Forschungsprojekte

Beschreibung:

Medizinisches Cannabis kommt inzwischen bei einer großen Bandbreite an Erkrankungen und Symptomen zum Einsatz. Cannabispflanzen enthalten mehr als 500 verschiedene Inhaltsstoffe, darunter Cannabinoide, Terpene und Flavonoide. In der Humanmedizin werden bislang in erster Linie die beiden Cannabinoide Tetrahydrocannabinol (THC) und Cannabidiol (CBD) eingesetzt. THC und CBD gehören zur Substanzklasse der Cannabinoide, von denen bereits mehr als 100 verschiedene Vertreter identifiziert wurden. Mit weiteren Inhaltsstoffen wie Cannabigerol (CBG), Cannabivarin (CBV) und Cannabinol (CBN) stehen zusätzliche Inhaltsstoffe aus der Cannabispflanze zur Verfügung, denen teilweise ein 50-faches Potenzial im Vergleich zu CBD zugesprochen wird. In diesem Zusammenhang gewinnen auch die bislang wenig beachteten Terpene, die unter anderem für den charakteristischen Geruch der Cannabissorten verantwortlich sind, an Aufmerksamkeit. Terpene haben vielfältige physiologische Wirkungen und können u.a. antimikrobiell, antiinflammatorisch und antioxidativ wirken. Die Terpengewinnung aus Cannabis zur Herstellung neuer Produkte rückt daher zunehmend in den Fokus der Industrie. Als Alternative zu den gängigen Extrationsmethoden ( z.B. CO² ) zeichnet sich eine mikrowellenunterstützte Extraktion (MAE) als mögliches Verfahren für die schonende Gewinnung aller Wirkstoffe in Cannabis ab. Die mikrowellenunterstützte Extraktion zählt zu den effizienten und umweltschonenden Methoden der Isolation von Substanzen aus Pflanzenmaterial, und wird auch als „Green Chemistry“ bezeichnet, da sie ohne den Einsatz von Lösungsmitteln auskommt. Im Rahmen des Projektes „MY-CAN“ wird die Entwicklung eines Mikrowellen-Systems der Firma MLS für eine modulare Destillation, Extraktion und Isolation verschiedener Aromen und Wirkstoffen aus Cannabis angestrebt. Außerdem werden Extrakte und Extraktionsprozesse, sowie die Isolation von Einzelsubstanzen an der Universität Hohenheim analytisch validiert.

Förderer: BMWK - Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz

Förderkennzeichen: 16KN089656

Laufzeit: 01.06.24-31.05.2027

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Ilona Szabo-Maradics

Beteiligte Einrichtungen:
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340A, Fachgebiet Pflanzenbau
MLS GmbH/MWS GmbH, Leutkirch

Entwicklung eines Verfahrens zur Feststellung möglicher Wirkzusammenhänge zwischen Cannabinoid- und TErpenprofilen aus Cannabis sativa L. als Ausgangsmaterial zur Herstellung eines Dosieraerosols (oder vergleichbare mobile Darreichungsform) als Alternative zur klassischen Administration mittels VAPorisator (TECVAP)

Beschreibung:

Ziel des Projektes TECVAP ist die Erstellung eines optimierten Wirkstoffgemisches aus Cannabinoiden und Terpenen, welches zukünftig als Ausgangsbasis zur Produktion eines zur Inhalation vorgesehenen, auf Cannabis basierenden Fertigarzneimittels zur Behandlung akuter Schmerzen und spastischer Krämpfe dient. Am Ende des Projekts soll ein Verfahren etabliert sein, welches in Kombination mit einer definierten Rohstofferzeugung Material mit charakterisierten Cannabinoid- und Terpenprofilen in ausreichender Menge und pharmazeutischer Qualität für präklinische Studien liefern kann. Pharmbiocon erforscht dabei die optimale Wirkstoffzusammensetzung. Biotesys entwickelt ein Bioassay zum Nachweis der physiologischen Wirksamkeit flüchtiger Wirkstoffkomponenten in vitro. Ziel von Valoya ist die Entwicklung spezieller Beleuchtungskonzepte zur gezielten Steuerung der gewünschten Inhaltsstoffe. Die Universität Hohenheim erarbeitet im Rahmen verschiedener Versuche die Wirkbeziehungen zwischen Beleuchtungskonzept und Nährstoffanspruch der Pflanze, der sich entsprechend der gegebenen Lichtintensität und Wellenlänge verändert. Ziel ist die Entwicklung eines Düngekonzeptes zur kontrollierten Nährstoffversorgung von Cannabispflanzen um das pflanzliche Ausgangsmaterial hinsichtlich der Gehalte der verschiedenen Cannabinoiden und Terpene zu beeinflussen und zu standardisieren.

