Aktuelle Veranstaltungen

“Environmental policy is part of agriculture.” This was a clear message by Christian Schmidt, the Federal Minister of Agriculture, at the recent “Dialogue for the future: Agriculture and Food”. Thus far this sector is under a lot of pressure due to its high CO₂ Emissions. The demands for more sustainability in terms of farming and animal husbandry have been at the top of the political agenda for some time now. However, there are already a number of farms that fully embrace a resource-saving and environmentally conscious production.

Promoting sustainable farming

These role model farms are supported by Bayer CropScience as part of their “ForwardFarming” initiative. In early September the AGRO-FARM GmbH, the second farm of this kind in Germany, was opened in Nauen just outside of Berlin. The Bayer initiative aims to develop sustainable methods, realise them as part of everyday farming, and introduce the concept to a broad public. The project focuses mainly on the fostering of biodiversity, keeping bees healthy, as well as water and consumer protection.

Economic efficiency and modern farming go hand in hand

“In Nauen we will learn how our products and services can be employed in order to manage an economically and ecologically successful agriculture”, explains Helmut Schramm, the CEO of Bayer CropScience Deutschland GmbH, during the opening ceremony. According to Schramm Nauen is a prime example that sustainability and economic efficiency can complement each other.

Realising sustainable farming

The head of AGRO-FARM Dirk Peters is a fourth-generation farmer himself who owns and manages a 2,500 hectare farm. His operation is based on farming cash crop for the food sector and biomass production, as well as photovoltaic systems and windmills for the generation of renewable energy. Peters protects and enables biodiversity on his farm land by implementing flowering wild life corridors for insects and nesting facilities for birds and bees. Moreover, Bayer has implemented a system that prevents herbicides and pesticides to enter the water supply. “Society keeps asking and demanding more and more from us farmers. In order to comply with these demands we need to explain and demonstrate a sustainable way of food production”, explains Peters.

As part of their initiative "ForwardFarming" Bayer is funding sustainable agricultural farms across Europe. They managed to acquire partners in the Netherlands, Belgium, Italy, and France. The AGRO FARM GmbH in Nauen will be the second farm of its kind in Germany, the first sustainable role model farm funded by Bayer was the Damianshof near Cologne.

bb/jmr

Ob als eine alternative Eiweißquelle, als Inhaltsstoff für Kosmetikartikel oder für eine bessere Abfallentsorgung: Insekten bieten viele verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für eine umweltfreundlichere und nachhaltigere Industrie der Zukunft. Experten aus 35 Ländern kamen bei der INSECTA Konferenz zusammen, um ihre neuesten Forschungsergebnisse vorzustellen und zu diskutieren. Das zweitägige Treffen fand zum dritten Mal statt. In diesem Jahr trafen sich die rund 250 Teilnehmer aus Wissenschaft und Industrie Anfang September im Hauptgebäude der Technischen Universität Berlin.

Insekten-Experten aus aller Welt

Der Bioökonomierat hat erst kürzlich eine Empfehlung zu alternativen Eiweißquellen herausgegeben. Hülsenfrüchte und vor allem Insekten bieten hierbei hervorragende Möglichkeiten, welche angesichts einer steigenden Weltbevölkerung bei gleichzeitig schwindenden Ressourcen dringend benötigt werden. Die Aktualität und Dringlichkeit des Themas spiegelt sich auch in der Teilnehmerzahl der diesjährigen INSECTA wider. Diese ist laut Veranstalter gegenüber dem Vorjahr um das Dreifache gestiegen.

In der Forschung sowie in der Industrie liegen insektenbasierte Anwendungen momentan weltweit im Trend. „Vor allem die Möglichkeit Lebensmittelabfälle für ihre Fütterung zu verwenden, könnte Insekten zu einer nachhaltigeren Proteinquelle der Zukunft machen“, fasste Harry Aiking, Professor an der Vrije Universiteit Amsterdam, die Vorteile zusammen.

Eiweißriegel und Hundefutter aus Insekten

Das dicht gepackte Programm in Berlin stellte die neuesten Ergebnisse zu den Themenbereichen Schädlingsbekämpfung, Insekten als Futtermittel für Fische oder Kaninchen, die effiziente und kostengünstige Aufzucht großer Insektenpopulationen sowie weiter Anwendungsmöglichkeiten vor. „Aus Insekten gewonnene Substanzen können zukünftig jene ersetzen, die bisher aus der Nerzproduktion stammen“, berichtet Geert Verheyen vom Thomas Moore University College in Belgien. Zusätzlich zu den Wissenschaftlern kamen auch zahlreiche Industriepartner und Startups zu der Tagung, um ihre Ideen und Ansätze zu präsentieren. Das deutsche Startup Bearprotein aus Berlin bietet Eiweißriegel aus biologisch gezüchteten Grillen an. TeneTrio hingegen entstammt dem deutschen Unternehmen EntoNative GmbH und bietet ähnliche Snacks, allerdings aus Mehlwürmern und für Hunde. Ebenfalls anwesend auf der diesjährigen INSECTA war ein bereits äußerst etabliertes Unternehmen im Bereich nachhaltige Nahrungsmittel: das niederländische Großunternehmen Protix, das auch ein Hauptsponsor der Tagung war.

As an alternative source for protein, as an ingredient for cosmetics, or to improve waste management – these are just some of the possibilities that insects offer for a more sustainable and environmentally friendly future industry. To discuss the newest research findings experts from 35 countries came together at the third annual international INSECTA conference. This year, 250 participants from research and industry gathered at the main building of the Technical University Berlin on September 7 and 8.

