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Holz ist ein wichtiger Werkstoff für die Bauindustrie. Doch nicht alle Holzabfälle lassen sich recyceln, um den Rohstoff wiederzuverwerten. Im Rahmen des EU-Projektes „CIRCULAR-C“ will ein internationales Forschungsteam, darunter das Steinbeis Europa Zentrum und die Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., neuartige biobasierte Verbindungen für Holzplatten entwickeln und damit den Weg für eine nachhaltigere und kreislauforientierte Bauindustrie ebnen.

Holzabfälle effektiv recyceln

Das Problem: Klebstoffrückstände verhindern oftmals, dass Holzabfälle effektiv recycelt werden können. Sie bestehen häufig aus Harnstoff-Formaldehyd-Klebstoffen, die als Bindemittel dienen und sowohl physikalische als auch chemische Recyclingverfahren erschweren. Ziel von CIRCULAR-C ist es, die Reststoffverwertung zu maximieren, das Materialrecycling zu verbessern und so die Auswirkungen auf Umwelt und Klima zu reduzieren.

Biobasierte Verbindungen für Holzplatten

Im Fokus des neu gestarteten EU-Projekts steht daher die Entwicklung von biobasierten Klebstoffen, Beschichtungen und Fasern. Konkret geht es um biobasierte Verbindungen für Holzplatten, die chemisch reversibel und feuerbeständig sind und zur Herstellung von Fußböden, Dämmstoffen und Möbeln genutzt werden können. Darüber hinaus sollen digitale Produktpässe erstellt werden, die Umweltverträglichkeits- und Lebenszyklusanalysen umfassen. 

Das Projekt CIRCULAR-C (Novel biobased formulations for CIRCULAR Construction materials) wird im Rahmen des Europäischen Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon Europe bis Mai 2029 mit rund 4 Mio. Euro gefördert. Beteiligt sind insgesamt zehn Partner aus sieben Ländern – Belgien, die Niederlande, Finnland, Frankreich, Griechenland, Türkei und Deutschland.

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Wood is an important material for the construction industry. However, not all wood waste can be recycled to reuse the raw material. As part of the EU project ‘CIRCULAR-C’, an international research team, including the Steinbeis Europa Centre and the Fraunhofer Society for the Promotion of Applied Research, aims to develop innovative bio-based compounds for wood panels, paving the way for a more sustainable and circular construction industry.

Effectively recycling wood waste

The problem: adhesive residues often prevent wood waste from being recycled effectively. They frequently consist of urea-formaldehyde adhesives, which serve as binders and complicate both physical and chemical recycling processes. The aim of CIRCULAR-C is to maximise the utilisation of residual materials, improve material recycling and thus reduce the impact on the environment and climate.

Bio-based compounds for wood panels

The newly launched EU project therefore focuses on the development of bio-based adhesives, coatings and fibres. Specifically, it concerns bio-based compounds for wood panels that are chemically reversible and fire-resistant and can be used in the manufacture of flooring, insulation materials and furniture. In addition, digital product passports are to be created that include environmental impact and life cycle analyses.

The CIRCULAR-C project (Novel biobased formulations for CIRCULAR Construction materials) is being funded with around €4 million until May 2029 as part of the European research and innovation programme Horizon Europe. A total of ten partners from seven countries are involved – Belgium, the Netherlands, Finland, France, Greece, Turkey and Germany.

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Traditioneller Naturkautschuk wird bislang ausschließlich in Gummibaumplantagen in Indonesien und Malaysia gewonnen. Neben langen Transportwegen ist der Anbau mit der Rodung von Regenwald, einem hohen Wasserverbrauch und dem Verlust von Artenvielfalt verbunden. Schon seit 2000 wird daher auch in Deutschland intensiv an einer alternativen Kautschukquelle für die Automobilindustrie geforscht. Im Fokus steht der russische Löwenzahn.

