Von der Waisenfrucht zur Wunderpflanze

Orphan Crops gelten als Nutzpflanzen der Zukunft

13.09.2019 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Die Okra zählt zu den ältesten Gemüsepflanzen der Welt und steht mit auf der Liste der Orphan Crops. (Bildquelle: © Antoshananarivo/Wikimedia.org/CC BY-SA 4.0)
Die Okra zählt zu den ältesten Gemüsepflanzen der Welt und steht mit auf der Liste der Orphan Crops. (Bildquelle: © Antoshananarivo/Wikimedia.org/CC BY-SA 4.0)

Hirse, Maniok, Enset, Tef und Yams zählen zu den Orphan Crops. Der Name dient als Sammelbegriff für Nutzpflanzen, die auf dem Weltmarkt und in der Wissenschaft eine eher untergeordnete Rolle spielen. Zu Unrecht, wie immer mehr Experten meinen. Doch so groß ihr Potenzial ist, so groß ist die Herausforderung, dieses auch zu erschließen.

„Orphan Crop“ heißt wörtlich übersetzt Waisenpflanze oder -frucht. Der Begriff ist etwas irreführend, weil Millionen Kleinbauern, Familien und Haushalte in Afrika und Asien von Ihnen leben, sie traditionell anbauen und keineswegs stiefmütterlich behandeln. Einige Vertreter haben es mittlerweile bis in unserer Supermärkte geschafft, z. B. Süßkartoffel, Okra und Quinoa. Sie bilden aber nur die Spitze des Eisbergs.

Im Schatten der großen Vier

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Quinoa gehört zu den Orphan Crops, die auch hierzulande bekannt sind. Wegen des hohen Gehalts an Eiweiß und Mineralstoffen wird es auch als Superfood bezeichnet.

Quinoa gehört zu den Orphan Crops, die auch hierzulande bekannt sind. Wegen des hohen Gehalts an Eiweiß und Mineralstoffen wird es auch als Superfood bezeichnet.

Quelle: © Jai79/Pixabay/CC0

Auf vielen Millionen Hektar Land wachsen heute verschiedenste Arten von Getreide, Pseudocerealien, Blatt-, Wurzel- oder Knollengemüse, Ölsaaten und diverse Früchte, die allesamt zu den Orphan Crops zählen. Mit Abstand am häufigsten angebaut werden Hirse (32 Mio. Hektar), Maniok (26 Mio. Hektar), Augenbohne, Kichererbse und Süßkartoffel (jeweils rund 12 Mio. Hektar). In der Anbaustatistik liegen sie damit aber weit hinter den „Big Four“ Weizen (218 Mio. Hektar), Mais (197 Mio. Hektar), Reis (167 Mio. Hektar) und Soja (124 Mio. Hektar). Dafür überzeugen sie aber durch andere Qualitäten.

Für viele Kleinbauern in Entwicklungsländern und zunehmend auch für die Pflanzenforschung und -züchtung sind sie interessant, weil sie entweder widerstandsfähig oder reich an gesunden Inhaltsstoffen sind – und manchmal sogar beides wie Hirse, Okra-Schote oder Saat-Platterbse. Gerade die sogenannten Pseudogetreide Amaranth oder Quinoa gelten als besonders gesund. Sie sollen vor Krebs, Diabetes und Herzkreislauf-Erkrankungen schützen. Was aus Sicht vieler Kleinbauern außerdem für sie spricht, ist dass sie mit widrigen Umweltbedingungen in der Regel besser zurechtkommen als die meisten kommerziellen Sorten.

Aller Anfang ist schwer

Angesichts der Vorteile überrascht es nicht, dass sie schon länger als „Wunderpflanzen“ und „Superfoods“ gehandelt werden. Vielmehr stellt sich die Frage, warum sie immer noch ein Nischendasein fristen und gerade von der Wissenschaft vielerorts noch immer vernachlässigt werden.