International insect experts from research and industry

The increasing necessity to find alternative protein sources and the importance of insects for this quest was recently highlighted by a recommendation of the German bioeconomy council, who were advocating for legumes and insects as alternative protein sources to mammalian livestock. With global warming and a growing global population in mind, the experts demand new solutions to achieve the Sustainable Development Goals.

And in research and industry insect-based approaches currently gain momentum all over the world. International insect experts from both sides gathered in Berlin to discuss their newest advances in the field and to find such new solutions. The growing demand on the field was represented by the fact that according to the organisers the number of participants increased threefold compared to last years meeting.

Protein bars and dog food made of insects

The packed sessions in Berlin presented the newest findings on pest control, applications of insects as feed for e.g. fish or rabbits, efficient and consistent rearing of large quantities of insects, as well as plenty of non-food applications, such as cosmetics or improved waste degradation. In addition, many industry partners and young start-up companies came to the meeting to introduce their concepts: For instance, the German start-up Bearprotein from Berlin offers snack food such as protein bars made of crickets for environmentally conscious human customers. TeneTrio in turn is a product of German company EntoNative GmbH and offers similar snacks and treats made of mealworms – for dogs. Also in attendance was a very well-established company when it comes to sustainable food production using insect proteins: the Dutch giant Protix, who was also a major sponsor of the event.

Das Klischee kennt jeder: Eine Frau steht vor einem vollen Kleiderschrank und hat doch nichts anzuziehen. Aber wenn die Haut der Frau (oder des Mannes) extrem empfindlich reagiert und gegenüber vielen Stoffen eine Kontaktallergie besteht, dann bieten die meisten Kleidungsgeschäfte tatsächlich keine tragbaren Optionen. Sabine Schmidt kennt das Problem, denn sie litt selbst viele Jahre unter starker Neurodermitis. Die richtige Kleidung ist hier von entscheidender Bedeutung, denn Hautreizungen werden durch minderwertig oder chemisch behandeltes Material verstärkt. Deshalb entschied sie sich, selbst aktiv zu werden. Mit ihrer Firma Xaxiraxi stellt die Berlinerin moderne, nachhaltig produzierte und besonders hautverträgliche Kleidung her.

It’s a worn-out cliché: A woman standing in front of her packed wardrobe, complaining that there’s nothing in it she could wear. However, if the skin of the woman (or man) is extremely sensitive and is in fact allergic to many fabrics, most clothing stores do indeed not offer any wearable options. Sabine Schmidt knows this problem all too well, she herself has been suffering from severe neurodermatitis for years. Appropriate clothing is of the upmost importance under these circumstances, as inferior or chemically treated material worsens potential skin irritations. This is why she decided to take action herself and to produce sustainable and especially skin-compatible clothing with her Berlin-based company Xaxiraxi.

Thirty years ago, almost everything was going well

2017, the natural resources that can be generated within one year were already consumed by August 2nd. In 2008 the Earth Overshoot Day fell on 23 September, 1987 it was the 19th of December. The Global Footprint Network, an international organization committed to sustainability, calculates annually on which day of the year the annual resources are spent and from which day on humanity will survive on “credit” until 31 December.

Des Weiteren informiert der Agrarbericht über die Bedeutung des Exports für den landwirtschaftlichen Sektor, stellt die Aktivitäten des BMEL dar und zeigt Chancen und Potentiale des Agrarhandels auf. Der Exportbericht soll jährlich vorgelegt werden und quantitative wie qualitative Entwicklungstendenzen darstellen.

Ein Drittel der gesamten Agrarproduktion der deutschen Landwirtschaft wird exportiert. Der Anteil der Exporte am Gesamtumsatz der deutschen Ernährungsindustrie beträgt ebenfalls ein Drittel.

Mit mehr als drei Viertel aller Ausfuhren blieb die EU 2016 der wichtigste Absatzmarkt für deutsche Agrargüter; auch 68 Prozent der Einfuhren stammten aus einem der anderen 27 EU-Mitgliedsstaaten. Im Handel mit den EU-Partnern stiegen die Ausfuhren um 4,5 Prozent auf 51,4 Milliarden Euro.

Das wichtigste Herkunfts- und Bestimmungsland im Agrarhandel bleibt die Niederlande: Rund 27 Prozent der deutschen Agrareinfuhren (14,2 Milliarden Euro) aus der EU stammten von dort, etwa 18 Prozent deutscher Ausfuhren (9,2 Milliarden Euro) in andere EU-Mitgliedsländer gingen dorthin. Den höchsten positiven Saldo im Agrarhandel verzeichnete Deutschland mit dem Vereinigten Königreich (plus 3,1 Milliarden Euro).

Auch die Ausfuhren in Drittländer konnten um 1,6 Prozent (+255 Mio. €) auf insgesamt 165 Mrd. Euro gesteigert werden. Wichtigste Zielländer außerhalb der EU waren die Schweiz, die USA und an dritter Stelle mit besonders hohen Zuwachsraten, die Volksrepublik China.

Der Volksmund nennt sie Teufelszwirn, Hexenseide oder Kletterhur. Schmarotzerpflanzen der Gattung Cuscuta sind Parasiten und bei Landwirten nicht sonderlich beliebt. Sie winden sich über den Boden am Spross empor, saugen sich an den Pflanzen fest und entziehen ihnen Nährstoffe, Wasser und Kohlenhydrate. Ihr parasitisches Netzwerk kann so ganze Ernten vernichten.