Ausbau heimische Kautschukproduktion gut Wirtschaft

Im Rahmen des Verbundprojektes TAKOWIND werden Züchtung und Anbau des alternativen Kautschuklieferanten seit Jahren vom Bundeslandwirtschaftsministerium gefördert. Ziel ist es, die Wildpflanze als Rohstoff für die Industrie – und insbesondere für die Autoindustrie nutzbar zu machen. „Wenn wir die heimische Produktion ausbauen können, ist das gut für unseren Wirtschaftsstandort und unsere Landwirtschaft. Deshalb unterstützt mein Haus entsprechende Forschungsprojekte“, sagt Bundeslandwirtschaftsminister Alois Rainer bei einem Besuch der ESKUSA GmbH in Parkstetten.

Im Rahmen des Verbundvorhabens TAKOWIND arbeitet die ESKUSA gegenwärtig mit der Universität Münster, dem Julius-Kühn-Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) und dem Biotechnologieunternehmen ScreenSYS GmbH daran, den Löwenzahnkautschuk im großen Stil zu gewinnen und zu vermarkten. „Aktuell liegt der Kautschuk-Ertrag pro Hektar bei ca. 150 kg“, berichtet Fred Eickmeyer, Gründer und Betriebsleiter des Pflanzenzuchtbetrieb ESKUSA. „Wirtschaftlich interessant wird der Anbau, wenn wir einen Ertrag von 1.000 kg Kautschuk pro Hektar erzielen“. Aus 1.000 kg Löwenzahnkautschuk könnten demnach 500 Autoreifen hergestellt werden.

Kautschukgehalt im Löwenzahn deutlich gesteigert

Projektleiter Fred Eickmeyer ist optimistisch, das Ziel „in absehbarer Zeit“ zu erreichen. „Zu den bisherigen züchterischen Erfolgen gehört ein von drei auf 16 % gesteigerter Kautschuk-Gehalt in der Löwenzahnwurzel“, berichtet Eickmeyer. Bei der Weiterentwicklung des Löwenzahnkautschuks arbeitet das TAKOWIND-Team eng mit dem Reifenhersteller Continental zusammen. Das Unternehmen treibt seit 2011  mit Forschenden der Universität Münster und dem Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME die Nutzung des Löwenzahns. Erste Prototypen eines Autoreifens wurden bereits produziert. Auch Fahrradreifen konnten in einer Kleinserie hergestellt werden.

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Rund ein Drittel der weltweiten Treibhausgasemissionen entstehen durch die Art und Weise, wie Land bewirtschaftet wird und Lebensmittel produziert werden. Vor allem der Fleischkonsum und die damit verbundene Tierhaltung tragen zu den klimaschädlichen Emissionen bei und erfordern einen Wandel der Ernährungs- und Agrarsysteme. Pflanzenbasierte und biotechnologische Alternativen zu Fleisch, Milch und Co. können dazu einen entscheidenden Beitrag leisten.

Innovationen gezielt fördern

Der Wissenschaftliche Beirat für Agrarpolitik, Ernährung und gesundheitlichen Verbraucherschutz (WBAE) beim Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) empfiehlt der Bundesregierung daher, Technologien zur Herstellung solcher Alternativprodukte gezielt zu fördern. Das Gutachten wurde am gestrigen Dienstag an Bundesminister Alois Rainer überreicht.

Das Expertengremium nahm dafür nicht nur das Potenzial pflanzlicher Alternativprodukte ins Visier. Auch biotechnologische Verfahren wie Zellkultivierung und Präzisionsfermentation und sogenannte Hybridprodukte wurden analysiert. „Sie alle können dazu beitragen, einige negative Umweltwirkungen der Nutztierhaltung zu verringern – ohne dass Menschen ihr Ernährungsverhalten grundlegend ändern“, schreibt der Beirat. Dafür brauche es allerdings sensorisch überzeugende Alternativen und deshalb auch eine gezielte Förderung von Innovationen, heißt es.

Beitrag zum Klima- und Ressourcenschutz

Das Gutachten verweist auf die veränderten Ernährungsstile in der Bevölkerung, die eine Herausforderung im sozialen Miteinander und im Hinblick auf einen ‚gemeinsamen Tisch‘ darstellen. „Die von uns entwickelte 3-R-Strategie – Reduce (z.B. kleinere Fleischportionen), Remix (Hybridprodukte), Replace (innovative Alternativen) – zeigt, wie vielfältig, flexibel und alltagstauglich ein reduzierter Konsum tierischer Lebensmittel aussehen kann“, so Britta Renner von der Universität Konstanz und stellvertretende Vorsitzende des WBAE. Der Beirat stellt klar, dass es nicht um eine Abschaffung der Nutztierhaltung geht, sondern darum die steigende Nachfrage nach tierischen Lebensmitteln abzufedern und so einen Beitrag zum Klima- und Ressourcenschutz zu leisten.