Förderer: BMWK - Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz

Förderkennzeichen: 16KN089659

Laufzeit: 15.06.2024 - 28.02.2027

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Torsten Schober

Beteiligte Einrichtungen:
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340A, Fachgebiet Pflanzenbau
Valoya, Helsinki, Finnland
Biotesys, Esslingen, Deutschland
Pharmbiocon, Bad Endbach, Deutschland

Beschreibung:

Bis 2021 stieß die deutsche Landwirtschaft 56,3 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente aus, was 7,4 % der Gesamtemissionen des Landes entspricht. Dies unterstreicht die entscheidende Rolle der Landwirtschaft im Klimaschutz. Das Umweltbundesamt (UBA) erklärt, dass die landwirtschaftlichen Emissionen bis 2030 um mindestens 7 % sinken müssen. Daher konzentrieren sich Klimaschutzinitiativen in der Landwirtschaft und Forstwirtschaft darauf, die Produktionsemissionen zu reduzieren, die Ressourceneffizienz zu verbessern und nachhaltigere Praktiken zu übernehmen, einschließlich einer Umstellung auf pflanzenbasierte Ernährung und technologischer Fortschritte in der Pflanzenproduktion. Im Zusammenhang mit der Vermeidung von Treibhausgasen (THG) kann der Anbau von Körnerleguminosen die N2O-Emissionen aus der Düngung erheblich reduzieren, obwohl sie aufgrund fehlender Informationen über standortoptimierte Anbau-, Kulturmanagement-, Fruchtfolgeintegration und Sortenwahl nur auf 1,8 % des deutschen Ackerlandes angebaut werdenDarüber hinaus haben Körnerleguminosen wirtschaftlich Schwierigkeiten, mit anderen Kulturen zu konkurrieren, und sehen sich Herausforderungen bei der Weiterverarbeitung in der Wertschöpfungskette gegenüber. MY-BELKID zielt darauf ab, Rein- und Mischkultursysteme für Kidneybohnen und Beluga-Linsen zusammen mit verschiedenen Stützfrüchten zu entwickeln und diese Systeme in die praktische Landwirtschaft zu integrieren. Wissenschaftliche Exaktversuche an der Universität Hohenheim bearbeiten zentrale Fragen wie Sortenauswahl, Mischpartner, Mischverhältnisse, Erntetermine und deren Auswirkungen auf die Qualität der geernteten Pflanzen. Die Exaktversuche werden durch On-Farm-Versuche mit Landwirten an verschiedenen Standorten, einschließlich ökologischer Betriebe, in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner LBV Raiffeisen eG ergänzt. Darüber hinaus wird das THG-Reduktionspotenzial dieser Systeme mithilfe von Pflanzenwachstumsmodellen berechnet, die auf verschiedene Anbauszenarien angewendet werden können. Die erforderlichen Nachernteprozesse werden in Partnerschaft mit dem LBV optimiert, um die Kornqualität zu verbessern.

Die konkreten Ziele des MY-BELKID-Projekts sind:

• Entwicklung von Anbausystemen für Beluga-Linsen und Kidneybohnen mittels On-Farm-Versuchen und wissenschaftlicher Exaktversuche

• Optimierung der Mischkultur von Beluga-Linsen durch Bewertung verschiedener Mischungspartner und -verhältnisse mit Fokus auf der Minimierung von THG-Emissionen

• Nutzung prozessorientierter Pflanzenwachstumsmodelle zur Schätzung des THG-Reduktionspotenzials der verschiedenen Anbausysteme

• Entwicklung und Verfeinerung der Nachernte-Technologien

• Aufbau eines Partnerkonsortiums und Praxisnetzwerks und Entwicklung praktischer Empfehlungen für diese Kulturen in Deutschland

Förderer: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)

Förderkennzeichen: 2823KTF019

Laufzeit: 07.05.2024 - 30.04.2027

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, M.Sc. Antônia Finkler Dias Fernandes

Beteiligte Einrichtungen:
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340A, Fachgebiet Pflanzenbau
JLBV - Raiffeisen e.G. – Schrozberg

