All these uses are making carnosic acid increasingly sought-after throughout the world. However, up to now the substance has been extracted from dried rosemary and sage leaves, and the yield is low. In order to be able to use this anti-oxidation agent on an industrial scale, large quantities of the popular kitchen herbs would be needed. Scientists from the Leibniz Institute of Plant Biochemistry (IPB) have now found a solution for this problem.

Yeast cells as micro-reactors

As the team led by the plant researcher Alain Tissier from Halle reported in the journal Nature Communications, it has proved possible to manufacture the anti-oxidation agent by bio-technological means. The process involves yeasts as cell factories. However, the initial task for the researchers was to unravel the mechanism by which carnosic acid is bio-synthesized in the plant.

The last enzyme in the plant bio-synthesis process identified

During the study, the team literally discovered the last piece of a puzzle. For the bio-synthesis of carnosic acid in the plant proceeds in several reaction stages, each of which is catalysed by means of various enzymes. As the Leibniz researchers from Halle report, they have now found the enzyme, hitherto unknown, that catalyses the very last stage of the reaction chain. At the same time, they also discovered a previously unknown intermediate product as well as new enzymes. Having completed the reaction chain, the team was able to introduce the genes that code for the corresponding enzymes into yeast cells. This meant that the yeast's metabolism could be reprogrammed so that the cells started to manufacture carnosic acid. With this achievement, the plant researchers from Halle have mastered the first step towards the bio-technological production of the anti-oxidation agent carnosic acid. This technique will then be unaffected by factors such as climate change, soil quality and harvest yields.

Wie kommt der Plastikmüll in die Nordsee? Und wie kann die Vermüllung langfristig gestoppt werden? Antworten darauf sucht Meeresbiologin Rosanna Schöneich-Argent im Rahmen des Projektes "Makroplastik". Gemeinsam mit ihrem Team brachte die Doktorandin der Universität Oldenburg dafür Holztäfelchen entlang der nordeutschen Küste auf den Weg, um so die Reise des marinen Mülls verfolgen und später Vermeidungsstrategien entwickeln zu können.

Damit innovative Ideen auch tatsächlich einmal zu Produkten werden können, braucht es nicht nur Zeit, sondern auch Geld und Know-how. Mit der Gründungsoffensive Biotechnologie GO-Bio fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) seit 2005 junge Wissenschaftler und Kliniker, die ihre vielversprechenden Ideen im Zuge einer Unternehmensgründung zu marktreifen Produkten entwickeln wollen. Nun ist der Startschuss für die achte Auswahlrunde des erfolgreichen Förderformats gefallen. Bis zum 15. Juni 2017 können Forscherteams aus den Lebenswissenschaften ihre Bewerbung beim Projektträger Jülich einreichen und sich damit für eine Millionenförderung in Stellung bringen.

Immer noch sind es nur wenige Wissenschaftler, die den Sprung vom Labor in die Wirtschaft wagen. Vor allem Forschungsprojekte aus dem Bereich der Lebenswissenschaften gelten auf Grund der langen Entwicklungszeit und des hohen Finanzbedarfs als risikoreich. Vor elf Jahren hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) daher den GO-Bio-Wettbewerb ins Leben gerufen und so für Aufschwung in der Biotechnologie-Szene gesorgt.

Für die Forstwirtschaft ist der Weihnachtsbaum-Verkauf eine wichtige Säule im Jahresgeschäft: Knapp 30 Millionen Christbäume werden jährlich allein in Deutschland verkauft. Dreiviertel der Käufer entscheiden sich für die Nordmanntanne mit ihren weichen, dunkelgrünen Nadeln. So beliebt die Tanne ist, ihre Produktion in großen Mengen ist für die Anbauer in Baumschulen ein äußert mühsames Geschäft. Zwischen sechs und zwölf Jahre vergehen bei der Nordmanntanne vom Samen bis zum marktreifen Baum.