Mehrwertsteuer auf Alternativprodukte senken

Darüber hinaus spricht sich das Beratergremium dafür aus, faire Wettbewerbsbedingungen für Alternativprodukte zu schaffen und die Mehrwertsteuer von 19 % zu senken. Auch die Weiterentwicklung und Förderung des Nutri-Scores und die Einführung eines Klimalabels werden empfohlen. Alternativprodukte würden das Angebot erweitern und damit einen neuen Weg eröffnen, um Umwelt und Tiere zu schützen, das soziale Miteinander zu stärken und mehr Auswahlmöglichkeiten am gemeinsamen Tisch zu schaffen, so das Fazit des Expertengremiums.

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Hülsenfrüchte, Insekten und Algen gelten seit langem als hochwertige Proteinquellen und können tierische Eiweiße in Lebensmitteln ersetzen. Aber auch Nebenprodukte aus Landwirtschaft und Fischerei sowie Pilze, Bakterien und Mikroalgen erzeugen natürliche Proteine. Im EU-Projekt IMPROVE wollen Forschende aus insgesamt 13 Ländern diese sogenannten Novel Protein Foods nutzen, um neuartige eiweißhaltige Lebensmittel zu entwickeln, sie zu analysieren und ihre Auswirkungen auf Umwelt, Gesundheit und Wirtschaft zu bewerten.

Gesamte Wertschöpfungskette im Blick

Bei der Entwicklung der Lebensmittel aus den eher unkonventionellen Proteinquellen nehmen die Forschenden die gesamte Wertschöpfungskette in den Blick – von der Gewinnung und Modifikation der proteinreichen Rohstoffe über ihre sensorische und funktionelle Optimierung bis hin zur Anwendung als Lebens- und Futtermittel für die Aquakultur. Ein Schwerpunkt ist dabei die nachhaltige Nutzung aller Nebenprodukte, die entlang der Prozesskette anfallen, um diese erneut in die Lebensmittelproduktion einfließen oder zur Energiegewinnung nutzen zu können.

Analyse der Eigenschaften sowie Akzeptanz

Die neuen Lebensmittel werden sowohl nach ernährungsphysiologischen, gesundheitlichen, als auch nach sicherheitsrelevanten und qualitativen Eigenschaften bewertet. Darüber hinaus werden Umwelt- und Risikoanalysen, Lebenszyklusbewertungen sowie wirtschaftliche Kalkulationen durchgeführt. Auch die Akzeptanz der neuen Produkte wird untersucht – sowohl bei Verbraucherinnen und Verbrauchern in Europa als auch in den USA, Afrika und Asien.

EU fördert Projekt mit mehr als 5 Mio. Euro 

Das im Januar 2025 gestartete Vorhaben IMPROVE wird von der Europäischen Kommission über die Exekutivagentur für die Forschung (REA) bis Ende 2027 mit rund 5,3 Mio. Euro gefördert. Die Arbeit der Hohenheimer Forschenden wird dabei mit 545.000 Euro unterstützt.

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Natürliche Proteine zeichnen sich durch ihre vielseitige Flexibilität aus. „Wir können jetzt neue Proteine erzeugen, die diese Schlüsseleigenschaft nachahmen“, sagt Ko-Autor Leif Seute vom HITS. Das Forschungsteam erweiterte dazu das bereits etablierte „Geometric Algebra Flow Matching“ (GAFL), das besonders schnell und designfähig ist, zu einem System zur gezielten Erzeugung flexibler Proteinstrukturen. Damit lassen sich nun auch Proteine mit ungewöhnlichen Flexibilitätsmustern generieren. „Diese Arbeit ist ein Schritt in Richtung des anspruchsvollen Ziels, neue Proteine für Anwendungen zu entwerfen, bei denen Flexibilität erforderlich ist – etwa bei Enzymen“, fasst Frauke Gräter vom MPIP zusammen.