Die in Fachkreisen am häufigsten zu hörende Antwort sind fehlende Ressourcen: finanziell, institutionell, personell und infrastrukturell. Forschung und Züchtung stecken eben noch in den Kinderschuhen. Auch wenn sich bereits erste Initiativen mit ausgewählten Arten beschäftigen, ist der Aufholbedarf immer noch groß. Zwar leisten Industrienationen und supranationalen Organisationen wie die FAO oder UN Unterstützung, z. B. durch Förderprogramme, doch sind Orphan Crops selbst für erfahrene Züchter Neuland. Erfahrung und Wissen im Umgang mit anderen Kulturpflanzen sind nicht eins zu eins übertragbar, sondern müssen erst aufgebaut werden.

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Orphan Crop ist keine botanische Bezeichnung. Im Deutschen gibt es den Begriff der Landsorte, der dem am nächsten kommt. Darunter versteht man Sorten, die im Laufe der Zeit an einem Standort durch natürliche Selektion oder bewusste Auslese entstanden sind, z. B. der Landweizen „Schwäbischer Dickkopf“.

Orphan Crop ist keine botanische Bezeichnung. Im Deutschen gibt es den Begriff der Landsorte, der dem am nächsten kommt. Darunter versteht man Sorten, die im Laufe der Zeit an einem Standort durch natürliche Selektion oder bewusste Auslese entstanden sind, z. B. der Landweizen „Schwäbischer Dickkopf“.

Quelle: © RFD3896/Wikimedia.org/CC BY-SA 3.0

Defizit an empirischen Daten

Ein anderes Problem ist das mangelnde Angebot an phänotypischen und genetischen Daten. Während die Erschließung genetischer Daten dank der Fortschritte in der DNA-Sequenzierung an Fahrt aufnimmt, gestaltet sich die Erfassung von phänotypischen Informationen immer noch als schwierig. Das liegt nicht an der fehlenden Bereitschaft, sondern daran, dass diese Arbeiten kosten- und zeitintensiv und die Mittel knapp sind. Auch wenn neue Züchtungsmethoden wie CRISPR, SMART-Breeding oder TILLING die Erforschung des Erbguts erleichtern, z. B. bei der Suche nach vielversprechenden Allelen, führt kein Weg daran vorbei, das Defizit bei den phänotypischen Daten zu beheben und das Angebot an empirischen Daten insgesamt zu verbessern.

Es stellt sich aber noch eine viel grundsätzlichere Frage. Die nach den Züchtungszielen. Damit ist nicht gemeint, dass Orphan Crops aufgrund ihrer oft „raueren“ Standorte  widerstandsfähiger sein müssen als beispielsweise Weizen oder Mais in gemäßigteren Breiten. Auch nicht, dass bei vielen Arten das Nährstoffprofil und die Bekömmlichkeit verbessert werden müssen. Vielmehr sollte vor allem der Fehler nicht wiederholt werden, fast ausschließlich nur den Ertrag zu verbessern – wie bei vielen unserer heutigen Sorten in den industrialisierten Agrarstaaten geschehen. Wie genau das optimale Verhältnis aus Ertrag, Widerstandskraft und Nährwert aber aussehen sollte, ist zum aktuellen Zeitpunkt schwierig zu sagen und muss im Grunde je nach Art und Standort bewertet werden.

Welche Ziele verfolgt die Wissenschaft?

Dass die Orphan Crops Weizen, Mais und Co. den Rang ablaufen werden, ist unwahrscheinlich. Doch darum geht es den Befürwortern nicht. Ihr Blick richtet sich vor allem auf die Anbauregionen in den Entwicklungsländern. Dort sehen sie die Chance, die Abhängigkeit von Importen – von Saatgut und verarbeiteten Erzeugnissen gleichermaßen – zu reduzieren, wenn durch Züchtung verbesserte heimische Sorten attraktiver werden. Kleinbauern und Landwirte würden von neuen Sorten profitieren, die weniger Ernteverluste und mehr Produktivität mitbringen. Für Verbraucher, vor allem Kinder, ließe sich so das Risiko für Mangelernährung senken, wenn sie aus einem größeren Angebot an Pflanzenarten mit verbessertem Nährstoffgehalt wählen könnten.

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Hirse ist der am häufigsten angebaute Vertreter der Orphan Crops.

Hirse ist der am häufigsten angebaute Vertreter der Orphan Crops.