Nordmanntanne: schwieriger Anbau in den Plantagen

Viel Zeit, in der auch viel schiefgehen kann. „Es wird immer schwieriger, überhaupt an gutes Saatgut zu kommen“, sagt Hardy Dembny, Geschäftsführer der traditionsreichen Baumschulen Oberdorla GmbH in Thüringen. Tannen-Saatgut beziehen die Anbauer hierzulande insbesondere aus dem Nordkaukasus. Genetisch betrachtet sind die per Windbestäubung entstandenen Samen von Abies nordmanniana ein wilder Mix von durchwachsener Qualität. Schon die Aussaat gleicht einem Roulette: nur aus einem Bruchteil keimt überhaupt ein Pflänzchen. Weitere Probleme lauern in den Plantagen: Schlägt im späten Frühjahr der Frost zu, werden die frischen Tannen-Triebe zerstört und die Bäume wachsen fortan unregelmäßig. „Solche Bäume sehen scheußlich aus, sie sind entweder unverkäuflich oder müssen mechanisch nachbearbeitet werden“, sagt Dembny.

Gesucht: spätfrosttolerante Tannen mit schönem Wuchs

Daher hat Dembny ein ambitioniertes Ziel: „Wir wollen den Nordmanntannen-Produzenten Pflanzenmaterial zur Verfügung stellen, das ihnen eine hohe Ausbeute an robusten und schönen Weihnachtsbäumen garantiert.“ Mit klassischer Züchtung komme man bei den Nadelgehölzen jedoch überhaupt nicht weiter. Allein bis eine Tanne Früchte trägt, vergehen bis zu 30 Jahre - systematische Kreuzungen sind äußerst aufwendig; und die Nachkommen auszuwerten und weiterzuzüchten, würde ewig dauern.
Gemeinsam mit Pflanzenforschern von der Berliner Humboldt-Universität und vier weiteren Pflanzenbetrieben in Deutschland setzt Dembny auf ein biotechnologisches Verfahren: die in-vitro-Vermehrung von Gewebe im Pflanzenlabor. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Weihnachtsbaum-Verbundprojekt von 2012 bis 2016 im Rahmen der Förderinitiative „KMU-innovativ Biotechnologie“ mit insgesamt 2,3 Mio. Euro unterstützt.

Gewebe aus dem Samen in der Zellkultur vermehrt

Bei Erdbeeren oder Obstgehölzen gehören Zellkulturverfahren für die Massenvermehrung heute zur Routine. Bei Nadelbäumen ist diese Form der Vermehrung noch selten, allenfalls für Kiefer und Fichte gibt es erste Erfahrungen. Wenn es um die Tanne geht, gehört das Team um den Koniferen-Experten Kurt Zoglauer in Berlin weltweit zu den Pionieren. Seit dem Verbundprojekt wenden Dembnys Mitarbeiter aus Oberdorla das Verfahren auch in ihren Pflanzenlaboren erfolgreich an: Aus den Samen besonders prächtiger und gegen Spätfrost toleranter Nordmanntannen entnehmen die Forscher eine winzige Gewebeprobe. Wie in einem Stammzelllabor lässt sich der Zellhaufen nahezu beliebig vermehren und zerteilen. Aus dem Material einer Pflanze lassen sich so unzählige Ableger herstellen. Die Zelltechnik wird auch somatische Embryogenese genannt. Die erzeugten Pflanzen sind alle genetisch identisch – es sind Klone.

Um aber aus den zunächst farblosen Zellklumpen in der Petrischale grüne Tannenbäumchen heranzuzüchten, müssen die Pflanzenphysiologen mit einem Cocktail aus Wuchsstoffen nachhelfen. „Dank einiger Kniffe gelingt es uns mittlerweile schon sehr gut, aus dem Gewebe kleine Tannen sprießen zu lassen“, sagt Dembny. So haben die Forscher gelernt, dass ihre Mini-Nordmanntannen anfangs besonders gut im Dunkeln gedeihen.

Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit können Hand in Hand gehen. Das beweisen erneut zahlreiche Kandidaten, die um den Greentec Award 2017 wetteifern. Das seit Dezember laufende Online-Voting um die besten zehn Geschäftsideen in jeder Kategorie hat indes die heiße Phase erreicht. Noch bis zum 6. Januar 2017 können Interessierte im Internet über ihre Favoriten abstimmen. Danach entscheidet eine interdisziplinäre Jury aus Vertretern aus Wirtschaft, Wissenschaft, Verbänden und Medien über die Sieger, die am 12. Mai 2017 im Rahmen einer großen Gala in Berlin geehrt werden.

Kanada als Partnerland im Jubiläumsjahr

Im nunmehr zehnten Jahr seines Bestehens wird der Greentec Award in zwölf Kategorien vergeben. Mit Kanada ist im Jubiläumsjahr erstmals auch ein Partnerland an Bord. Zu den diesjährigen Kandidaten des 2008 gegründeten Umwelt- und Wirtschaftspreis gehören wieder zahlreiche biobasierte Produkte und Verfahren, die sich im Alltag bereits bewährt haben.

Zahnbürste und T-Shirts aus Holz

In der Rubrik „Recycling & Ressourcen“ ringen Unternehmen wie die Tecnaro GmbH mit einem hochwertigen thermoplastischen Werkstoff aus flüssigem Holz mit den vollkompostierbaren 3D-Verpackungen aus recycelten Naturfasern der Papacks GmbH um die Tröphäe. In der Sparte „Lifestyle“ kandidieren das Unternehmen Biobrush mit einer Zahnbürste aus abbaubaren Holzresten neben my Boo, den Erfindern eines Fahrrades mit Bambusrahmengestell. Das Startup Fairwindel wiederum hat sich mit der ersten vollkompostierbaren Babywindel sowohl für die Kategorie „Lifestyle“ als auch den Startup Sonderpreis nominiert. Zu den nominierten Jungunternehmen gehört auch "wijld" mit dem „Woodshirt“- einem T-Shirts aus Holzfasern.

Abwasser wird in der Regel als Abfallstoff betrachtet, dessen Reinigung extrem energieaufwendig ist. Etwa 20 Prozent der Energiekosten fallen nach Angaben des Bundesumweltamtes allein für die Abwasserbehandlung in Kläranlagen an. Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Wirtschaftsform gewinnt vor allem Industrieabwasser als Rohstoff zunehmend an Bedeutung. Die Ressource Abwasser lässt sich zum Beispiel mithilfe sogenannter Mikrobieller Brennstoffzellen (MBZ) nutzen. Es handelt sich hierbei um spezielle Mikroorganismen, die energiereiche organische Substanzen im Abwasser abbauen und die dabei entstehenden Elektronen an eine Elektrode abgeben. Im Vergleich zur klassischen Brennstoffzelle wird hier die Anode mit einem elektroaktiven Biofilm aus Mikroorganismen überzogen, der gleichzeitig Wasser reinigt und Elektronen zur Stromerzeugung abgibt.

Mikroben auf Carbonfasern wachsen lassen

Diese elektroaktiven Mikroben, die sich auch im Abwasser befinden, wollen Forscher nun auf textilen Elektroden aus Carbonfasern wachsen lassen und so durch simultane Reinigungsleistung und Stromerzeugung in der MBZ Energiekosten zu senken. Das im Januar 2016 gestartete Verbundprojekt „Textile Kohlenstoffelektroden für mikrobielle Brennstoffzellen“ (TexKoMBZ) steht unter der Leitung des Instituts für Angewandte Mikrobiologie der RWTH Aachen und wird über zwei Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Vorhabens „Neue Produkte für die Bioökonomie“ mit 810.000 Euro gefördert. Am Projekt beteiligt sind neben der RWTH auch die Hochschule Niederrhein sowie Industrieunternehmen aus der Carbontextiltechnologie, dem Maschinen- und Anlagenbau und der Papierindustrie