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Da es bei der Ernte vielerorts an Arbeitskräften fehlt, arbeiten Forschungsteams an Ernterobotern, die landwirtschaftliche Betriebe unterstützen sollen. Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam testet nun ein neuartiges 3D-Laserscannersystem, das von Forschenden der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg entwickelt worden ist. Es soll den Zustand der Pflanzen präzise erfassen und helfen, den richtigen Erntezeitpunkt zu ermitteln. Ziel ist es, damit die Sensorik von Robotern zu verbessern.

Erste Erfolge im Feldversuch

„Für die Produktion gartenbaulicher Erzeugnisse ist das Wissen über das Reifestadium von großer Bedeutung, um Anbau, Erntezeitpunkt und Lagerung optimal steuern zu können“, erklärt ATB-Forscherin Manuela Zude-Sasse, die das System auf einer Versuchsfläche in Potsdam installiert hat. „Gerade vor dem Hintergrund zunehmend variabler Wachstumsfaktoren durch die globale Erwärmung werden präzise Daten zur Fruchtentwicklung immer wichtiger – für wissenschaftliche Modellierungen genauso wie für den zukünftigen Einsatz kommerzieller Ernteroboter.“

Der 3D-Laserscanner ist an einer sogenannten Sensorförderstation montiert, die sich kreisförmig um eine Pflanzung mit 120 gleichmäßig wachsenden Spalier-Apfelbäumen bewegt. Hier soll das wetterfeste Sensorsystem bis November 2025 die Pflanzen kontinuierlich überwachen. Erste Tests verliefen erfolgreich, die Pflanzen lassen sich präzise abbilden und vermessen. Den Forschenden zufolge ist das System in der Lage, die individuellen Apfelbäume und andere Gewächse zuverlässig zu erkennen – eine wichtige Voraussetzung für den automatisierten Ernteeinsatz.

Präzise Pflanzendaten dank moderner Lasertechnik

Das Sensorsystem wurde von einem Würzburger Robotik-Team um Andreas Nüchter in das Projekt eingebracht, das bereits verschiedene optische Geräte und auch ähnliche Laserscanner für Weltraumanwendungen entwickelt hat. Da der Laser für die Augen schädlich ist, wird das System bisher nur in einem kontrollierten Versuchsumfeld eingesetzt.

Das System projiziert drei Wellenlängen auf die Pflanzen – im grünen, roten und Infrarotbereich. Die von den Pflanzen reflektierten Signale ermöglichen eine präzise räumliche Erfassung des Bestands. Durch die separate Messung einzelner Wellenlängen sollen sich auch physiologische Eigenschaften wie der Wassergehalt bestimmen lassen. Das soll die Datengrundlage für Modellierungsprozesse erweitern und die Anforderungen an zukünftige Ernteroboter gezielter definieren und optimieren.

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As there is a shortage of labour in many places during the harvest, research teams are working on harvesting robots to support agricultural businesses. The Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy (ATB) in Potsdam is now testing a new type of 3D laser scanner system developed by researchers at Julius Maximilian University (JMU) in Würzburg. It is designed to accurately record the condition of plants and help determine the right time to harvest. The aim is to improve the sensor technology of robots.

Initial successes in field trials

‘For the production of horticultural products, knowledge of the stage of ripeness is very important in order to be able to optimally control cultivation, harvest time and storage,’ explains ATB researcher Manuela Zude-Sasse, who installed the system on a test site in Potsdam. ‘Against the backdrop of increasingly variable growth factors due to global warming, precise data on fruit development is becoming increasingly important – both for scientific modelling and for the future use of commercial harvesting robots.’

The 3D laser scanner is mounted on a sensor conveyor station that moves in a circle around a plantation of 120 evenly growing espalier apple trees. The weatherproof sensor system will continuously monitor the plants until November 2025. Initial tests have been successful, with the plants being accurately mapped and measured. According to the researchers, the system is capable of reliably recognising individual apple trees and other plants – an important prerequisite for automated harvesting.

Precise plant data thanks to modern laser technology

The sensor system was brought into the project by a Würzburg robotics team led by Andreas Nüchter, which has already developed various optical devices and similar laser scanners for space applications. As the laser is harmful to the eyes, the system has so far only been used in a controlled test environment.

