Agrarwissenschaften

Ob Vollmilch oder Zartbitter: Schokoladenprodukte haben gerade zur Weihnachtszeit Hochkonjunktur. Doch ohne die Kakaofrucht gäbe es keine Schokolade. Etwa 4,5 Millionen Tonnen Kakaobohnen werden jährlich weltweit zu süßen Köstlichkeiten und anderen Lebensmitteln verarbeitet. Die dabei anfallenden Kakaoschalen wurden bisher zumeist als Abfallstoff entsorgt, oder fanden Verwendung in der Kosmetikindustrie oder für den sogenannten Kakaoschalentee.

Blutgefäße wie Tiere und Menschen haben Pflanzen nicht. Doch auch sie müssen Nährstoffe in ihrem gesamten Gewebe verteilen – von der Wurzel bis in die Sprosse und Blätter. Das können sie entweder erreichen, indem sie Nährstoffe von Zelle zu Zelle weiterreichen oder indem sie die wassergefüllten Zellzwischenräume verwenden. Am Beispiel des Ammoniums haben Pflanzenforscher des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben jetzt analysiert, wann die Pflanze welchen der beiden Wege nutzt und wie leistungsfähig diese sind.

Daten aus dem All sind zu einem wichtigen Werkzeug der Agrarforschung geworden. Die Satelliten der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA), insbesondere Sentinel-1 und Sentinel-2, liefern Informationen zur Art der Landnutzung, Bodenbeschaffenheit, zu Pflanzenwachstum und Umweltbedingungen. Diese Daten nutzen Wissenschaftler vielerorts für Simulationsmodelle, um beispielsweise Ernteprognosen zu erstellen. Doch die optischen Sensoren der Satelliten stoßen bei Wolken mitunter an ihre Grenzen, so dass eine Fernbeobachtung nur bedingt möglich ist.

Pflanzenforschern des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben ist ein wichtiger Fortschritt beim Verständnis epigenetischer Mechanismen gelungen. Während sich die Genetik mit den Genen befasst, beschreibt die Epigenetik jene ebenfalls erblichen Zusammenhänge, die die Aktivität der Gene beeinflussen. So kann eine Pflanze beispielsweise als Reaktion auf Trockenstress bestimmte Gene und damit Stoffwechselprozesse aktivieren, die sie vor dem Vertrocknen schützen.

Ob Kartoffeln, Getreide oder Mais: Nahrungsmittel, die als Vorrat lagern, ziehen oft Schadinsekten an, die für große Verluste sorgen. Selbst in klimatisierten Lagern wie Getreidesilos ist die Ware vor einem Schadbefall nicht hundertprozentig sicher. Am Fachinstitut für Ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz des Julius Kühn-Instituts (JKI) in Berlin wird derzeit an einer Methode geforscht, die Schadinsekten früh erkennen soll, um eine Ausbreitung des Befalls und damit Einbußen zu verhindern.

Insekten sind unersetzlich für ein gesundes Ökosystem und für die Nahrungssicherung. Vor allem Bienen haben für die Landwirtschaft eine große Bedeutung. Doch der Mensch und die Industrialisierung von Land und Landwirtschaft haben vielerorts den Lebensraum der nützlichen Tierchen zerstört.

Noch vor wenigen Jahren hat sie nur wenige Wissenschaftler interessiert, doch inzwischen beschäftigen sich viele Pflanzenforscher mit ihr – der Wasserlinse. Sie wächst schnell und lässt sich einfach ernten. Sie ist reich an Stärke und Proteinen, was sie als Futter für Geflügel, Fische, Schweine und Wiederkäuer gleichermaßen interessant macht. Sie wird als Nahrungsmittel sowohl in der traditionellen Küche als auch in Modegetränken genutzt.

Forscher der Universität Hohenheim arbeiten seit Jahren daran, aus pflanzlicher Biomasse neue Plattformchemikalien zu entwickeln. Dafür experimentierte ein Team um Andrea Kruse in der Vergangenheit auch mit ungewöhnlichen Gewächsen wie dem in China beheimateten Schilfgras Miscanthus und der Salatpflanze Chicorèe.