 Beschreibung:

Der voranschreitende Klimawandel erfordert eine Anpassung pflanzenbaulicher Produktionssysteme. Diese Anpassungsstrategien umfassen eine Ausdehnung des Anbaus trockenheitstoleranter Kulturen, aber auch eine verstärkte Diversifizierung bisheriger Fruchtfolgen. Die Kulturen Kichererbse, Lupine, Soja und Buchweizen weisen eine hohe Toleranz gegenüber Hitze- und Trockenstress auf und sind in der Lage zu einer weiteren Diversifizierung bestehender Fruchtfolgen beizutragen. Für diese an die Bedingungen des Klimawandels angepasste Kulturen besteht derzeit jedoch noch ein Mangel an Informationen über die bestmögliche Eingliederung dieser Pflanzen in bestehende Produktionssysteme hinsichtlich Kulturführung und Standortauswahl. Des Weiteren ist bisher unbekannt, wie sich einzelne Genotypen dieser Kulturen unter Stressbedingungen verhalten und welche Anpassungen dieser Genotypen in Zukunft nötig sein werden. Pflanzenwachstumsmodelle bieten hier eine Möglichkeit, um standortspezifische Empfehlungen abzuleiten und die Folgen des Klimawandels aufzuzeigen. Dabei berücksichtigen Pflanzenwachstumsmodelle wie das Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) die Interaktionen zwischen Genotyp, Umwelt und Bewirtschaftungsform.

Im Rahmen des MINOR+-Projektes beschäftigt sich das Julius Kühn-Institut (JKI) als Projektpartner mit den Kulturarten Soja und Lupine. An der Universität Hohenheim wird mit den Kulturen Kichererbse und Buchweizen gearbeitet.

 Methodik:

Es werden Exaktfeldversuche (bewässert und unbewässert) zur Erhebung der für das Modell benötigten Parameter über destruktive- und nicht destruktive Messungen durchgeführt. Zusätzlich zu diesen Messungen wird über Bodenfeuchtesensoren und Drohnenbilder die Wasserversorgung der Pflanzen kontinuierlich überwacht. Weitere Ertragsdaten werden über verschiedene On-Farm-Versuche in Deutschland erhoben.

Der modellbasierte Ansatz erfolgt dabei über die Erweiterung bestehender Modelle (Kichererbse und Sojabohne) um die Umweltbedingungen und Sorten deutscher Anbausysteme. Für die Kulturen Buchweizen und Lupine wird eine Parametrisierung des DSSAT-CROPGRO-Modells für diese Kulturen und jeweilige Sorten mit anschließender Modellvalidierung durchgeführt. Diese kalibrierten Modelle werden anschließend verwendet, um Anpassungsmaßnahmen beziehungsweise die Auswirkungen verschiedener Klimaszenarien anhand von Simulationen durchzuführen.

 Zielsetzung:

• Erhebung der benötigten Daten zur Erarbeitung eines Pflanzenwachstumsmodells für beide Kulturen

• Kalibration und Evaluierung von Pflanzenwachstumsmodellen für die Kulturarten Kichererbse, Lupine, Soja und Buchweizen.

• Anwendung des Modells für die Entwicklung standortspezifischer Anbauempfehlungen der Kulturen, verbunden mit einer betriebswirtschaftlichen Betrachtung.

• Praxistransfer der Modelle über Anbauberatung sowie über die DSSAT-Plattform

• Entwicklung konkreter Handlungsempfehlungen für die landwirtschaftliche Praxis, Pflanzenzüchtung und Politik

Förderer: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)

Förderkennzeichen: 2823ABS050

Laufzeit: 01.05.2024 - 30.04.2027

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dennis Gekeler

Beteiligte Einrichtungen:
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340A, Fachgebiet Pflanzenbau
Julius Kühn-Institut (JKI) | Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
Landberatung GmbH
DSSAT-Modellierungsgruppe, Florida

5G-Pilotregion zu Cloud-Infrastruktur, Smart Farming & effizienter Düngung im Landkreis Böblingen