Deutsch-chinesische Zusammenarbeit

Forscher haben nun eine andere Seite der Parasitenpflanze entdeckt. Ein Team von Wissenschaftlern des Kunming Instituts für Botanik in China und des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena fand heraus, dass das weitgestreckte Netz des Teufelszwirns auch als Alarmmelder bei Insektenbefall fungiert. Über die Ergebnisse der Studie berichten die Forscher im Fachjournal „PNAS“.

Bekannt ist, dass Pflanzen über gasförmige Substanzen und unterirdische Pilznetzwerke miteinander kommunizieren. „Daher fragten wir uns, ob der Teufelszwirn bei Insektenbefall entsprechende Signale von Pflanze zu Pflanze überträgt, und wenn ja, ob diese Signale Verteidigungsbereitschaft vermitteln“, erläutert Max-Planck-Forscher Jianqiang Wu.

Nicht nur in Deutschland, auch in China ist der Teufelszwirn für Ernteverluste verantwortlich. Im Rahmen der Studie nutzen die Forscher daher neben der hiesigen Modellpflanze Ackerschmalwand auch Sojabohnen sowie Tabak und wilde Tomaten. Die Pflanzen wurden über den Teufelszwirn paarweise oder in Gruppen verbunden und gleichfalls mit Raupen des bekannten Pflanzenschädlings Spodoptera litura besetzt, um Abwehrreaktionen zu provozieren.

Signalübertragung über Teufelszwirn-Brücken

Die Sequenzierung aller aktiven Gene in Blättern der vom Teufelszwirn befallenen Pflanzen machte deutlich: Von Insekten befallene Pflanzen nutzten die Teufelszwirn-Brücken, um Pflanzen in der Nachbarschaft vor Insekten zu warnen. „Die Signalübertragung wurde offenkundig, da wir große Veränderungen im Transkriptom lokal befallener Blätter, aber auch nicht-befallener Blätter derselben Pflanze sowie von Blättern benachbarter Pflanzen ohne Befall beobachten konnten“, erklärt Christian Hettenhausen. Der Studie zufolge wird das Alarmsignal insbesondere vom Pflanzenhormon Jasmonsäure gesteuert. „Wir konnten höhere Konzentration von Abwehrsubstanzen in kurzer Zeit über mehrere miteinander verbundene Pflanzen hinweg, sogar über größere Entfernungen nachweisen“, betont Jianqiang Wu. Nicht nur über eine große Distanz, sondern auch über verschiedene Pflanzenarten spannte sich danach das Nachrichtennetz.

Ob das Pflanzenwarnsystem des Teufelszwirns tatsächlich so uneigennützig ist, müssen weitere Studien erst klären. Als nächstes wollen die Wissenschaftler das Alarmsystem der Schmarotzerpflanze näher untersuchen und mit stechenden und saugende Insekten, das Verteidigungssystem prüfen.

The health of an ecosystem is founded on the complex interplay between its numerous inhabitants over a prolonged period of time. Therefore, assessing the state of an ecosystem solely on the basis of short-term changes in the number of different species it contains can lead to false conclusions. An international team of researchers from the Helmholtz Institute for Functional Marine Biodiversity (HIFMB) at the University of Oldenburg and the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) analysed how best to assess and calculate the health of an entire ecosystem. Using a mathematical model and environmental data analysis, they concluded that the turnover of species within a system needed to be tracked. The researchers published their results in the "Journal of Applied Ecology".

Species richness is a false friend

Global warming, spreading deforestation, and other mostly man-made environmental changes push many species to the brink of extinction. The result: far fewer species inhabit the same areas. The International Convention on Biological Diversity and the EU's Marine Strategy Framework Directive aim to mitigate this biodiversity crisis. In order to analyse the state of an ecosystem the most common approach thus far has been to take the number of species (species richness) as a measurement and as a direct indicator for its health. "But this metric has its pitfalls because it doesn't fully reflect the changes in the system," says the Oldenburg biodiversity expert Hillebrand, who is also the lead author of the study.

In fact, according to the scientists' model calculations, negative influences on an ecosystem do not automatically result in a reduction in species richness: "Species richness is a result of the balance between the immigration and the extinction of species", Hillebrand explains. However, these two processes do not occur at the same speed. A few individuals of a species can quickly migrate into a local habitat and colonise it, but it may take several generations for a species to be replaced by a new, more competitive species, or to die out as a result of changed conditions. Hillebrand , adds: "So species richness can be a false friend."

How many species are migrating?

The recommendation of the scientists: monitoring how many species are migrating into a system, how many are leaving it, and how many species are becoming more or less abundant within the system. As an example the scientists used this method to analyse long-term measurements from various ecosystems. “In extreme cases, the majority of species in an ecosystem could be replaced by new species. But if you only look at the number of species, the so-called species richness, that number doesn’t change at all”, says Jonathan Chase of the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) and the Martin Luther University Halle-Wittenberg. “Therefore, species richness alone can be a misleading metric and can obscure what is really going on in an ecosystem.”

The new method can be applied effectively using data already available from environmental monitoring programmes. And the hope of the researchers is that their new assessment-tool will help to bridge the gap between basic research and nature conservation in practice.

jmr

Few organisms can survive on their own, many live in symbiosis with others, some of which are parasitic. Dodder, a parasitic vine of the genus Cuscuta, grows rapidly, entwining and parasitizing its host plants by inserting haustoria (a special organ that only parasitic plants have that functions analogue to roots) into the host plants’ stems. The dodder vines often connect different host plants together and form a network. Scientists from the Kunming Institute of Botany in China and the Max Planck Institute for Chemical Ecology in Jena now discovered that the vines do much more than that: If any plant in the network is attacked by herbivores, the expression of defence genes in the unattacked neighbouring plants is activated. These plants are then on high alert and become more resistant to their enemies. Thus, dodder not only deplete nutrients from their host plants, but also function as important communicators between neighbouring plants, when insects feed on host plants. The results are published in the journal “Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)”.

