Forschungs- und Innovationsprojekt
FutureCrop – Neue Kulturarten für Klimaanpassung und Diversität
Reisanbau in Bayern
Das Projekt FutureCrop ist eine Forschungsreise in die mögliche Zukunft der bayerischen Landwirtschaft. Ziel dieses Projekts ist es, den momentanen Herausforderungen für die Bayerische Landwirtschaft, mit der Einführung neuer wärmeliebender Kulturarten in die bayerische Landwirtschaft, zu begegnen.
Blühender Sesam
Das neue Projekt FutureCrop der Arbeitsgruppe Kulturpflanzenvielfalt der LfL ist eine Forschungsreise in die mögliche Zukunft der bayerischen Landwirtschaft. Dafür werden die fünf noch nicht in Bayern heimischen Leuchtturmkulturen Erdnuss, Augenbohne, Sesam, Schwarzkümmel und Reis auf ihre Anbauwürdigkeit in Bayern geprüft und entsprechende Sorten- und Anbauempfehlungen erarbeitet.
Für diese Leuchtturmkulturen gibt es in ihren traditionellen Ursprungsländern bereits moderne Produktionsverfahren. Außerdem sind diese Kulturen über Importe im Lebensmitteleinzelhandel in Bayern bzw. Deutschland zu finden, werden hier verarbeitet und konsumiert und sind den Verbrauchern bekannt. Trotz aller Recherchen und Tastversuche im Vorfeld der Antragstellung, sind zu Beginn des Projekts intensive Recherchen in Literatur und Praxis zu modernen Anbau- und Verarbeitungsverfahren incl. Sorten und Technologie erforderlich (Arbeitspaket (AP) 1).
Fruchtentwicklung Erdnuss
In allen drei Projektjahren werden Saatgutvermehrungen, Feldscreenings und Exaktversuche zu den wichtigsten agronomischen und technologischen Fragestellungen des Anbaus und der hofnahen Verarbeitung für die fünf Leuchtturmkulturen durchgeführt (AP 2 und 3). Da unsere Landwirte auf Grund der klimatischen Veränderungen derzeit verstärkt auf der Suche nach alternativen Kulturen sind, sollen auch weitere Kulturen im kleineren Umfang auf ihre Anbaumöglichkeit und -würdigkeit untersucht werden. Aus diesen sogenannten "Kandidatenkulturen" können – bei Aussicht auf Gelingen – weitere Leuchttürme entstehen (AP 4).
Von Anfang an muss der Anbau auch aus Sicht des Marktes, d.h. vom Konsumenten, der Verarbeiter und Vermarkter her gedacht werden. AP 5 soll deshalb Akteure der verschiedenen Glieder der Wertschöpfungskette einbinden, um deren Anforderungen an die Produkte zu berücksichtigen und um mit ihnen praxisnahe Versuche zur Verarbeitung durchzuführen. In AP 6 sind schließlich die geplanten Methoden des Wissens- und Materialtransfers beschrieben.
Ziele des Projektes
Schwarzkümmelblüten und Samenkapsel
Das Hauptziel des Vorhabens ist es, auf die aktuelle Herausforderung des Klimawandels zu reagieren und neue Möglichkeiten für die bayerische Landwirtschaft zu eröffnen. Laut Prognosen der Klimaforscher werden sich die Witterungsbedingungen in Bayern, vor allem in Nordbayern, hin zu immer wärmer und trockener werdenden Sommern verändern. Deshalb soll im Rahmen des FutureCrop-Projektes die Anbaueignung von Kulturarten untersucht werden, die aus wärmeren und trockeneren Regionen stammen und bisher noch nicht in Bayern angebaut werden.
In diesen Regionen (z.B. Südosteuropa, Indien, USA, Westafrika) gibt es bereits verbesserte Zuchtsorten dieser Kulturarten, deren Eignung für Bayern geprüft werden soll. Dies kann den Auswahl- bzw. Züchtungsprozess angepasster Sorten verkürzen, und den Landwirten schneller Zuchtsorten zur Verfügung stellen. Durch den heimischen Anbau der neuen Kulturarten in Bayern können auch Beiträge zur Versorgungssicherheit und auf Grund kurzer Transportwege zu einer CO₂-Reduktion geleistet werden. Weiterhin ermöglicht eine heimische Produktion eine bessere Kontrolle der Einhaltung erforderlicher Qualitäts- und Lebensmittelstandards.