Großes Potenzial zur Energieeinsparung

„Bei der Hälfte aller Anwender in Deutschland, erfolgt die Abwasserreinigung mittels belebten Schlamms durch aerobe Technologien. Da muss man ohne Ende Luft durchblubbern lassen und das ist teuer. Unsere Technik kommt ohne Sauerstoffeintrag aus“, erklärt die Aachener Mikrobiologin Liesa Pötschke, die das Projekt koordiniert. Erste Versuche haben das Potenzial dieser anaeroben Technologie mittels Biobrennstoffzelle bereits gezeigt. In mittelschwerbelasteten Industrieabwässern, wie sie in einer Papierfabrik anfallen, könnte der Energiebedarf zur Abwasserreinigung nach einer Potentialanalyse um bis zu 50 Prozent reduziert werden.

Introduction

Bioeconomy refers to the sustainable form of economic activity based on the efficient use of biological resources such as plants, animals and microorganisms. To make this possible, highly innovative approaches are necessary.The bioeconomy covers all industrial and economic sectors, which use renewable biological resources for producing products and providing services using innovative biological and technological knowledge and processes. These include agriculture, forestry, energy sector, fisheries and aquaculture, chemistry and pharmacy, the food industry, industrial biotechnology, cosmetics, paper and textile industries as well as environmental protection.

Knowledge-based bio-economy uses biological and technical expertise

“Knowledge Based Bio Economy” (KBBE) is the familiar term used within the European Research Area (ERA). The knowledge-based bio-economy not only replaces conventionally produced products, but also creates new and sustainably products. With its many possibilities, the bioeconomy makes an important contribution to solving global problems. This includes health and nutrition for a growing global population, and its sustainable supply of energy, water and raw materials as well as the soil, climate and environmental protection.

Replacing industrial petroleum

The bioeconomy aims to facilitate a structural transition from petroleum-based to a biobased industry. Germany is now on a decisive course towards an economy that is based on a natural cycle of materials. The government’s goal is to use research and innovation to facilitate a structural change from a petroleum-based economy towards a sustainable biobased economy, which is connected with great opportunities for growth and jobs.

The Federal Government’s National Bioeconomy Research Strategy

The Federal Government’s goal towards a biobased economy is to use highly innovative approaches. The bioeconomy covers a variety of industries such as agriculture, forestry, horticulture, fisheries and aquaculture, plant breeding, food and beverage industry, as well as wood, paper, leather, textile, chemical and pharmaceutical industries, and even parts of the energy sector. Biobased innovations also provide growth impetus for more traditional sectors, for example in the commodity and food trades, the IT industry, mechanical engineering, the automotive industry as well as environmental technology.

Billions for bioeconomy research

In 2010, the Federal Government adopted the “National Research Strategy BioEconomy 2030”. With a duration of six years, the government has allocated 2.4 billion euros in laying the foundation for realising a vision of a knowledge-based economy. The Federal Government’s goal is to use research and innovation to facilitate a structural transition from an petroleum-based to a biobased industry, which will also offer great opportunities for growth and employment. At the same time, research and innovation will be the basis for taking on international responsibility for global nutrition, the supply of commodities and energy from biomass, as well as for climate and environmental protection. This research strategy sets five priorities to continue Germany’s path towards a knowledge-based, internationally competitive bioeconomy:

Global food security
Sustainable agricultural production
Healthy and safe food
Industrial use of renewable resources
Biofuels made from biomass

To resolve conflicts arising from the different objectives of these priorities, we need holistic approaches, which take into account the ecological, economic and social concerns in equal measure and integrate them in sustainable solutions. To achieve this, global food security must take precedence over industrial and energy usages. In order to achieve the objectives in these business areas, new incentives are needed. These are furthered by interdisciplinary, international cooperation and the cooperation between science and industry as well as the ongoing dialogue with society.

Feldroboter, die autonom über den Acker fahren, dabei das Pflanzenwachstum überwachen oder gezielt Unkraut jäten, gehören zum Portfolio des 2014 gegründeten Bosch Startups "Deepfield Robotics". Geschäftsführer Amos Albert ist überzeugt, dass intelligente Sensornetzwerke und Robotiktechnologien wie die einst im Projekt "Bonirob" entwickelte gleichnamige Robotik-Plattform wichtige Treiber für eine nachhaltige und zugleich wirtschaftliche Landwirtschaft sind.

