Agrarwissenschaften

Pflanzen vermitteln ihre Wechselwirkungen mit der Umwelt über chemische Signale. Ein Beispiel dafür ist das Alkaloid Gramin, das von Gerste, einer der weltweit am häufigsten angebauten Getreideart, produziert wird. Gramin bietet Schutz vor pflanzenfressenden Insekten und Weidetieren und hemmt das Wachstum anderer Pflanzen. Insbesondere in den grünen Pflanzenteilen wie Blättern und Halmen ist der Giftstoff präsent, kaum jedoch in den Körnern, die für die Lebensmittelherstellung bedenkenlos genutzt werden können.

Pflanzen brauchen Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor zum Wachsen. Die konventionelle Landwirtschaft setzt daher meist auf Kunstdünger, die Ökosysteme und Umwelt gleichermaßen belasten. Im Ökolandbau sind synthetische Dünger verboten. Forschende vom Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) setzen auf einen urinbasierten Recyclingdünger, der Rohstoffe und Umwelt gleichermaßen schont.

Der Klimawandel sorgt auch im Weinanbau zunehmend für Ernteverluste. Vor allem der schnelle Wechsel zwischen Trockenheit und Starkregen, schadet den Trauben und fördert die Ausbreitung von Pilzkrankungen wie Rebenperonospora (Plasmopara viticola) und Grauschimmelfäule (Botrytis cinerea). Um die Rebsorten zu schützen, verwenden Winzer daher Pflanzenschutzmittel. Um den klimabedingten Herausforderungen im Weinanbau umweltfreundlich zu begegnen, setzen Experten auf pilzwiderstandsfähige Rebsorten, bekannt als PIWIs.

Es gibt viele Pilze und Bakterien, die in Symbiose mit Pflanzenwurzeln leben und sich gegenseitig bereichern. So können Pflanzen nur wachsen, weil sie mithilfe der Mikroorganismen über die Wurzel mit Nährstoffen und Wasser aus dem Boden versorgt werden. Diese vielfältige Gemeinschaft der Mikroorganismen, auch Mikrobiom genannt, schützt die Wirtspflanze gleichfalls vor schädlichen Organismen und ist daher ein Garant für die Pflanzengesundheit.

Wie kann die Landwirtschaft die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung sichern, ohne den Planeten weiter zu belasten? Mit der Farm-to-Fork-Strategie hat die Europäische Union 2020 einen Plan aufgestellt, wie die Region bis 2050 klimaneutral werden kann. Diese Strategie ist Teil des Europäischen Green Deal und beinhaltet Maßnahmen und Ziele für die Produktion und den Konsum von Lebensmitteln im Rahmen der planetaren Grenzen, wie etwa die Reduzierung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln um 50 % bis 2030.

Als Nachfolger der bekannten ERA-NET-Forschungsförderung der EU gibt es im aktuellen Forschungsrahmen Horizont Europa die sogenannten öffentlich-öffentlichen Partnerschaften. Eine für die Bioökonomie-Forschung relevante Partnerschaft dieser Art ist im Januar 2024 gestartet: „Agroecology living labs and research infrastructures – AGROECOLOGY“.

Die Sicherung der Ernährung ist die wichtigste Aufgabe der Landwirtschaft. Doch schon heute leidet die Branche unter den Folgen des Klimawandels und steht unter Druck, die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung zu sichern. Gleichzeitig ist sie mitverantwortlich für einen Großteil der klimaschädlichen Treibhausgasemissionen und für den Verlust der biologischen Vielfalt. Ein Wandel der Agrar- und Ernährungssysteme zu mehr Nachhaltigkeit ist der einzige Weg, um die Herausforderungen der Zukunft zu meistern.

Jahrzehntelang wurden Moore zur Landgewinnung gezielt trockengelegt. Nur noch etwa 5 % der Landfläche Deutschlands sind Moore. Mit der Trockenlegung wurde nicht nur der Lebensraum vieler Pflanzen und Tiere zerstört, sondern auch ein wichtiger CO₂-Speicher. Fachleute schätzen, dass die entwässerten Feuchtgebiete in Deutschland für 39 % der landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen verantwortlich sind.

Ob im Kleingarten, auf dem Dachgarten oder im Hochbeet auf dem Balkon: Der Anbau von Obst und Gemüse in der Stadt liegt im Trend und könnte Studien zufolge die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung in den Städten mit gesunden Lebensmitteln sichern. Doch wie nachhaltig sind die Lebensmittel aus urbaner Landwirtschaft im Vergleich zur konventionellen Landwirtschaft? Das hat erstmals ein internationales Forschungsteam genauer untersucht.