Zusätzlich werden auch aktuelle Ernährungstrends, die ein Hauptaugenmerk auf den Konsum pflanzlicher und eiweißreicher Nahrungsmittel legen, aufgegriffen und durch die Einbeziehung der gesamten Wertschöpfungskette bedient. Das Hauptziel soll durch vier Teilziele erreicht werden:
1. Teilziel
Erdnussanbau in Reihen
Als relevante Kriterien für eine Anbauwürdigkeit dieser Kulturarten in Bayern werden Wachstums- und Entwicklungsverlauf (Temperatursummen, Lichtsummen, Tageslänge, photoperiodische Einflüsse), Erträge und Qualität des Ernteguts geprüft. Dabei werden Herkünfte und Sorten auch auf Trockentoleranz, Wassernutzungseffizienz, Hitzetoleranz sowie potenzielle Krankheiten oder Schädlinge getestet, um eine ausreichende Stresstoleranz gegenüber biotischen und abiotischen Schadeinflüssen sicher zu stellen.
Da der Anbau dieser Kulturarten in anderen Regionen bereits etabliert ist, sollen durch eine Kooperation und Austausch mit internationalen Partnern (z.B. ICRISAT in Indien oder IITA und AfricaRice in Westafrika), geeignete Sorten gefunden und bestmögliche, moderne Anbaumethoden etabliert werden. Dafür sind verschiedene Erkundungsreisen (Südosteuropa, Indien, Westafrika) geplant.
2. Teilziel
Die LfL wird mithilfe internationaler und nationaler Zusammenarbeit Sorten- und Anbauempfehlungen für die Leuchttürme für die Landwirtschaft erarbeiten
Der Anbau der Leuchttürme wird z.T. seit vielen Jahrhunderten in anderen Regionen praktiziert und war möglicherweise bereits Gegenstand von Master oder Doktorarbeiten an deutschen Universitäten. Dadurch wurden vielleicht bereits wichtige Erkenntnisse zu pflanzenbaulichen Fragen gesammelt. Unter Umständen haben auch einige Landwirte bereits erste Erfahrungen mit unseren Leuchtturmkulturen oder anderen Kandidatenkulturarten in Deutschland oder anderen europäischen Regionen gemacht. Viele dieser Erkenntnisse könnten auch für einen Anbau in Bayern von Bedeutung sein. Daher ist die Suche nach solchen Wissensquellen und ein Austausch auf nationaler und internationaler Ebene durch Korrespondenz und Erkundungsreisen ein wichtiger Baustein für den Erfolg des Projekts.
3. Teilziel
Augenbohne als wertvolle Proteinquelle
Unter der Prämisse von sich ändernden Konsumgewohnheiten, hin zu pflanzlichem Protein, gewinnen v.a. Leguminosen für die menschliche Ernährung zunehmend an Bedeutung. Die in diesem Projekt untersuchten Arten werden in Deutschland zwar konsumiert, allerdings wird die gesamte Ware bisher importiert. Das Projekt unterstützt somit die Etablierung neuer, regionaler Wertschöpfungsketten. Dabei integriert FutureCrop von Anfang an die verschiedenen Akteure entlang der Wertschöpfungskette, um praxisrelevante Parameter zu untersuchen und umgekehrt die Forschungsergebnisse möglichst schnell in die Praxis einfließen zu lassen.
4. Teilziel
Die mit den fünf Leuchttürmen etablierte Methodik, Technologie und die Netzwerke werden die Grundlage für die Einführung weiterer Kandidatenkulturarten (und für das "Boostern" vorhandener Nischenkulturen)
Die für die fünf Leuchttürme in diesem Projekt entwickelten Methoden werden sich auch als Blaupause für die Einführung weiterer neuer Kulturarten eignen. Das durch dieses Projekt generierte Wissen, kann mit geringfügigen Anpassungen dann auch für eine intensivere Prüfung der Anbauwürdigkeit z.B. der Kandidatenkulturarten (Kreuzkümmel, Perlhirse, Quinoa, Straucherbse, Mungbohne, Urdbohne) Anwendung finden.
Anforderungen
Reihenanbau Trockenreis
Die Einführung neuer Kulturarten in bestehende landwirtschaftliche Produktionssysteme stellt heutzutage eine große Herausforderung dar. Während sich z.B. die Einführung und Anpassung der aus Latein- und Südamerika stammenden Kulturen Mais und Kartoffel an unsere Landwirtschaft über Jahrhunderte hinziehen konnte und hingezogen hat, können und müssen solche Prozesse in der Gegenwart sehr viel schneller und fokussierter ablaufen und die unterschiedlichsten Aspekte der gesamten Wertschöpfungskette berücksichtigen, von mechanisierten und agro-industriellen Pflanzenbauverfahren bis hin zum marktfähigen Produkt, dass bei Verarbeitern, dem Handel und beim Konsumenten Akzeptanz findet.