Plant communication via vines

Plants of the genus Cuscuta are leaf- and rootless parasites and grow on their host plants without touching the soil. Their haustoria penetrate their host plants and the vines fuse their vascular systems with those of its host plants. A team of scientists led by Jianqiang Wu from the Kunming Institute of Botany in China and Ian Baldwin from the Max Planck Institute for Chemical Ecology in Jena investigated whether the parasite is only tapping the plants’ supply system or also playing a role in plant-plant communication. “It has been found that plants can communicate through volatile cues and underground mycorrhizal networks. We therefore wanted to know whether dodder can transmit insect feeding-induced signals among different hosts and whether these signals can even activate defences against insects,” explains Jianqiang Wu, who is an Alumnus of the Max Planck Institute for Chemical Ecology and is now heading a Max Planck Partner Group in China.

Signal transfer across dodder-bridges

In agriculture, dodder causes considerable economic damages in pasture farming with alfalfa and clover. In China, dodder parasitisation leads to large losses in soybean yield. Therefore the researchers used mostly soybean plants for their experiments. In order to induce defence reactions, caterpillars of Spodoptera litura, a worldwide agricultural pest, were put on the plants. The researchers then analysed which genes in the leaves of dodder-connected plants became active, using RNA sequencing. According to the first author of the study, Christian Hettenhausen, the researchers detected the signal transfer about the “insect-attack” not only in unattacked leaves of the same plant, but in fact also in neighbouring plants that were only connected by so-called dodder-bridges. “The plant hormone jasmonic acid plays an especially important role in dodder-mediated systemic signalling. After insect herbivory, defence signals travelled rapidly from plant to plant via the dodder network, even over large distances,” Jianqiang Wu explained. Moreover, the Alarm signals were even exchanged between different plant species.

Different herbivores might induce different responses

In the future, the researchers want to investigate the signal transfer induced by different herbivores. Here, they used Spodoptera litura, a chewing caterpillar, but in the future the scientists want to decipher whether piercing-sucking insects, such as aphids, induce a different repertoire of defensive signals, and may even be transferred differently. The scientists also want to identify the substances that are responsible for the signal transfer. Ian Baldwin summarizes: “Ecological interactions in nature are extremely complex. A parasite steals valuable nutrients from its host, but at the same time functions as an important link to warn neighbours. Whether this warning is unselfish after all needs further studies to clarify.”

jmr

Sie sind die Industrieanlagen der Bioökonomie: Bioraffinerien wandeln Biomasse wie beispielsweise Holz oder Abfälle der Papierindustrie in wertvolle Zwischenprodukte um, die dann als Ausgangssubstanzen für biobasierte Endprodukte genutzt werden. „Bioraffinerien sind Innovationstreiber einer zukünftigen biobasierten Wirtschaft und versprechen hohe Chancen für Wachstum und Beschäftigung“, so Bundesforschungsministerin Johanna Wanka. Bioraffinerien schaffen außerdem Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen wie Erdöl und schonen Umwelt und Klima. Auch nach Einschätzung des deutschen Bioökonomierates, einem unabhängigen Experten-Gremium, bergen Bioraffinerien großes Potenzial.

Technologie-Initiative baut auf Roadmap Bioraffinerien auf

Mit der Förderinitiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) „Technologie-Initiative Bioraffinerien“ sollen innovative, prozesstechnologische Bioraffinerie-Verfahren entwickelt und miteinander kombiniert werden. Insbesondere die möglichst vollständige Verwertung biobasierter Roh- und Reststoffe steht dabei im Fokus. Die Förderinitiative ist eingebettet in die „Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030“. Nach der Verabschiedung des „Aktionsplans der Bundesregierung zur stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe“ im Bundeskabinett 2009 wurden dann 2012 mit der „Roadmap Bioraffinerien“ die Grundlagen für die Entwicklung und Umsetzung von Bioraffineriekonzepten geschaffen.

Bund gibt 15 Mio. Euro für innovative Projekte

Nun stellt das BMBF mit der neuen Förderinitiative 15 Mio. Euro bereit und wendet sich an Akteure aus Wissenschaft und Wirtschaft. Gefördert werden risikoreiche, innovative Projekte der Forschung und Entwicklung, die wissenschaftliche und technologische Lösungsansätze für verschiedene Stufen des Bioraffinerie-Prozesses bieten. Sie sollen zur erfolgreichen Entwicklung und Etablierung von Bioraffineriekonzepten beitragen. Berücksichtigt werden energie-, ressourcen- und kostenintensive Prozesse, bei denen die Nachhaltigkeit entsprechend gewährleistet wird. Dabei gilt es insbesondere solche Reststoffe zu verwerten, die keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion darstellen. Schließlich sollen die nachwachsenden Rohstoffe in der Bioökonomie insgesamt die Chancen erhöhen, die weiter wachsende Weltbevölkerung auch zukünftig ausreichend mit Nahrungsmitteln, hochwertigen Produkten und Energie zu versorgen.

