Innovations-Turbo Pflanzenzüchtung

Der zweite Pflanzenzüchtungstag des Deutschen Bauernverbandes unterstreicht die Bedeutung der biologischen Forschung für die Praxis. Eine große Verantwortung für die Zukunft der Landwirtschaft liegt auf der Züchtung.

Deutsche Landwirtschaft - regional und doch global

Die Landwirtschaft braucht eine zweite „Grüne Revolution“. Düngung, Bodenbearbeitung und Pflanzenschutz sind so gut wie ausgereizt. Fortschritte wird es zwar geben, aber die großen Sprünge bleiben aus. „Deshalb liegt die Verantwortung für die zweite „Grüne Revolution“ bei der Pflanzenzüchtung“, erklärte Werner Schwarz, Vorsitzender des Fachausschusses für Saatgutfragen beim Deutschen Bauernverband (DBV) und Präsident des Bauernverbandes Schleswig-Holstein. Stärker als in den vergangenen Jahren rückt die Landwirtschaft in den Brennpunkt der gesellschaftlichen Entwicklungen. Bis 2050 seien die Erträge bei Weizen und Reis mindestens zu verdoppeln, sonst könne die Ernährung von prognostizierten 9 Milliarden Menschen nicht gelingen. 

Der Klimawandel stellt eine große Herausforderung dar. Gebraucht werden Sorten, die besser mit Trockenstress umgehen könnten und resistenter gegen Schadpilze sowie neue tierische Schädlinge sind. Ertragserhöhung und Ertragssicherung sind zwei Seiten einer Medaille und müssen gleichermaßen verbessert werden. 

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Gleichzeitig nimmt die weltweite Konkurrenzsituation um Ressourcen zu. Ein geforderter schneller Ausstieg aus der Atomenergie und der Umbau der Industrie in eine „Grüne Wirtschaft“ sind ohne die verstärkte Nutzung nachwachsender Rohstoffe nicht denkbar. Biomasse ist die einzige erneuerbare Energiequelle, die rund um die Uhr verfügbar ist. Gleichzeitig besitzen Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen ein hohes Potenzial für den Klima- und Ressourcenschutz. Kreative Lösungen sind gefordert, um diese Nutzungskonflikte abzufedern. Der „züchterische Fortschritt“, wie der jährliche Ertragszuwachs von 1 – 2% auch genannt wird, muss aufrechterhalten werden. Kreative Konzepte sind aber auch nötig, da die Züchtungsziele hinter diesen unterschiedlichen Nutzungskonzepten (Nahrung, Energie, Rohstoff) oftmals gegenläufig sind. 

Erweiterung des Spektrums an Energiepflanzen

Mais ist die produktivste Energiepflanze. Dass Mais nicht die alleinige Wahl bleiben dürfe, ist offensichtlich. Etablierte Fruchtfolgesysteme, also der jährliche Wechsel von Feldfrüchten, müssen erhalten und teilweise eingeengte Fruchtfolgen erweitert werden. Die Züchtung leistet durch die Etablierung neuer Energiepflanzen einen wichtigen Beitrag hierzu. 

Züchtung schafft Alternativen, damit die Fruchtfolgen vielfältiger und die Biodiversität gesteigert werden. Zur Erweiterung der Fruchtfolgen und zur Absicherung der Eiweißlücke in der tierischen Veredlung können einheimische Leguminosen wichtige Beiträge leisten. Deren Züchtung ist in den letzten Jahren durch eine fehlende Marktnachfrage fast zum Erliegen gekommen. Diesen Bereich der Pflanzenzüchtung gilt es wieder zu beleben. Damit dies kein Lippenbekenntnis bleibt, ist die Politik gefordert. Ein positives Beispiel ist der durch das BMBF mit 4,2 Millionen Euro geförderte regionale Wachstumskern für heimische Eiweißpflanzen.

Die Lupine ist hierzulande als Gründüngungs- und Futterpflanze bekannt. Der Wachstumskern „PlantsProFood“ soll neue Verwendungspotenziale im Lebensmittelbereich erschließen. Ziel ist es, aus den Samen der Blauen Süßlupine Eiweiße und Ballaststoffe zu gewinnen, um daraus Lebensmittel herzustellen. Heimische Lupinen-Eiweiße könnten anstelle der bisher verwendeten tierischen Bestandteile oder des häufig eigesetzten Proteins aus Soja Verwendung finden.

Pflanzenzüchtung ist Grundlagenforschung

Nicht nur die Politik ist als Förderer von Züchtung gefordert. Ebenso sollten sich die Forschungsgesellschaften, Hochschulen, Ressortforschungseinrichtungen und die Wirtschaft stärker in konkrete Fördermaßnahmen einbringen. Das Züchtung ein langwieriges Unterfangen ist und einen langen Atem verlangt, verdeutlichte Prof. Gerhard Wenzel von der Technischen Universität München. Weizen ist eine der wichtigsten Nahrungspflanzen weltweit. Die Erträge sind von rund 0,4 Tonnen pro Hektar bei Wildformen auf 10 Tonnen und mehr bei Kulturweizen in Deutschland gewachsen. Seit einigen Jahren stagniert der Ertrag jedoch. Resistenz kostet Ertrag! Dass die resistenten Sorten und der auf Grund der Marktentwicklung verstärkt auf weniger guten Standorten stattfindende Weizenanbau nahezu gleichbleibende Erträge erzielen, sind Erfolge der Züchter. 