Das Projekt befasst sich mit den Potenzialen der 5G-Anwendung im Bereich der smarten Düngung, die auf eine ressourceneffiziente, standortbezogene und bedarfsgerechte Düngung abzielt. Mit verschiedenen Sensoren werden unmittelbar vor und während des Düngevorgangs verschiedene Umwelt- und Pflanzendaten erfasst und zur Echtzeitauswertung an die Edge-Cloud, dem Kernelement der 5G-PreCiSe-Umgebung, übertragen. Unter Hinzunahme weiterer Daten aus verschiedenen Quellen wie z.B. historischen Daten etc. sowie eines Pflanzenwachstumssimulationsmodells (DDSAT) wird in der Edge-Cloud durch Steuerungsalgorithmen der N-Düngebedarf ermittelt. Um unsere Ziele zu erreichen, werden Feldversuche mit verschiedenen Düngestrategien und der damit verbundenen agronomischen Datenerhebung (z.B. Ertrag, Qualität, Umweltbelastung) angelegt. Die verschiedenen Strategien sind 1) Betriebsübliche Düngung - konventionelle Düngebedarfsermittlung, einheitlich für die gesamte Fläche. 2) Düngebedarfsermittlung mit Hilfe von Online-Sensoren. 3) Düngebedarfsermittlung unterstützt durch prozessorientiertes DSSAT-Pflanzenwachstumsmodell unter Einbeziehung historischer Felddaten. 4) Düngebedarfsermittlung mittels Echtzeit-Datenverknüpfung aller relevanten Feld- und Kulturdaten, die zum Zeitpunkt der Düngung vorliegen.

Förderer:
Bundesministerium für Digitales und Verkehr

Förderkennzeichen: 45FGU112_F

Laufzeit: 10.12.2021 - 09.10.2024

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. Sara Heshmati, Dr. Emir Memic

Beteiligte Einrichtungen:
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340A, Institut für Pflanzenbau
Landkreis Böblingen
Zentrum Digitalisierung Region Stuttgart
Hochschule Reutlingen
Herman Hollerith Zentrum
Bosch
Seeburger
Rauch
Advancing Individual Network (ain)

Deutschland versucht, eine eigene Cannabis-Produktionskette unter der Kontrolle der nationalen Cannabisagentur zu entwickeln. Es fehlt jedoch an Wissen und Erfahrungen im Bereich der Cannabisproduktion in Deutschland und die Industrie hinkt hinterher. Um den gegebenen Anforderungen einer standardisierten Cannabisproduktion gerecht zu werden, müssen sich deutsche Industrie und Forschungsorganisationen mit erfahrenen Partnern in diesem Bereich vernetzen, um bestehende Wissenslücken zu schließen.

Das internationale Forschungsnetzwerk CANNABIS-NET, dem kleine- und mittelständische Unternehmen aus Deutschland und Kanada angehören, will diese Lücke schließen und an der Etablierung eines erfolgreichen und zukunftsträchtigen Cannabismarktes in Deutschland mitwirken. Dazu entwickeln die Mitglieder innovative Technologien entlang der gesamten Wertschöpfungskette:

• Anbau- und Züchtungstechnologien

• Ernte-, Trocknungs- und Verarbeitungsverfahren

• Analyse- und Extraktionsverfahren

• Endapplikation sowie Produktentwicklung

Die Universität Hohenheim nimmt hier eine Doppelrolle ein: Durch langjährige Forschungsexpertise im Bereich der Kulturpflanzenwissenschaften sowie der Erfahrung als Mitglied mehrerer ZIM-Netzwerke verantwortet sie einerseits das Netzwerkmanagement. Andererseits setzt sie auch Forschungsprojekte, die von Netzwerkpartnern initiiert werden, um und prägt damit die Innovationskraft des Netzwerks wesentlich.

Das National Research Council of Canada Industrial Research Assistance Program (NRC IRAP) ist der internationale Koordinator für die kanadischen Unternehmen. NRC IRAP ist Kanadas führendes Innovationsförderungsprogramm für kleine und mittlere Unternehmen (KMU). NRC IRAP trägt dazu bei, das Wachstum kanadischer KMUs zu beschleunigen, und unterstützt jedes Jahr Tausende von innovativen Firmen aus allen Industriezweigen durch eine breite Palette von technischen und geschäftlichen Beratungsdiensten sowie durch finanzielle Unterstützung

Förderer:
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Förderkennzeichen: 16KN089601

Laufzeit: 01.12.2020 - 30.11.2024

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, M.Sc. Samantha Jo Grimes, M.Sc. Elisabeth Abele