Förderung für Technologieansätze entlang der Verfahrenskette

Die Förderung soll vor allem innovativen Technologieansätzen zur Verfügung stehen, die bis zum Demonstrationsmaßstab getestet werden können. Dies beinhaltet sowohl Einzel- als auch Verbundvorhaben. Fördergegenstand sind ausschließlich Technologien und Verfahren zur materiellen Rohstoffnutzung. Es können Projekte aus verschiedenen Stadien des mehrstufigen Bioraffinerieprozesses eingereicht werden:

Verfahren, Technologien und Produkte der Primärraffination
Verfahren, Technologien und Produkte der Sekundärraffination
Nutzungskonzepte für anfallende Koppel- und Nebenprodukte

Zweistufiges Antragsverfahren

Bei der Förderinitiative handelt es sich um ein zweistufiges Antragsverfahren. Die Förderquote richtet sich nach Institution und Vorhaben. Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) werden mit 25%, in Ausnahmen bis zu 50%, unterstützt. Bei Hochschulen, Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen sowie vergleichbaren Institutionen können zuwendungsfähige projektbezogene Ausgaben mit einer Förderquote bis zu 100% berücksichtigt werden. Forschungsvorhaben an Hochschulen können zusätzlich eine Projektpauschale in Höhe von 20% erhalten. Die „Technologie-Initiative Bioraffinerien“ wird administrativ vom Projektträger Jülich (PtJ) betreut. Projektskizzen können bis zum 23. Oktober 2017 beim PtJ eingereicht werden.

Die Agrarwirtschaft ist ein wichtiger Teil der Bioökonomie. Mehr als 50% der Landesfläche Deutschlands wird landwirtschaftlich genutzt. Lebensmittel aus Deutschland sind nicht nur innerhalb des Landes gefragt, sie sind auch ein Exportschlager. Weltweit steht Deutschland mit seinem Agrarexport an dritter Stelle. Das Bundesministerium für Landwirtschaft und Ernährung (BMEL) hat nun einen Bericht veröffentlicht, aus dem weitere Details hervorgehen.

„Made in Germany“ steht für Qualität

Lebensmittel „Made in Germany“ werden mit Innovation, Qualität und Sicherheit assoziiert. Das hohe Qualitätsniveau deutscher Produkte ist gute Ausgangsbasis für den Exporterfolg. Die hochwertigen Veredlungserzeugnisse haben eine hohe Wertschöpfung. Bei ihnen ist die deutsche Ernährungsindustrie besonders stark und im Ausland konkurrenzfähig.

Derzeitige Exportpolitik auf gutem Kurs

Der Exportbericht „Agrarexporte 2017 – Daten und Fakten“ erläutert die Bedeutung des Exports für die Landwirtschaft, die Wertschöpfung und die Arbeitsplätze. Zudem informiert er über Chancen und Potenziale des Agrarhandels. „Der Export ist wichtig für die deutsche und europäische Agrar- und Lebensmittelindustrie“, so Bundeslandwirtschaftsminister Christian Schmidt. Der Export sichere Arbeit und Wohlstand vor allem im ländlichen Raum. Die aktuelle Entwicklung bestätige die derzeitige Exportpolitik, die ihren Fokus auf die Erschließung neuer Absatzmärkte und die Beseitigung von Handelsschranken lege. Exporte in sogenannte Drittweltländer würden nicht staatlich gefördert und spielten mengen- und wertmäßig keine bedeutende Rolle, so Schmidt weiter.

Agrarexport mit über 70 Mrd. Euro auf Rekordhoch

Ein Drittel der Gesamtproduktion der deutschen Landwirtschaft wird exportiert. Auch in der Ernährungswirtschaft stammt ein Drittel der Gewinne aus dem Export. Deutschlandweit hängen rund 320.000 Arbeitsplätze vom Export ab. In den vergangenen Jahren entwickelte sich der Export-Markt positiv und hat 2016 mit über 70 Mrd. Euro einen neuen Rekord erreicht.

Deutschland weltweit auf Platz 3

Nach Angaben der World Trade Organisation (WTO) steht Deutschland weltweit an dritter Stelle – sowohl bei den Exporten als auch den Importen, wobei der Import den Export mit rund 9 Mrd. Euro übersteigt. Deutschland ist damit trotz weltweit herausragenden Exportzahlen derzeit noch ein Netto-Importeur. Mit mehr als drei Viertel der Exporte ist die Europäische Union (EU) der wichtigste Absatzmarkt für deutsche Agrarprodukte. Die gilt auch für den Import: Rund zwei Drittel aller Importe stammen aus einem der anderen 27 EU-Mitgliedstaaten.

Agrarausfuhren legen 2017 weiter zu

Die deutschen Agrarausfuhren haben Anfang 2017 weiter zugelegt. Von Januar bis Mai stiegen sie um rund 6%. Ein besonders hohes Wachstum verzeichnete der Milchsektor. Der Export an Milch und Milcherzeugnissen nahm in die EU-Länder um knapp 13% (3,8 Mrd. Euro) und in Länder außerhalb der EU um 28% (744 Mio. Euro) zu. Der Agrarexport-Bericht soll von nun an jährlich erscheinen, um die Entwicklungstendenzen zu erfassen und darzustellen.

Von Deutschland aus wird künftig ein internationales Reiszüchtungsprojekt koordiniert. Unter Führung des Düsseldorfer Pflanzenforschers Wolf Frommer soll Reis vor dem gefürchteten Bakterium Xanthomonas oryzae oryzae gewappnet werden. Es löst die sogenannte Weißblättrigkeit aus, die in Afrika, Indien und Südostasien zu heftigen Ernteeinbußen und Not in der Bevölkerung führt. In dem internationalen Konsortium werden Forscher aus Deutschland, den USA, Frankreich, Kolumbien und den Philippinen zusammenarbeiten. Für das ambitionierte Projekt, in dem innovative Pflanzenzüchtungstechniken wie die Genschere CRISPR-Cas eingesetzt werden, stellt die Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung 6 Mio. US-Dollar über einen Zeitraum von vier Jahren zur Verfügung.