Quelle: © Monika Helmecke/Pixabay/CC0

Welche weitreichenden Folgen es darüber hinaus haben kann, wenn wieder mehr heimische Kulturpflanzen zur Verfügung stünden, zeigt ein Beispiel aus Äthiopien. Forscher stellten dort fest, dass der Anbau von importiertem Mais die Verbreitung von Malaria indirekt fördert. Grund ist, dass Maispollen das reinste Kraftfutter für Moskitolarven sind, die in Pfützen, Teichen und Seen nahe der Felder zeitgleich zum Blühzeitpunkt schlüpfen.

Umfangreiches Pflichtenheft

Doch bis Alternativen zur Auswahl stehen, ist es noch ein weiter Weg: Je nach Art müssen die Produktivität erhöht, Qualitätsschwankungen reduziert, Nährstoffprofile optimiert oder die Wuchsform oder das Wachstum verbessert werden. Oftmals müssen gleich mehrere Baustellen parallel bewältigt werden.

Auch im Bereich der Grundlagenforschung gibt es viel zu tun. So stellt sich beispielsweise die Frage, wie Orphan Crops auf den Klimawandel reagieren. Dass sie mit extremem Klima besser zurechtkommen als Hochleistungssorten, bedeutet nicht, dass der Klimawandel spurlos an ihnen vorbei gehen wird. So führt beispielsweise ein höherer CO2-Gehalt in der Luft dazu, dass Pflanzen wie Reis, Soja und Weizen weniger Zink, Eisen oder Proteine akkumulieren, sondern mehr Zucker und Stärke, was je nach Verwendungszwecke gut oder schlecht sein könnte. Ob und inwiefern Orphan Crops ähnlich reagieren, ist dagegen noch unklar.

Züchtung allein reicht nicht

So vielsprechend und verheißungsvoll die Berichte klingen, die die „Waisenpflanzen“ als Nutzpflanzen der Zukunft anpreisen, so schwierig sind die Prognosen zu den Erfolgschancen angesichts der vielen offenen Fragen.

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Die größten Anbaugebiete von Yams liegen in Afrika. Aber die Chinesische Yams (Dioscorea opposita) ist die einzige Art, die auch in unseren Breitengraden wachsen kann. Ob sie auch als Kulturpflanze für Deutschland und Europa geeignet ist, wird gerade im Rahmen des PLANT 2030-Projekts MARVEL untersucht.

Die größten Anbaugebiete von Yams liegen in Afrika. Aber die Chinesische Yams (Dioscorea opposita) ist die einzige Art, die auch in unseren Breitengraden wachsen kann. Ob sie auch als Kulturpflanze für Deutschland und Europa geeignet ist, wird gerade im Rahmen des PLANT 2030-Projekts MARVEL untersucht.

Quelle: © iStock.com/ReinStudio

Am Ende wird es nicht nur darauf ankommen, dass sich eine Pflanze durch einen hohen Gehalt an gesunden Inhaltsstoffen oder besondere Robustheit hervortut, sondern auch in puncto Ertrag, Haltbarkeit, Lagerung und Verarbeitbarkeit überzeugt.

Zudem werden Züchtungsfortschritte allein nicht ausreichen, um die wirtschaftliche Bedeutung der Orphan Crops auf ein neues Niveau zu heben. Dafür bedarf es weiterreichender Verbesserungen, u. a. bei den Anbausystemen, der Bereitstellung von Saatgut oder der Anpassung von Wertschöpfungsketten und Verarbeitungsprozesse.

Orphan Crops auch in Europa?

Aber nicht nur Afrika und andere ferne Länder können von Orphan Crops profitieren. Mittlerweile gibt es vereinzelt auch bei uns schon Forschungsprojekte, die den Anbau von exotischen Pflanzen in Europa möglich machen sollen.

So geht das Projekt „MARVEL“ der Frage nach, ob chinesischer Yams als potentielle Kulturpflanze bei uns etabliert werden kann. Die essbaren Wurzelknollen der Yams sind mit Kartoffeln zu vergleichen und reich an Inhaltstoffen, die sie auch für Diabetiker attraktiv machen. Ziel ist es, Wissen und genetische Daten über die tropische Pflanze zu sammeln und für die Züchtung nutzbar zu machen. Denn die Wurzelknollen - bisher sehr lang und dünn – können maschinell nicht geerntet werden. Mit modernen Züchtungsansätzen sollen sie daher zu runden Knollen umgestaltet werden.

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