Infobrief der FNR 03 / 2020: Nachhaltige Erzeugung

Deutsch-Brasilianische Bekanntmachung für Bioökonomievorhaben und Arzneipflanzen

Im Rahmen der Fördermaßnahme „Bioökonomie International 2021 – Deutschland-Brasilien“ sollen durch Förderung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten zu zentralen Fragestellungen der Bioökonomie aktive, tragfähige deutsch-brasilianische Kooperationen unterstützt werden. Neben den technologischen Aspekten und Entwicklungszielen im Kontext der Bioökonomie sind auch systemische Ansätze und sozioökonomische Aspekte von Bedeutung.

Die Bekanntmachung ist Teil einer gemeinsamen Förderinitiative des BMEL und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Das BMEL wird sich am internationalen Gesamtbudget der Bekanntmachung mit einem Betrag in Höhe von 1 Mio. Euro beteiligen.

Mit der vorliegenden Bekanntmachung sollen interdisziplinäre und innovative Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsvorhaben in Verbünden mit deutschen und brasilianischen Partnern im Rahmen eines Wettbewerbs ausgewählt und gefördert werden. Die Bekanntmachung zielt darauf ab, Forschung und Entwicklungsprojekte in den folgenden Bereichen zu fördern:

1. Industrielle Nutzung nachwachsender Rohstoffe

2. Arzneipflanzen

Einreichungsfrist für Skizzen: 19. März 2021

Gefördert aus: Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe

Energiepflanzen gewässerschonend anbauen – Handlungsspielräume nutzen

Im Juni hat die FNR ihre Broschüre „Gewässerschutz mit nachwachsenden Rohstoffen“ als erweiterte und aktualisierte 2. Auflage herausgegeben. Die Broschüre präsentiert vielfältige Ergebnisse zum Gewässerschutz im Energiepflanzenanbau aus Forschungsprojekten, die das BMEL gefördert hat. Dabei wird nicht nur die Reduktionswirkung der einzelnen Maßnahmen im Hinblick auf Nährstoffverluste verglichen, sondern der Leser findet auch viele Aussagen zu Erträgen und Wirtschaftlichkeit. Einige Konzepte wie der Anbau von Zwischenfrüchten und Untersaaten oder die Anpassung von Düngegaben sind nicht neu, interessant sind aber die Werte, die in Versuchen dazu ermittelt wurden und eindrucksvoll zeigen, wie stark sich der Gehalt des mineralisierten Stickstoffs im Boden reduzieren lässt.

Die Broschüre enthält auch Versuchsergebnisse zu den Dauerkulturen Durchwachsene Silphie, Riesenweizengras und Biogas-Wildpflanzenmischungen, außerdem zwei Kapitel, die sich mit dem Gewässerschutz auf der Biogasanlage selbst und mit der Vermarktung der Gärreste beschäftigen.

„Gewässerschutz mit nachwachsenden Rohstoffen“ steht als kostenloser Download oder zur Bestellung als Printexemplar bei der FNR bereit unter https://mediathek.fnr.de/broschuren/nachwachsende-rohstoffe/pflanzen/gewaesserschutz-mit-nachwachsenden-rohstoffen.html

Sorghum + Blühmischungen = Biogas + Biodiversität

Auf einen neu gezüchteten, sogenannten Hirsedualtyp setzen die Justus-Liebig-Universität Gießen und drei Partner, um einen hohen Methanertrag mit einem hohen Maß an Biodiversität zu verbinden. Der Sorghum bicolor-Dualtyp eignet sich ideal für den Mischanbau mit Blühpflanzen. Die Forscher suchen in ihrem neuen Projekt nach den besten Arten und dem besten Anbausystem für diese Kombination.

Die Hirse profitiert auch selbst von der Bestäubungsleistung der Insekten: Forscher haben festgestellt, dass die Bestäubung durch Honigbienen den Kornansatz der Dualtyp-Hybriden gerade unter Kältestress signifikant verbessern kann. Bei den Dualtyp-Hirsen ist der hohe Kornanteil, der bis zu 50 Prozent an der Gesamttrockenmasse beträgt, für den hohen Methanertrag verantwortlich. Gleichzeitig nutzen die Bienen den Pollen der Hirse als wertvolle Eiweißquelle im Hochsommer. Doch die Insekten benötigen nicht nur Pollen, sondern auch Nektar. Diesen könnten künftig die mit der Hirse kombinierten Blühmischungen liefern. Der Ansatz könnte so helfen, die Trachtlücke für Honigbienen im Hochsommer zu schließen.