Vorarbeiten sind geleistet

Forscher verschiedener Arbeitsgruppen haben unabhängig voneinander entdeckt, dass das sogenannte SWEET-Protein der Schlüssel für die Resistenz von Pflanzen gegen die Reiskrankheit ist. Die Arbeitsgruppe um Wolf Frommer identifizierte diese Eiweißstoffe als pflanzeneigene Zuckertransporter. Sie transportieren von der Pflanze durch Photosynthese erzeugte Zuckermoleküle von den Blättern in die Samen. Der bakterielle Erreger programmiert den Transportmechanismus um und verwendet dann die Zucker für sich. Dazu aktivieren die Bakterien die Transporter in den Reiszellen und verschaffen sich Zugang zu den Nährstoffen.

Dem Erreger die Nahrungszufuhr verweigern

Kann verhindert werden, dass das Bakterium die Transporter aktiviert, so können sich die Erreger nicht vermehren und die Pflanze ist resistent gegen die Weißblättrigkeit. „Diese überraschende Entdeckung gibt uns jetzt die Strategie für unser gemeinsames Forschungsprojekt vor: Wir schneiden den Krankheitserregern den Zugang zu ihrer Speisekammer – den Zuckerspeichern der Pflanzen – ab und hungern sie so aus“, so Frommer, der das internationale Projekt vom Institut für Molekulare Physiologie an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf aus leitet. Der Pflanzenforscher ist als Träger der Alexander von Humboldt-Professur im April dieses Jahres von der Stanford University an die Universität Düsseldorf gewechselt. Er arbeitet zudem am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln.

Einsatz der Genschere CRISPR-Cas

Das neue Forschungsprojekt ist am 1. August gestartet. Die Forschungsarbeiten sollen überwiegend in der von Joob Seob Eom geleiteten Arbeitsgruppe am MPI in Köln durchgeführt werden. Wie Frommer bioökonomie.de auf Anfrage per E-Mail mitteilte, kommt bei den molekularbiologischen Methoden auch die Genschere CRISPR-Cas und weitere neue Züchtungsmethoden zum Einsatz. Fremdes Erbgut werde aber nicht in die Pflanzen eingebracht. „Unsere Ansätze sind nicht transgen und damit ununterscheidbar von natürlich auftretenden Varianten“, so Frommer. Mit ihrer Methode seien die Forscher in der Lage, genetische Varianten gezielter, schneller und einfacher kombinieren zu können als mit klassischen Züchtungsmethoden.

Neue Sorten sollen für alle da sein

Nach den ersten erfolgreichen Modellversuchen sollen nun verschiedene Sorten entwickelt werden, die in der Praxis eingesetzt werden können. „Für Farmer in Indien, Südostasien und Afrika könnten diese Sorten das Leben wesentlich verbessern. Unsere Pflanzen tragen keine Herbizidresistenzen, keine fremden Gene“, schreibt Frommer. Die Forscher möchten erreichen, dass das Saatgut später frei verfügbar ist und somit auch – oder insbesondere – den Armen im Kampf gegen die Reiskrankheit helfen kann. Zudem würden die Forschungsergebnisse aus dem Projekt möglicherweise ein analoges Vorgehen bei anderen Pflanzenkrankheiten nach sich ziehen, sodass auch der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln ohne Ertragseinbuße reduziert werden könne.

ml/bp

Milch und Zucker sind beliebte Zusätze, um Heißgetränke wie Kaffee oder Tee zu veredeln. Kondensmilch und Kaffeesahne werden herkömmlicherweise in kleinen Plastik- oder Pappkapseln verpackt mit dem Kaffee gereicht. Forscher der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben nun Kapseln entwickelt, die sich in einem Heißgetränk auflösen und damit deutlich weniger Verpackungsabfall produzieren. Die Ergebnisse ihrer Forschungsarbeit publizierte das Team in der Fachzeitschrift „Chemical Engineering and Technology“.

Zuckerkruste schützt flüssigen Milchkern

Die löslichen Milchkapseln bestehen aus einer äußeren Zuckerkruste, die innen mit gesüßter Milch gefüllt ist. „Durch ihre Zuckerkruste haben die Kapseln eine Verpackung, die sich in heißen Flüssigkeiten einfach auflöst“, erklärt Ernährungswissenschaftlerin Martha Wellner, die das Verfahren während ihrer Doktorarbeit am ehemaligen Zentrum für Ingenieurwissenschaften der MLU entwickelte. Die Kapseln werden auf relativ einfache Weise produziert. Zunächst wird eine Mischung aus Milch und Zucker im gewünschten Verhältnis hergestellt. In einer Form kühlt diese dann ab, wobei der Zucker am Rand der Flüssigkeit auskristallisiert und dadurch eine harte Kruste um die flüssige gesüßte Milch im Inneren bildet. Wellner untersuchte in ihrer Doktorarbeit, welche Stoffe und Abkühlungsprozesse die besten Ergebnisse liefern.