Dafür gilt es die Vorteile einer vernetzten und digitalisierten Welt zu nutzen, um relevante Informationen zu Anbau und Verarbeitung aus den Ursprungsländern der neuen Kulturarten zu erhalten und die Bereitschaft des Marktes zu testen, diese Produkte aufzunehmen.
Methoden und Durchführung des Projektes
Sowohl bei den Leuchtturmkulturen als auch bei den weiteren Kandidatenkulturen gibt es moderne Produktionsverfahren in den traditionellen Ursprungsländern. Durch eine Literatur-, Akzessions- und Praxisrecherche wird eine Sichtung der verfügbaren deutschen und englischsprachigen Literatur zur Physiologie und Blühbiologie der untersuchten Kulturen sowie zu den modernen Anbau- und Aufbereitungsverfahren und Technologien in den traditionellen Produktionsländern durchgeführt. Quellen hierfür sind Journals, Leitfäden öffentlicher Stellen, Webportale von Technologieanbietern etc.
Sesam Saatgut
Die Sichtung des Saatgutmarktes und der Datenbanken von Genbanken auf moderne Sorten und Akzessionen, die potenziell für mitteleuropäische Bedingungen geeignet sind (Photoperiode, Vegetationsperiode), dient dazu geeignete Sorten und Akzessionen zu identifizieren. Für die Beschaffung von Saatgut ist u.U. eine Klärung der Saatgut-, Sortenschutz- und Saatgutverkehrsrechte (Cannabidiol, Nagoya etc.) für die untersuchten Kulturen bzw. Akzessionen erforderlich.
Durch eine Vernetzung mit Praxisanbau und Forschungseinrichtungen in Mitteleuropa (Österreich, Bulgarien, Schweiz, Italien, Ungarn u.a.) und mit traditionellen Produktionsgebieten (Indien, Iran, Ägypten, Südafrika, Westafrika, USA u.a.) sollen die Kenntnisse vertieft, Zugang zu weiteren Sorten erhalten und Kooperationen mit den Forschungseinrichten etabliert bzw. vertieft werden. Dies erfolgt virtuell und/oder durch einen Besuch der Produktions- bzw. Forschungsstandorte.
Die Meilensteine hierfür sind:
- grundlegende Informationen für Anbau und Aufbereitung werden gesammelt
- Saatgut von Akzessionen für Feldversuche oder zur eigenen Vermehrung werden beschafft
- ein theoretischer und praktischer Einblick in moderne Produktionsverfahren werden grundlegend gewonnen und ein internationales Netzwerk angelegt
Mit einer Saatgutvermehrung von Genbank-Akzessionen und einem Screening der verfügbaren Akzessionen und Sorten werden geeignete Sorten identifiziert und für Anbauversuche vermehrt.
In Labor- bzw. Gewächshausversuchen werden Temperatureffekte während der Keimung bei den vorliegenden Sorten untersucht und die kritische Tageslänge zur Blüteninduktion von Augenbohnensorten bzw. Absenken der Fruchtknoten der Erdnusssorten ermittelt.
Aussaat von Sesam am Baumannshof
Durch Anbauversuche an drei Versuchsstandorten in verschiedenen Regionen Bayerns (Baumannshof, Ruhstorf, Schwarzenau) wird verfügbares Sorten- und Genbankmaterial auf seine Eignung für einen Anbau in Bayern geprüft. Dies geschieht in Exaktversuchen mit verschiedenen ackerbaulich relevanten Fragestellungen z.B. Standortansprüche, Inokulation mit Rhizobien (Leguminosen), Saatzeiten, Maßnahmen zum Verfrühen bzw. zum Kürzen der Kulturdauer (Dämme, Folie, Saatgut vorquellen, Pflanzung von Jungpflanzen), Reihenweite, Bestandsdichte, mechanische Unkrautregulierung, Nährstoffansprüche, Bewässerung (Reis).