Biene beim Blütenbesuch von Sorghum. Foto: Steffen Windpassing

Biene beim Blütenbesuch von Sorghum. Foto: Steffen Windpassing

Neue Ideen für Spirulina-Algen: Medizin für Fische und bessere Extraktion des blauen Farbstoffs

Mit einem innovativen Ansatz wollen Forscher der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden und der Technischen Universität Berlin eine neue, wirtschaftlich tragbare Wertschöpfungskaskade für Arthrospira platensis, besser bekannt als Spirulina-Alge, entwickeln.Eines der beiden Zielprodukte ist einAquakulturtherapeutikum gegen das hochinfektiöse, letale Koi Herpes Virus. Als Wirkstoff sollen die aus Spirulina gewinnbaren Exopolysaccharide (EPS) dienen. Dass EPS eine antivirale Wirkung gegen das Virus haben, das vor allem Fische aus der Familie der Cypriniden (Karpfenartige) befällt, wurde bereits nachgewiesen. In Deutschland gibt es derzeit keine Impfstoffe und Medikamente gegen die Krankheit.

Der zweite im Fokus stehende Wertstoff ist Phycocyanin, ein natürliches Pigment, das für die blaue Komponente in der blaugrünen Farbe von Spirulina verantwortlich ist. Es wird u. a. als Lebensmittelfarbstoff, für Kosmetika und als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt. Bislang erfolgt die Gewinnung meist über einen mechanischen Zellaufschluss. Im jetzt gestarteten Projekt wird mit der energieeffizienteren Pulsed Electric Fields (PEF)-Technologie extrahiert, die einen weitgehenden Erhalt der Zellmorphologie ermöglicht. Das vereinfacht die anschließende Produktseparation und soll zu einer Erhöhung der Extrakt-Reinheit führen.

Über die Kopplung des Verfahrens an eine Biogasanlage wollen die Forscher zum einen die Prozesswärme für die Bioreaktoren bereitstellen, in denen die Mikroalgen vermehrt werden. Zum anderen eignen sich die in der Extraktion abgetrennten Zellreste als Substrat für die Biogasanlage. 

Die Forscher wollen die Teilprozesse zunächst im Labormaßstab weiterentwickeln und dann in den Technikums-Maßstab skalieren.

Karpfen, Foto: Vladimir Wrangel - stock.adobe.com

Foto: Vladimir Wrangel - stock.adobe.com

Rainfarn, ein Naturtalent in Sachen Ertrag, Biodiversität, Boden- und Gewässerschutz

Mehrjährige, blühende Biogas-Wildpflanzenmischungen wie die „BG 90“ der Saatgutfirma Saaten Zeller bieten Nahrung für Insekten, Deckung für Wildtiere und binden durch Humusaufbau CO2. Bei der Verwendung mehrjähriger Korbblütler (Asteraceae) besteht zudem ein hohes Bodenverbesserungspotenzial, denn Asteraceen enthalten einen sehr hohen Anteil Reservepolysaccharide in den Wurzeln, die die Mikrobiologie des Bodens aktivieren können. Schließlich zeigen wissenschaftliche Untersuchungen, dass sich mit den Dauerkulturen ein niedriges Risiko zur Nitratauswaschung im Winterhalbjahr verbindet. Bislang stand der stärkeren Verbreitung der Biogas-Wildpflanzenmischungen in der Praxis allerdings noch der niedrigere Methanertrag im Wege. Die Trockenmasseerträge schwanken in normalen Jahren ohne Dürre zwischen 12 und 16 Tonnen pro Hektar, in Dürrejahren zwischen 9 und 14 t/ha. Nach Angaben des Netzwerks Lebensraum Feldflur liegt der Methanertrag der BG 90 bei 83,6 Normkubikmeter Methan pro Tonne (Mais: 98,9).

Zu bedenken ist aber, dass viele der Wildpflanzenarten in den Mischungen bislang noch nie züchterisch bearbeitet wurden und damit ein großes Potenzial zur Ertragssteigerung bieten. Dies will sich Saaten Zeller zu Nutze machen. Bereits 2016 begann man mit der züchterischen Bearbeitung bestimmter Arten. Besondere Erfolge stellten sich beim Rainfarn (Tanacetum vulgare) ein. Rainfarn ist eine Asteraceae und einer der Hauptbiomasselieferanten der Wildpflanzenmischung BG 90. In der neuen Rainfarn-Linie ‚Goliath‘ konnte Saaten Zeller den Ertrag bereits um etwa 20 Prozent steigern. In einzelnen Parzellen erzielten die Züchter hochgerechnete Hektarerträge von bis zu 22 t Trockenmasse. Auch die in Batchversuchen erzielten spezifischen Biogaserträge von ‚Goliath‘ lagen deutlich über den für die BG 90 bislang bekannten Werten.

Im nun gestarteten Folgeprojekt will Saaten Zeller neue Mischungen mit dem wüchsigen ‚Goliath‘ zusammenstellen und in der Praxis auf 50 Hektar Fläche erproben. Daneben sollen die züchterischen Arbeiten fortgeführt und das Potenzial des Rainfarns zum Gewässerschutz analysiert werden.

Rainfarn

Neu gezüchtete, ertragreiche Tanacetum-Linie ‚Goliath‘. Foto: Saaten Zeller