Mehrere Produkt-Varianten sind möglich

Bislang gibt es zwei Varianten der Zucker-Milch-Kapseln: Süß und leicht süß. An einer ungesüßten Variante wird derzeit noch getüftelt. „Die Kapseln sind zum Beispiel als mögliche Alternative für die kleinen, äußerst unpraktischen Verpackungen von Kaffeesahne gedacht, die es in großer Zahl etwa bei Konferenzen oder in Flugzeugen gibt“, so Joachim Ulrich, promoviertem Ingenieur und Professor an der MLU. Die Kapseln können bei Raumtemperatur gelagert werden. Die so verpackte Milch ist auf diese Weise mindestens für drei Wochen haltbar. „Unser Verfahren lässt sich auch für andere Flüssigkeiten einsetzen“, ergänzt Wellner. Auch Fruchtsaft sei beispielsweise so zu verpacken. Zudem können die Kapseln auch in verschiedenen Formen hergestellt werden.

Großes Potenzial als umweltfreundliche Verpackung

Die Idee zur Herstellung von Verpackungen aus kristallisiertem Zucker stammt von Ulrich. Seine Arbeitsgruppe forscht sein Jahren zur Kristallbildung und einer industriellen Nutzung. „In anderen Promotionsarbeiten haben wir bereits andere Verfahren zu Verkapselung erforscht“, sagt Ulrich. Dabei wurden jedoch unterschiedliche Zielsetzungen verfolgt. So sei auch die Verpackung von Medikamenten und Herstellung von Tabletten eine mögliche Anwendung. Ulrich ist überzeugt, dass die Anwendung des Verfahrens als eine umweltfreundliche Verpackungsalternative für Milch großes Potenzial mit sich bringt. Bereits 2015 hatten die Wissenschaftler das Herstellungsverfahren der Kapseln patentieren lassen. Ein Patent für ein fertiges Produkt gibt es noch nicht, da zunächst noch überprüft werden soll, ob die neuartigen Kapseln auch allen Anforderungen an die Lebensmittelvorgaben gerecht werden und sich kostengünstig in großen Stückzahlen produzieren lassen.

Der Anfang August in Sachsen-Anhalt gestartete Forschungsverbund EMIBEX wird mit 1,2 Mio. Euro vom europäischen Struktur- und Investitionsfond (EFRE) gefördert. Er soll die biotechnologische Produktion von Mikroalgen und Mikroalgenprodukten für den Einsatz im industriellen Maßstab vorbereiten. Zu EMIBEX gehören der Standort Köthen der Hochschule Anhalt, das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna und das Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg. Der Verbund vereint damit verschiedene Kompetenzen auf dem Gebiet der Mikroalgenforschung.

Zusammenschluss von Experten

Die Arbeitsgruppe Algenbiotechnologie der Hochschule Anhalt kümmert sich um die Analyse der verschiedenen verwendbaren Algenstämme und um deren Kultivierung unter Freilandbedingungen. Gemeinsam mit Experten des CBP Leuna arbeiten die Biotechnologen außerdem an der Optimierung der gesamten Prozessführung, also dem Hochskalieren vom Labor in den Pilotmaßstab. Am Max-Planck-Institut ist die Fachgruppe Prozesstechnik, Team Biochemische Produktionssysteme mit photosynthetischen Organismen, für die mathematische Modellierung und Optimierung des Prozesses zuständig.

Aufgrund der fortwährenden Begleitung durch Mathematiker können Experimente besser geplant und erforderliche Steuereingriffe in der Prozessführung vorhergesagt werden. Trotz schwankender Freilandbedingungen wie Sonnenlicht, Temperatur und Kohlendioxid, soll so immer eine optimale Kultivierung gewährleistet werden. Basierend auf den Labor- und Freilandergebnissen wird schließlich ein mathematisches Gesamtprozessmodell erstellt, um den Prozess standortspezifisch ökologisch und ökonomisch bewerten zu können.

Nachhaltig produzierte Produktalternativen

Nach Ende des Verbundvorhabens in zweieinhalb Jahren sollen Farbstoffe und Proteine aus Mikroalgenbiomasse industriell hergestellt werden können. Der Verbund will dann mit seinem Angebot die steigende Nachfrage aus der Pharma-, Nahrungsmittel- und Futtermittelindustrie nach nachhaltig produzierten Produktalternativen decken.

Um eine höhere Produktivität zu erzielen, setzt EMIBEX auf eine sogenannte mixotrophe Prozessführung. Die Algen wachsen hierbei in Kombination sowohl per Photosynthese (autotroph) als auch auf Basis organischer Kohlenstoffquellen (heterotroph). Die mixotrophe Prozessführung vereint die Vorteile der Produktion Photosynthese-assoziierter Inhaltsstoffe (CO₂-Verwertung) mit der deutlich höheren Produktivität der heterotrophen Kultivierung. Algenbiomasse entsteht folglich unter variabler Nutzung sowohl von Sonnenlicht und Kohlendioxid als auch von organischen Nährstoffen.

ml/jmr

Ein intaktes Ökosystem basiert auf komplexen Interaktionen zwischen all seinen diversen Bewohnern über einen längeren Zeitraum hinweg. Untersucht man also nur eine Momentaufnahme, oder wie sich die Zahl der Arten kurzfristig verändert, kann dies zu falschen Schlüssen führen. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Helmut Hillebrand vom Helmholtz-Institut für Funktionelle Marine Biodiversität (HIFMB) an der Universität Oldenburg und von dem Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) hat untersucht, wie der Zustand eines gesamten Ökosystems am besten ermittelt und berechnet werden kann. Basierend auf einem neuen mathematischen Modell kamen sie zu dem Schluss, dass die Gesamtfluktuation der Arten in einem System berücksichtigt werden muss. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachmagazin „Journal of Applied Ecology" veröffentlicht.

