Nachhaltiges Wirtschaften durch Integration - Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

Ein Beitrag von Prof. Dr. Ulrich Schurr, Forschungszentrum Jülich

Moderne Landwirtschaft muss mit weniger Wasser und weniger Nährstoffen steigende Erträge produzieren. Wurzeln sind dabei die Organe von Pflanzen, die darüber entscheiden, wieviel Wasser und wieviele Nährstoffe aufgenommen werden können. Hierzu setzen PflanzenforscherInnen nicht-invasive (zerstörungsfrei) Methoden wie Kernspin- und Computer-Tomographie ein, wie sie aus der modernen Medizin heute nicht mehr wegzudenken sind. Diese Methoden eröffnen auch in der Pflanzenforschung neue Einblicke für WissenschaftlerInnen, ZüchterInnen und LandwirtInnen: Mit diesen modernen Methoden kann die Pflanzenforschung erstmals Wurzeln bei der Wasser- und Nährstoffaufnahme untersuchen. Gemeinsam mit ZüchterInnen und LandwirtInnen leiten wir daraus ab, welche Wurzeleigenschaften Pflanzen erlauben mit weniger Wasser und weniger Dünger auszukommen.

Aber nicht nur im Labor kommt high-tech zum Einsatz: Agro-Robotik erkennt Krankheiten noch bevor sie ausbrechen und erlaubt dann die gezielte Bekämpfung mit weniger Pflanzenschutzmitteln. Computer-gesteuert können Nutzpflanzen geschützt und gleichzeitig die Umwelt geschont werden. Dazu entwickelt das Forschungszentrum Jülich mit seinen nationalen und internationalen Partnern fahrende Roboter und fliegende Drohen und verknüpft diese mit Informationen von Flugzeugsensoren und Satelliten.

Pflanzen- und AgrarforscherInnen optimieren die Pflanzenproduktion in Hinblick auf Nachhaltigkeit, Ertrag und Qualität der Biomasse. Dies ermöglicht gesunde Lebensmittel, eröffnet aber auch neue Wege zu bio-basierten Materialien und Chemikalien. PflanzenforscherInnen arbeiten hierzu eng mit Biotechnologien, ChemikerInnen und VerfahrenstechnikerInnen zusammen, um Biomasse bereitstellen zu können, die sich optimal in Bioraffinerien aufschließen und verarbeiten lässt. Daraus werden Nahrungsmittel wie Zucker oder Öle genauso wie Fasern oder Chemikalien. Gleichzeitig müssen mineralische Nährstoffe, die über die Biomasse in die Bioraffinerie eingetragen wurden, wieder auf das Feld zurück. Diese Stoffkreisläufe sind die Grundlage für eine nachhaltige Bioökonomie der Zukunft.

Die Voraussetzungen für die Bioökonomie, wie z.B. natürliche Ressourcen, Märkte und Klima, sind in verschiedenen Regionen in Deutschland und weltweit unterschiedlich. So wird an der Küste Mecklenburg-Vorpommerns eine andere Art Bioökonomie umgesetzt werden als in Nordrhein-Westfalen oder im Alpenvorland. Im Rahmen des Strukturwandels, der gerade durch das Ende der Braunkohlenutzung angestoßen wird, wollen wir ganze Regionen von fossilen Rohstoffen auf nachhaltiges Wirtschaften durch Bioökonomie umstellen. Derzeit entstehen Modellregionen für die Bioökonomie: hier arbeiten Wissenschaft, Wirtschaft, Region und Zivilgesellschaft zusammen, um praktische Bioökonomie-Lösungen auf Basis der jeweiligen regionalen Stärken umzusetzen. Es werden Regionalstrategien entwickelt und Innovationslabors aufgebaut, in denen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft gemeinsam Lösungen erarbeiten.