The system projects three wavelengths onto the plants – in the green, red and infrared ranges. The signals reflected by the plants enable precise spatial detection of the crop. Separate measurement of individual wavelengths should also allow physiological properties such as water content to be determined. This should expand the data basis for modelling processes and enable the requirements for future harvesting robots to be defined and optimised in a more targeted manner.

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Ein Reststoff wird zum Rohstoff: Bei Sonnenblumen denkt man zuerst an die Kerne, die in der Lebensmittelindustrie vielfältig genutzt werden. Die Schalen dieser Kerne fanden bislang jedoch kaum Beachtung und wurden entsorgt. Bei Golden Compound hingegen dreht sich seit zehn Jahren alles um diese Schalen. Das niedersächsische Unternehmen hat die Potenziale der Sonnenblumenkernschalen erkannt und nutzt diese, um biologisch abbaubaren Biopolymere herzustellen. Erste Produkte wie Pflanztöpfe und Kaffeekapseln sind bereits auf dem Markt.

Die Nutzung von Kohlendioxid (CO₂) als alternative Kohlenstoffquelle gilt als vielversprechender Ansatz, um industrielle Chemieproduktionsprozesse klimafreundlicher und nachhaltiger zu gestalten. Mit der Landesstrategie Nachhaltige Bioökonomie hat Baden-Württemberg den Weg geebnet, um eine biogene Kohlenstoffkreislaufwirtschaft aufzubauen. Im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) Baden-Württemberg ist nun eine Ausschreibung gestartet, um Innovationen auf dem Gebiet des CO₂-Recyclings voranzubringen.

Der Förderaufruf mit dem Titel „BIO-CO₂-Recycling“ hat zum Ziel, CO₂ sowie weitere Kohlenstoffverbindungen aus Gasgemischen und Abgasen als Rohstoffe nutzbar zu machen. Im Fokus steht die Umwandlung von CO₂ in industriell nutzbare Produkte wie Basis – oder Spezialchemikalien.

Förderung von Pilot- oder Demonstrationsanlagen 

Gefördert werden daher Projekte zur Errichtung und Erprobung von Pilot- oder Demonstrationsanlagen, die das biologische oder biotechnologische Recycling von CO₂ und weiteren Kohlenstoffverbindungen aus Gasgemischen und Abgasen adressieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf modularen, biointegrierten oder bioinspirierten Technologien, die den Kohlenstoffkreislauf schließen und unter realen Bedingungen demonstriert werden können. Voraussetzung für eine Förderung: Die Pilot- beziehungsweise Demonstrationsanlage muss sich in Baden-Württemberg befinden.

Ob Schnitzel, Steak oder Bratwurst: Viele Fleischwaren werden in Kunststofffolien oder -behältern angeboten, damit sie Transporte unbeschadet überstehen und länger haltbar sind. Doch wie kann man Lebensmittelverschwendung und Umweltbelastung durch Kunststoffabfälle reduzieren? Im EU-Projekt MATE4MEAT wollen Forschende vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV gemeinsam mit Partnern aus fünf Ländern neu Maßstäbe für Lebensmittelverpackungen setzen. Im Fokus steht die Entwicklung biobasierter antimikrobieller Verpackungstechnologien, die das Wachstum von unerwünschten Mikroorganismen hemmen und damit die Haltbarkeit der Lebensmittel verlängern.

Biologisch abbaubare Polymere aus Reststoffen

Das Fraunhofer-Team konzentriert sich dabei auf die Nutzung von Reststoffen bei der Herstellung biologisch abbaubarer Polymere. Diese sollen bei sogenannten Vakuum- und Schutzgasverpackungen für Fleisch zum Einsatz kommen. Um die Lebensmittel länger haltbar zu machen, sollen die biobasierten Kunststoffe mit antimikrobiellen Wirkstoffen ausgestattet werden. „Dadurch kann ein hohes Maß an Produktschutz bei gleichzeitiger Müllvermeidung erreicht werden“, heißt es.

Antimikrobielle Wirksamkeit bewerten

Aufgabe der Forschenden ist es zudem, die Wirksamkeit der verschiedenen Entwicklungsstufen unter Laborbedingungen und unter „realitätsnahen“ Anwendungen zu bewerten. Zugleich wird geprüft, ob die Verpackungsmuster die Anforderungen des Lebensmittelrechts erfüllen.