Artenvielfalt allein lässt keine verlässlichen Aussagen zu

Klimaerwärmung, Abholzung und andere größtenteils von Menschenhand verursachte Umweltveränderungen drängen viele Arten an den Rand des Aussterbens. Die Folge: immer weniger Arten bewohnen ein Gebiet. Die internationale Convention on Biological Diversity oder die europäische Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie haben es sich zum Ziel gemacht diese Biodiversitätskrise einzudämmen. Um den Zustand eines Ökosystems einzuschätzen, wurde meist die Anzahl der Arten verwendet. „Doch dieses Maß hat seine Tücken, denn es spiegelt Veränderungen im System nicht richtig wider“, sagt der Oldenburger Biodiversitätsexperte Hillebrand.

Tatsächlich führen laut den neuesten Berechnungen der Wissenschaftler negative Einflüsse auf ein Ökosystem nicht unmittelbar dazu, dass die Artenzahl abnimmt. Auch umgekehrt steigt die Zahl der Arten nicht sofort an, sobald sich ein Ökosystem von einem menschlichen Eingriff erholt. Der Grund: „Die Artenzahl ergibt sich aus einem Gleichgewicht zwischen Einwanderung und Aussterben von Arten“, erläutert Hillebrand. Beides laufe aber nicht gleich schnell ab: Wenige Individuen einer Art können schnell in ein lokales Habitat einwandern und es so besiedeln. Dagegen dauert es mehrere Generationen, bis eine Art von einer neuen, konkurrenzstärkeren Art verdrängt wird oder aufgrund der veränderten Bedingungen ausstirbt. „Ob also über einen langen Zeitraum mehr oder weniger Arten in einem Ökosystem verbleiben, kann man anhand von kurzfristigen Trends nicht verlässlich sagen“, betont Hillebrand, und ergänzt: „Die Artenzahl kann also ein falscher Freund sein.“

Wer bleibt, wer geht?

Die Empfehlung der Wissenschaftler: genauere Beobachtungen, wie viele Arten in ein System einwandern, wie viele auswandern und wie viele Arten häufiger beziehungsweise seltener werden. Mit dieser Methode analysierten die Wissenschaftler beispielhaft Langzeit-Messungen aus unterschiedlichen Ökosystemen: „Wir können zeigen, dass sich die Identitäten der Arten teilweise oder sogar komplett austauschen – selbst wenn sich über die Zeit die Artenzahl überhaupt nicht verändert“, sagt Hillebrand. „Das ist eine große Veränderung der Biodiversität, die sich in der reinen Artenzahl gar nicht abbildet.“

Überspitzt hieße das: Wenn in einem Wald die Baumarten durch ebenso viele Grasarten ersetzt würden, wäre die Artenzahl gleich geblieben, der Wald jedoch fort, erläutert der Ökologe. Für ihre Analysen nutzten die Forscher explizit Daten, die Naturschützer ohnehin als Teil von Umweltüberwachungsprogrammen erheben. So wollen die Wissenschaftler gewährleisten, dass ihr Werkzeug auch mit in der Praxis oft begrenzten Ressourcen einsetzbar ist. „Wir hoffen, so auch eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und Naturschutzpraxis zu schlagen“, sagt Hillebrand.

jmr

What is known as "rice blight" is a dreaded plant disease that endangers rice harvests throughout the whole of South-East Asia, especially India, as well as large parts of Africa and can thus lead to great hardship amongst the local population. The disease is caused by the bacterial pathogen Xanthomonas oryzae oryzae.

Consortium of plant scientists

Wolf Frommer, a plant researcher at the Institute of Molecular Physiology at the university of Düsseldorf, where he is a Humboldt Professor since April 2017, has assembled an international research group to fight rice blight. The team includes scientists from Iowa State University and the University of Florida in the USA, the Institut de Recherche pour le Développement in Montpellier, France, Colombia's International Centre for Tropical Agriculture and the International Rice Research Institute in the Philippines. The researchers have found a way to make plants resistant to the pathogen.

SWEET is a key to resistance

Frommer is an expert on transport processes in plants. Before coming back to Germany this spring, he was a professor at Stanford University. The sugar transporters known as SWEET identified by his research group play a key role in resistance. Plants need these transporters to bring the sugar produced during photosynthesis in the leaves to the seeds. And it is precisely this transport mechanism that the pathogens re-programme for their own purposes. Further research revealed that the bacteria systematically activate the transporters in the rice cells and in so doing gain access to nutrients. If such activation is prevented, the bacteria cannot multiply. Wolf Frommer says: "This surprising discovery has provided us with a strategy for our joint research project: We cut off the patho-gens' route to their larder – the plants' sugar stores – and starve them out."

US$6 million by the Gates foundation

The research project "Transformative Strategy for Controlling Rice Disease in Developing Countries" began on 1 August 2017. The project is supported by a four-year grant from the Bill & Melinda Gates Foundation. In the framework of the project, Frommer will concentrate especially on the production of elite varieties for India and Africa. He will mostly conduct his research work within the working group led by Joon Seob Eom at the Max Planck Institute for Plant Breeding Research in Cologne.

The research results can prove valuable beyond the specific topic of rice blight. Wolf Frommer: "Our discovery might be just the tip of the iceberg. We could use the same approach to try and combat other plant diseases and in that way hopefully make a small contribution to protecting the world's food supply." And that would also be good for the climate and the environment, since if plant diseases can be combatted effectively, less pesticides and fertilisers would be needed worldwide to ensure sufficient harvests.