Die in den Anbauversuchen zu untersuchende Parameter sind:
- Verlauf der Bodentemperatur, Lufttemperatur und -feuchte im Bestand, Bodenfeuchte im Ober- und Unterboden in jedem Versuch bzw. bei den Verfrühungsversuchen in jeder Variante
- Entwicklungsverlauf: Auflaufdauer, Auflaufrate, Schossbeginn, Reihen- und Bestandsschluss, Beginn Knospenbildung/Rispenschieben und Blühbeginn, Beginn Absenken der Fruchtknoten (Erdnuss), Reifeverlauf, Termin Erntereife
- auftretende Krankheiten oder Schädlinge und entspr. Toleranzen der Sorten, Kälte- bzw. Frostverträglichkeit, Knöllchenbildung der Symbionten (Rhizobien)
- Ertrag und Ertragskomponenten, Qualitätsfraktionen (Korngrößen, Bruchkorn, Schalen-/Spelzenanteil, Kornfarbe
- Ermittlung physiologischer Kenngrößen wie Temperatursummen oder der Wassereffizienz
- Nährstoffgehalte im Ernteprodukt und in den Ernterückständen (N, P, K, Mg, Ca, S)
- Inhaltsstoffe, Geschmack, mikrobiologische Reinheit, Mykotoxine (v.a. Erdnuss)
Anbau unterschiedlicher Sorten Schwarzkümmel
In kleinerem Umfang werden auch Anbauversuche mit den Kandidatenkulturen durchgeführt, um Daten zur Entscheidung über eine weitere Bearbeitung, ihre grundsätzliche Anbaueignung und ökonomische Eckdaten zu erhalten
Mit einer Untersuchung und Erprobung verschiedener Ernte-, Nachernte- und Aufbereitungsparameter und -verfahren werden erste Empfehlungen für die Praxis zur Erlangung marktgängiger Produktqualitäten erstellt. Vor allem beim Sesam liegt hier ein Schwerpunkt um die erzielbare agronomische Leistung und somit Ökonomik der Produktion zu beurteilen.
Bei Sesam und Schwarzkümmel spielt die Produktqualität und deren Beeinflussung durch Sorte, Umwelt- und (Nach-) Erntebedingungen eine besondere Rolle:
- Farbe der Sesamsamen
- Mikrobiologische Reinheit
- Gehalt an fettem Öl bei beiden Kulturen
- Scharfstoffe und Ätherisches Öl bei Schwarzkümmel
Erdnüsse geerntet in Schwarzenau
Mit der Identifizierung der (potenziellen) Absatzkanäle und der Erwartungen der Akteure der Wertschöpfungskette (WSK) werden in Zusammenarbeit mit Verarbeitern mit Technologie im Labormaßstab für Testverarbeitung von Versuchsmustern (Kleinstchargen), (Produkt-) Anforderungen für die jeweiligen Stufen der WSK erarbeitet und bewertet und ein Netzwerk der Akteure entlang der WSK etabliert. Für die verschiedenen WSK-Stufen werden geeignete Wissenstransfer-Formen entwickelt (s.u.). Dies geschieht in einem engen Austausch mit dem Projekt "Speiseleguminosen BioBayern II“ und seinem Netzwerk.
Die Methoden für den Wissenstransfer sind vielseitig und werden auf die verschiedenen Zielgruppen zugeschnitten. Sie umfassen die Durchführung von Feldtagen, Demonstrationsveranstaltungen für und in Zusammenarbeit mit den Akteuren der WSK und Multiplikatoren (Verbände, Schulen, Presse) sowie Feld- und Versuchsführungen und Exkursionen, teils gemeinsam mit dem LfL-Institut für Agrarökologie und Biologischen Landbau-Projekt "Speiseleguminosen BioBayern II".
Weiterhin wird es den Gebrauch von gedruckten Medien geben (Kultursteckbriefe, Verarbeitungshinweise, Rezepte sowie in regelmäßigen Abständen Veröffentlichungen in der landwirtschaftlichen Fachpresse und wissenschaftlichen Zeitschriften, Pressemitteilungen und Berichterstattung in der lokalen und regionalen Presse und Medien).
Kleine Infofilme (ca. 5 Minuten Länge) über die neuen Kulturarten sollen die Landwirte über Anbau und Vermarktungsmöglichkeiten und die Verbraucher über den biologischen Nutzen und kulinarischen Mehrwert informieren.
Verkostung(en), Kochworkshop(s) und Messeauftritte (Beteiligung an LfL- oder StMELF-Stand beim Bayerische Zentral-Landwirtschaftsfest, BIOFACH – Weltleitmesse für Bio-Lebensmittel) werden teilweise in Zusammenarbeit mit dem LfL-Institut für Agrarökologie und Biologischen Landbau-Projekt "Speiseleguminosen BioBayern II" durchgeführt.
Ergebnisse
Infofolien zu den Leuchttürmen:
Weitere Informationen und Ergebnisse werden im Laufe des Projektes eingestellt.
Projektinformation
Leitung des Projekts: Dr. Klaus Fleißner mit Unterstützung von Dr. Heidi Heuberger und Maximillian Mayr, Arbeitsgruppe Kulturpflanzenvielfalt – Arznei- und Gewürzpflanzen, pflanzengenetische Ressourcen, LfL
Projektmitarbeiter: Ulla Konradl und Katharina Meyerhofer (LfL Ruhstorf), Elke Foltys (LfL Freising), Jakob Kunzelmann (LfL Schwarzenau)
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Forsten und Tourismus
Projekt Laufzeit: 01.11.2022 bis 31.12.2025
Förderkennzeichen: A/22/06