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Link:
cannabis-net.com

Das Energiekonzept der Bundesregierung sieht seit Oktober 2010 einen Energiemix bei der Stromerzeugung für 2050 vor. Hierbei werden erneuerbare Energien einen Anteil von 80 % einnehmen. Jedoch sind die deutschen Stromnetze nicht flächendeckend auf den Transport des Stroms aus erneuerbaren Energien ausgelegt. Demzufolge sind große Infrastrukturmaßnahmen im Rahmen der Energiewende geplant, die mit erheblichen Einwirkungen auf das Schutzgut Boden durch die Verlegung der Kabel verbunden sein werden. In Politik, Wissenschaft und Öffentlichkeit verbleiben hinsichtlich der landwirtschaftlichen Nutzung offene Fragen zur möglichen Beeinflussung von Böden und darauf angebauten Kulturpflanzen. Hierbei gibt es keine wissenschaftlich belastbaren Aussagen zu erwartenden pflanzenbaulichen, bodenphysikalischen und betriebswirtschaftlichen Folgeschäden durch die Wärmeentwicklung der Erdkabel bzw. den baulichen Eingriff in die Böden.
Ziel des Forschungsprojektes CHARGE ist es statistisch abgesicherte Daten zum Einfluss von Erdkabeltrassen auf landwirtschaftliche Böden und Nutzpflanzen zu erheben und umfassend zu evaluieren. Dazu werden vier Versuchsfelder auf landwirtschaftlichen Praxisflächen an repräsentativen Bodenstandorten in Süddeutschland angelegt und pflanzenbaulich untersucht. Im Rahmen der Felduntersuchung werden verschiedene Methoden zum Bau von Kabelanlagen vergleichend in ihrer Auswirkung auf Veränderungen des Bodenlebens, des Bodenwasser- und Bodenlufthaushalts und der Stoffkreisläufe einschließlich der daraus resultierenden Veränderungen für die Boden-Pflanze Interaktion untersucht und deren Wirksamkeit zur Wiederherstellung der Bodenfunktion bewertet.
Aus pflanzenbaulicher Sicht steht die Frage zu Veränderungen in der Entwicklung, dem Wachstum und dem finalen Ertrag der angebauten landwirtschaftlichen Kulturpflanzen im Vordergrund.

Zusammengefasst leiten sich folgende Projektziele für die Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung ab:

• Demonstration und Untersuchung der landwirtschaftlichen Nutzbarkeit von Erdkabeltrassen.
• Erfassung und Evaluation verschiedener Einflussparameter, die maßgeblich das Pflanzenwachstum, die Pflanzenentwicklung, den Ertrag und die Qualität der angebauten Kulturpflanzen beeinflussen können.
• Simulation der erhobenen pflanzenbaulichen Daten mit dem Pflanzenwachstumsmodell zur Über-tragbarkeit der Messergebnisse auf andere Regionen und andere Szenarien wie z.B. Bodenerwärmung durch Klimawandel oder auch andere Erdkabelprojekte.

Förderer:

Das Projekt CHARGE wird aus Mitteln des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg gefördert.

Förderkennzeichen: PTKA/KIT L 75 21101

Laufzeit: 01.01.2021 - 28.02.2025

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Prof. Dr. Thilo Streck, Dr. Joachim Ingwersen, Jonas Trenz, Alexander Schade, Dr. Andreas Lehmann

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
Fachgebiet für Biogeophysik 310 d
TransnetBW: praxisnahe Bauausführung

Link:
Broschüre - Felduntersuchung zum Einfluss von Höchstspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Erdkabeln auf Böden und landwirtschaftliche Kulturpflanzen

Genotyp-zu-Phänotyp-Modellierung der Phosphataufnahme und die damit verbundene Biomasse- und Ertragsmerkmale von Mais

Beschreibung:

Phosphat ist ein wichtiger Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Die Phosphatgewinnung durch Pflanzen kann jedoch problematisch sein, da komplexe biotische und abiotische Prozesse, die die Verfügbarkeit von Phosphat im Boden beeinflussen, wie z.B. Aktivität der Wurzel, Rhizosphärenmikroflora und Saprotrophe (Hinsinger, 2011). Daher ist die geringe Pflanzenverfügbarkeit von Phosphat ein wichtiger limitierender Faktor, um in vielen Teilen der Welt optimale Erträge in der Landwirtschaft zu erzielen (Smit et al. 2009).