Ob Trockenperioden oder Überschwemmungen – extreme Witterungen und veränderte Umweltbedingungen setzen Nutzpflanzen stark zu und lassen Landwirte um ihre Ernte bangen. Bei Überschwemmungen haben Pflanzen ganz eigene Strategien entwickelt, um dem Zuviel an Wasser zu entgehen und an die rettende Luft zu streben. Potsdamer Wissenschaftler haben nun bei der Ackerschmalwand ein Gen dingfest gemacht, das das Wachstum der Blattstiele nach Überschwemmungen ankurbelt. Die Folge: Die Blätter werden emporgelupft. Das Genprodukt namens SHYG koordiniert die Synthese des gasförmigen Pflanzenhormons Ethylen. In der Fachzeitschrift The Plant Cell (2013, Online-Vorabveröffentlichung) stellen die Wissenschaftler ihre Ergebnisse vor.

Im Gegensatz zu Tieren sind Pflanzen mit ihrem Standort fest verwurzelt und können bei anhaltenden Dürre- oder Regenperioden nicht ausweichen. Im Laufe der Evolution haben sie daher eine Strategie entwickelt, die sie zeitweise auch bei widrigsten Umweltbedingungen überleben lässt. Diesen Grundgedanken haben Wissenschaftler der Universität Potsdam und des Max-Planck-Instituts für Molekulare Pflanzenphysiologie zum Ansatz ihrer Untersuchungen gemacht.

Überlebenstrick rettet Pflanzen

Wie gut junge Pflanzen nach starkem Regen und bei Überflutungen wachsen, hängt gleich von mehreren zellulären Prozessen ab. Rosettenpflanzen wie die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) wenden beispielsweise einen besonderen Überlebenstrick an. Bei einer Überflutung lässt das Gewächs seine Blätter aus dem feuchten Boden herauswachsen, wenn es den Wurzeln bei ansteigendem Wasserpegel zu nass wird. Dieser Schritt ist für die Pflanzen überlebenswichtig, da über ihre Blätter die Photosynthese und damit die Energiegewinnung stattfindet. Die aufwärts gerichtete Blattbewegung geht nach Erkenntnissen der Potsdamer Forscher auf eine lokale Verlängerung von Zellen auf der Unterseite des Blattstiels zurück. Dieses Phänomen wird durch den Wasserstress der Wurzeln auf einem bisher wenig verstandenem Weg eingeleitet.Eine wichtige Rolle spielt das Pflanzenhormon Ethylen. Dieser gasförmige Wuchsstoff regt die lokale Streckungsreaktion von Zellen an. Das Team um Salma Balazadeh und Bernd Müller-Röber hat nun einen molekularer Schalter für die Synthese des Pflanzenhormons aufgespürt, es ist das Eiweißmolekül SHYG. Wird das entsprechende Gen inaktiviert, hat das für die Pflanze Konsequenzen: „Wir waren begeistert, als wir sahen, dass die von uns untersuchten Pflanzen ihre Fähigkeit zur stressinduzierten Blattbewegung verloren hatten. Wir konnten die pflanzliche Reaktion durch Aktivierung von SHYG aber auch verstärken“, erklärt Pflanzenforscherin Mamoona Rauf.

Neue Strategien bei Pflanzenzucht möglich

Die Erkenntnis, dass das Gen SHYG die Blattbewegung steuert, ist daher für ein besseres Grundverständnis wichtiger biologischer Prozesse aber auch für die Pflanzenzucht bedeutsam. Das Wissen um den neuen Kontrollmechanismus ermöglicht den Forschern nun, weitere umweltbedingte Wachstumsprozesse detailliert zu untersuchen und für neue Strategien in der Pflanzenzüchtung zu nutzen.