BMFTR fördert Fraunhofer-Forschungsarbeit

Das Projekt MATE4MEAT wird vom europäischen Innovations- und Forschungsprogramm Horizon 2020 von 2024 bis 2027 im Rahmen der Partnerschaft für Forschung und Innovation im Mittelmeerraum (PRIMA) finanziert. Daran beteiligt sind Forschende aus Italien, Spanien, der Türkei, Zypern und Algerien. Die Arbeit des Fraunhofer-Teams wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert. 

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Whether it's schnitzel, steak or bratwurst: many meat products are sold in plastic film or containers so that they survive transport undamaged and have a longer shelf life. But how can food waste and environmental pollution caused by plastic waste be reduced? In the EU project MATE4MEAT, researchers from the Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV are working with partners from five countries to set new standards for food packaging. The focus is on developing bio-based antimicrobial packaging technologies that inhibit the growth of unwanted microorganisms and thus extend the shelf life of food.

Biodegradable polymers from waste materials

The Fraunhofer team is focusing on the use of waste materials in the production of biodegradable polymers. These are to be used in vacuum and protective gas packaging for meat. To make food last longer, the bio-based plastics are to be equipped with antimicrobial agents. ‘This will enable a high level of product protection to be achieved while at the same time avoiding waste,’ they say.

Evaluating antimicrobial effectiveness

The researchers' task is also to evaluate the effectiveness of the various development stages under laboratory conditions and in ‘real-life’ applications. At the same time, they are checking whether the packaging samples meet the requirements of food law.

BMFTR supports Fraunhofer research

The MATE4MEAT project is funded by the European innovation and research programme Horizon 2020 from 2024 to 2027 as part of the Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area (PRIMA). Researchers from Italy, Spain, Turkey, Cyprus and Algeria are involved in the project. The work of the Fraunhofer team is funded by the Federal Ministry of Research, Technology and Space (BMFTR).

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Mikroorganismen sind die unsichtbaren Helfer in der Landwirtschaft. Sie versorgen Boden und Pflanze mit wichtigen Nährstoffen, verbessern die Bodenstruktur und können Krankheitserreger fernhalten. Bodenmikroben leisten damit einen enormen Beitrag zum Erhalt des Ökosystems. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Hochschule Geisenheim zeigt auf, warum diese Mikroben-Pflanzen-Interaktion so wichtig ist und wie man sie retten kann.

Nach Auffassung der Forschenden sind Bodenmikroben „unverzichtbar für eine widerstandsfähige Landwirtschaft“. Doch die Mikrobenvielfalt schwindet, da das fein abgestimmte Zusammenspiel zwischen Mikroben und Pflanzen durch übermäßige Düngung, Pestizideinsatz, intensive Bodenbearbeitung, zu enge Fruchtfolgen und Züchtungen zunehmend gestört wird. 

Einrichtung von Schutzgebieten für wilde Verwandte

Die Forschenden schlagen daher vor, künftig die wilden Verwandten der Nutzpflanzen in den Fokus zu stellen. Der Studie zufolge haben sich diese Crop Wild Relatives (CWR) im Laufe der Evolution „an ihre Bodenmikroben angepasst und teils besonders symbiotische Beziehungen entwickelt“. In der Fachzeitschrift Nature Communications fordert das Team die Schaffung von Schutzräumen, um Wildpflanzen gemeinsam mit ihren Bodenmikrobiomen zu erhalten.

Mit KI Pflanzen-Mikroben-Systeme ergründen

Diese sogenannten CWR-Biodiversitätsrefugien sollten in enger Zusammenarbeit mit allen Akteuren entstehen, heißt es. Hier wollen die Forschenden Daten über Pflanzen, Böden und die mikrobielle Vielfalt sammeln und in einer Datenbank bündeln. Mithilfe künstlicher Intelligenz und moderner Analysetools aus der Genetik hofft die Forschungsgruppe auf Hinweise, welche Pflanzen-Mikroben-Systeme für eine zukunftsfähige Landwirtschaft besonders wertvoll sein könnten.