Es wird angenommen, dass die Wachstumsreaktionen von phosphateffizienten Maissorten mit einer dichten Wurzellänge während der frühen Entwicklung zusammenhängen, wodurch das Wachstum der Blattfläche unterstützt wird. Dadurch kann mehr Strahlung aufgenommen und die Biomasse- und Getreideerträge verbessert werden. Diese physiologischen Zusammenhänge können in Pflanzenwachstumsmodelle integriert werden, die die Umweltbedingungen (Wetter und Boden) und die Genotypmerkmale berücksichtigen. Schließlich lassen sich die leistungsfähigsten Kombinationen von Pflanzengenetik und Managementsystemen identifizieren, die die Phosphatnutzungseffizienz (PUE) in Silage- und Körnermaisanbausystemen optimieren. Wir werden ein Modell für die Bewertung einer Reihe von Phosphatdüngungs- und Bodenmanagementstrategien unter Berücksichtigung verschiedener Maisgenotypen entwickeln, um das Ideosystem (Genetik * Pflanzenschutz + Umwelt) zu identifizieren, das die Phosphatgewinnung durch Pflanzen maximiert. Basierend auf der Genotyp-zu-Phänotyp-Modellierung können überlegene Kombinationen von Pflanzengenetik und Managementsystemen identifiziert werden, die die PUE in maisbasierten Anbausystemen in verschiedenen Umgebungen optimieren.

Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Förderkennzeichen: DFG 328017493/GRK 2366

Laufzeit: 01.10.2018 - 2027

Beteiligte Personen:

Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger (340), Dr. sc. Sebastian Munz (340), Filippo Abele (340), Internationales Graduiertenkolleg (763)

Beteiligte Einrichtungen:

Internationales Graduiertenkolleg "AMAIZE-P: Anpassung von Mais-basierten landwirtschaftlichen Produktionssystemen zu Nahrungsmittel-, Futter- und Biomasseerzeugung an begrenzte Phosphatvorräte"

Link

Ziel des Projektes Bio-Fiber ist die Entwicklung biobasierter, funktionaler Faserverbundmaterialien und Naturfaser/Biopolymer-Granulate in Form von Filamenten und Halbzeugen für den 3D-Druck aus in Baden-Württemberg angebautem Winterhanf entlang der Wertschöpfungskette. Damit sollen die Anbaufläche von Winterhanf und die Rohstoffverfügbarkeit für die relevanten Industriezweige erhöht und Marktpotenziale durch die Schaffung neuer Anwendungsmöglichkeiten für Hanffasern erschlossen werden. Unter Einbeziehung der wissenschaftlichen Begleitforschung wird das Anbausystem für Winterhanf in Baden-Württemberg getestet und entwickelt. Dazu werden wissenschaftliche Exaktversuche an der Universität Hohenheim durchgeführt und gezielte Fragestellungen wie Sortenwahl, Saattermin, Reihenabstand, Erntetermin, C-Speicherung und ihre Einflussnahme auf die resultierende Faserqualität adressiert. Zur Bestimmung der Faserqualität werden innovative spektrale Messmethoden basierend auf bildgebenden Ramantechnologien entwickelt, die zu verschiedenen Zeitpunkten in der Prozesskette die Faserqualität nicht-destruktiv bestimmen können. Zur Einflussnahme auf die Faserqualität unter feuchten Erntebedingungen im Winter wird ein wärmepumpengesteuertes, energieeffizientes Trocknungsverfahren entwickelt, welches entsprechend den technologischen Anforderungen der weiterverarbeitenden Industrie Einfluss auf die Faserqualität nimmt. Aus den gewonnen Fasern soll ein Bioverbundwerkstoff hergestellt werden, der eine umweltschonende und wettbewerbsfähige Herstellung von z.B. Leichtbauprofilen ermöglicht. Auf dem Gebiet der Biopolymere konzentriert sich das Projekt auf die Entwicklung naturfaserverstärkter bio-basierter Granulate aus den Winterhanffasern für die industrielle Anwendung im 3D-Druck, der eine größere Flexibilität in Design, Rohstoffanwendung und finalem Anwendungsgebiet von der Medizintechnik bis hin zur Autoindustrie eröffnet. Der Marktbedarf und die technologischen Anforderungen werden in direktem Austausch mit Verarbeitern und Endproduktherstellern geklärt und den Akteuren der Wertschöpfungskette abschließend zur Verfügung gestellt.