Neue Herausforderungen für den Weizenanbau entstehen jedoch auch durch den Klimawandel. Für unsere Breiten werden ein Temperaturanstieg von 1-2°C sowie eine ungleichmäßigere Niederschlagsverteilung prognostiziert. Fragen, denen sich die Züchtung bereits heute widmen muss, sind die Entwicklung von Anpassungsmechanismen. Eine frühere Blüte und eine verbesserte Wasseraufnahme von Weizen können Beiträge zur Absicherung der Erträge unter diesen erwarteten Stressbedingungen leisten. Allerdings sind diese Merkmale durch eine Vielzahl von Genen determiniert. Viele dieser Gene sind durch das Modellsystem Arabidopsis thaliana bekannt und können auf das Weizengenom zurückverfolgt werden. Gene, welche die Photoperiode oder einen Kälteimpuls für die Entwicklung bei Winterweizen steuern, waren zwar vielversprechende Kandidaten, aber nicht erfolgreich.

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Die Hoffnungen der Forscher liegen nun auf den EPS-Genen (earliness per se Gene), den Frühreife Genen. Diese Gene besitzen einen geringen Einzeleffekt und liegen zur Freude der Züchter in hoher Variabilität bei Sommer- und Winterweizen vor. Mit Hilfe moderner Methoden, wie dem „Smart Breeding“, sollen diese Gene in ihrer additiven Wirkung genutzt werden, um Weizen an den Klimawandel anzupassen. Andere Strategien verfolgen die Forscher bei der Erhöhung der Wurzelmasse und einer verbesserten Wassernutzungseffizienz. Während Ersteres eine höhere Saugspannung im Boden erzeugt, greifen die Strategien zur Steigerung der Wassernutzungseffizienz in den Signalweg der Pflanzen ein. Das Signal für Wassermangel aus den Wurzeln an die Blätter, versuchen die Forscher zu puffern. Die Pflanzen, so das Ziel, sollen trotz anfänglichem Trockenstress bei Wassermangel weiter Photosynthese betreiben können und wachsen. Erst bei einem massiven Stress soll auch die Wuchsleistung reduziert werden. Auch hier nutzen die Forscher das Modelsystem Arabidopsis für den Wissenstransfer.  

WANTED! Die Förderung der Eiweißpflanzen 

Die Förderung von Eiweißpflanzen ist dringend notwendig, erklärt Dr. Olaf Sass von der Norddeutsche Pflanzenzucht (NPZ). Krankheitsdruck, fehlende Herbizide und mangelnde Vermarktungsmöglichkeiten stellen Züchter, Landwirte und Handel vor Probleme. Warenketten für Körnerleguminosen sterben in Europa regelrecht aus. Die Einnahmen durch den Verkauf von Erbsen, Ackerbohnen oder Lupinen-Saatgut reichen nicht aus, um vollwertige Zuchtprogramme aufrechtzuerhalten. Hier gilt es für die Politik Anreize zu schaffen. 

Auch eine ganzheitliche Bewertung könnte zu einer Renaissance der heimischen Körnerleguminosen beitragen. So sollte deren Wert als Vorfrucht vor Getreide, Mais, Raps oder Rüben berücksichtigt werden. Körnerleguminosen als Vorfrucht verbessern die Nährstoffversorgung der Nachfrüchte und ermöglichen die Einsparung von Treibhausgasen durch eine reduzierte Stickstoffdüngung. Mit anderen Worten: Körnerleguminosen sind aktiver Klimaschutz.  

Interessenkonflikte von Züchtern und Bauern

Interessenskonflikte zwischen Züchtern und Bauern wurden auf dem Pflanzenzüchtertag des DBV lebhaft diskutiert. Wie ein roter Faden ziehen sich die Themen „Nachbauregelung“ und „Lizenzgebühren für neue Sorten“ durch die Diskussionen der letzten Jahre. Beide Seiten argumentieren nachvollziehbar. In der Pflanzenzüchtung bedeutet Stillstand Rückschritt. Technologischer Fortschritt ist aber nicht zum Nulltarif zu haben. Forschung und Entwicklung kosten Geld. Zahlt sich dieser Fortschritt jedoch nicht in Heller und Pfennig aus, dann, so argumentieren die Praktiker, sinkt deren Zahlungsmoral. Verbesserte Sorten bedingen einen schnelleren Sortenwechsel und garantieren den Züchtern bessere Einnahmen. 

Ein weiterer Konflikt der angesprochen wurde, ist die Fokussierung der Forschung auf wenige Hauptfrüchte. Marktwirtschaftlich nachvollziehbar, vergrößert sich dadurch jedoch der Abstand beim Zuchtfortschritt zu den anderen Kulturarten. Diese sind für ein funktionierendes Agrarsystem notwendig. Landwirtschaft in Mitteleuropa funktioniert nach dem Prinzip „Vielfalt“. 

Ebenso wurde von züchterischer Seite immer wieder die fehlende Technologieoffenheit angemahnt. Deutschland und Europa drohen sich von den weltweiten Entwicklungen abzukoppeln, so die Meinung der anwesenden Experten. Als Beispiel wurde die „Welteiweißpflanze“, die Sojabohne genannt. Der Sojaschub kam durch die Gentechnik. Herbizidresistente Sorten dominieren den globalen Markt und machen das Sojaeiweiß konkurrenzlos billig. Heimische Leguminosen bleiben ohne eine staatliche Förderung oder den Einsatz von Gentechnik chancenlos.