Globale Initiative gefordert

Zudem sprechen sich die Forschenden in ihrer Studie für die Einrichtung und regelmäßige Aktualisierung einer weltweiten Roten Liste bedrohter Wildverwandter aus. Ziel sei es, Kulturpflanzen „durch die gezielte Stärkung ihrer Zusammenarbeit mit nützlichen Bodenmikroorganismen“ gesünder und widerstandsfähiger zu machen. Da auch die Artenvielfalt bei Wildverwandten schwindet, fordern sie eine „globale Initiative, die von internationalen Organisationen wie dem Crop Diversity Trust koordiniert wird“. 

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Microorganisms are the invisible helpers in agriculture. They supply soil and plants with important nutrients, improve soil structure and can keep pathogens at bay. Soil microbes thus make an enormous contribution to preserving the ecosystem. An international research team led by Geisenheim University shows why this microbe-plant interaction is so important and how it can be saved.

According to the researchers, soil microbes are ‘indispensable for resilient agriculture.’ However, microbial diversity is declining as the finely tuned interaction between microbes and plants is increasingly disrupted by excessive fertilisation, pesticide use, intensive tillage, overly narrow crop rotations and breeding practices. 

Establishment of protected areas for wild relatives

The researchers therefore propose focusing on the wild relatives of crop plants in the future. According to the study, these Crop Wild Relatives (CWR) have ‘adapted to their soil microbes and, in some cases, developed particularly symbiotic relationships’ in the course of evolution. In the journal Nature Communications, the team calls for the creation of protected areas to preserve wild plants together with their soil microbiomes.

Exploring plant-microbe systems with AI

These so-called CWR biodiversity refuges should be created in close cooperation with all stakeholders, according to the researchers. Here, they want to collect data on plants, soils and microbial diversity and compile it in a database. With the help of artificial intelligence and modern genetic analysis tools, the research group hopes to find clues as to which plant-microbe systems could be particularly valuable for sustainable agriculture.

Global initiative called for

In their study, the researchers also advocate the establishment and regular updating of a global red list of threatened wild relatives. The aim is to make cultivated plants healthier and more resilient ‘by specifically strengthening their cooperation with beneficial soil microorganisms.’ As biodiversity among wild relatives is also declining, they call for a ‘global initiative coordinated by international organisations such as the Crop Diversity Trust.’

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Die Teilnehmenden des Projekts, welches seit Anfang 2024 läuft, trafen sich nun, um die weiteren Schritte zu besprechen. 

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The participants in the project, which has been running since the beginning of 2024, have now met to discuss the next steps.

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Ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Universität Utrecht und des niederländischen Meeresforschungsinstituts NIOZ untersuchte nun den Anteil von Nanoplastik im Nordatlantik. 

Eine erste Analyse systematischer Proben aus dem Nordatlantik deutet darauf hin, dass Plastikpartikel mit einem Durchmesser von weniger als einem Mikrometer den größten Anteil an der Plastikverschmutzung der Meere ausmachen könnten. Die Proben wurden an zwölf Standorten in verschiedenen Tiefen entnommen, vom europäischen Kontinentalschelf bis zum offenen Atlantik und dem subtropischen Nordatlantikwirbel. 

Die Ergebnisse zeigen, dass winzige Plastikpartikel in allen Tiefenzonen zwischen der gemäßigten und subtropischen Zone des Ozeans zu finden sind. Massenmäßig ist die Menge an Nanoplastik vergleichbar mit dem, was bisher an Mikroplastik gefunden wurde. Deshalb spielt Nanoplastik bei der Plastikverschmutzung der Meere eine viel wichtigere Rolle als bisher angenommen.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

A research team from the Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), Utrecht University and the Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ) has investigated the proportion of nanoplastics present in the North Atlantic.

Initial analysis of systematic samples in the North Atlantic indicates that plastic particles measuring less than one micrometre in diameter may account for the largest proportion of marine plastic pollution. Samples were collected from twelve locations at various depths, ranging from the European continental shelf to the open Atlantic and the subtropical North Atlantic Gyre.

The results show that tiny plastic particles can be found at all depths between the temperate and subtropical zones of the ocean. In terms of mass, the quantity of nanoplastics is similar to that of microplastics found to date. Therefore, nanoplastics play a much more significant role in marine plastic pollution than was previously assumed.

The study was published in the journal Nature.