Förderer:
Bioökonomie Innovations- und Investitionsprogramm für den Ländlichen Raum (BIPL BW)
Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR)

Förderkennzeichen: 

Laufzeit: 01.09.2022 - 31.08.2024

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, M.Sc. Florian Thibaut

Beteiligte Einrichtungen:
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340A, Institut für Pflanzenbau
Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf
Dipl. Ing. Brecht GmbH Wannenweil
Process & Drying GmbH Leutkirch

Oberstes Gesamtziel des Projekts WATER ist die Entwicklung eines ressourcenschonenden, standardisierten und resilienten Komplettsystems, bestehend aus ertrag- und cannabinoidreichen Genetiken (einschließlich Autoflowering), ecotube-Unterflurbewässerung, Nano-Düngung und Stresskit. Das Komplettsystem ermöglicht den Cannabisanbau sowohl im kontrollierten Gewächshausanbau, in Outdoorfolientunnels und im Topf für den Heimanbau. ecotube Germany entwickelt ein Unterflurbewässerungssystem, das variierenden, genetikspezifischen Wasser- und Nährstoffansprüchen gerecht wird und die Möglichkeit beinhaltet die Wurzelzone zu belüften, B+H Solutions entwickelt ein Dünge-Konzept auf Basis von Nanometallen,  BexBioTec entwickelt ein Cannabis Stresstest Kit bestehend aus Antigenschnelltest und Probenahmekit zur Erfassung des Stresszustandes der Pflanze, die Uni Hohenheim entwickelt ein Gewächshaus- und Outdoortunnelanbausystemen unter Einsatz von ecotube-Unterflurbewässerung und Nanodünger und klärt die Wirkbeziehungen zu Genetiken, Ertrag, Inhaltsstoffen .

Förderer: BMWK - Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz

Förderkennzeichen: 16KN089653

Laufzeit: 01.11.2023 - 31.10.2026

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Christian Büser

Beteiligte Einrichtungen:
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340A, Institut für Pflanzenbau
B+H Solutions GmbH, Remshalden
Bex-Biotec GmbH & Co. KG, Coesfeld
EcoTube Germany GmbH, Dummerstorf

Ein wichtiges Ziel beim Cannabisanbau ist es, neben hohen Erträgen, einheitliche Pflanzen mit entsprechender pharmazeutischer Qualität zu generieren. So wie bei allen biologischen Systemen hängen die Merkmalsausprägung (Phänotyp) und somit die Qualitätseigenschaften neben dem Faktor Genotyp vor allem von Umweltparametern ab. Wesentliche Umweltfaktoren, die das Pflanzenwachstum beeinflussen, sind: Lichtquantität, Lichtqualität, Beleuchtungsdauer (Photoperiode), Kultursubstrat, Wasser- und Nährstoffangebot, CO2-Konzentration der Luft, Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Die Steuerung dieser Einflüsse erfolgt bislang unabhängig voneinander und basiert auf Erfahrungswerten der Produzenten, was nicht unmittelbar eine gleichbleibende, standardisierte Qualität von Charge zu Charge sicherstellt. Um die gesetzlichen Auflagen in der Cannabisproduktion zu erfüllen müssen Produzenten ihre Produktionssysteme so gestalten, dass durch den Einsatz entsprechender Technologien und Verfahren die Produktion eines standardisierten Rohstoffs gewährleistet werden kann.

Zielsetzung des vorliegenden Projektes ist es, ein Verfahren unter Verwendung von innovativer Substrat- und Phytomonitoringtechnik zu entwickeln, welches die notwendige ganzheitliche Steuerung des Wachstums von Cannabis unter kontrollierten Bedingungen zur Gewinnung eines standardisierten Rohstoffs für medizinische Endprodukte ermöglicht. Der gewählte Lösungsansatz für die notwendige Steuerung der Wachstums- und Entwicklungsbedingungen fokussiert auf der bestmöglichen Wasser- und Nährstoffversorgung und damit einhergehend auf einer höchstmöglichen Automatisierung dieser relevanten Inputfaktoren für das Wachstum von Cannabis. Dies beinhaltet die Entwicklung innovativer Kultursubstrate für Cannabis, welche an die variierenden Anforderungen der Pflanze in den unterschiedlichen Entwicklungsstadien angepasst werden. Gleichzeitig soll eine Pflanze-Boden Monitoring-Einheit entwickelt werden, die zu jeder Zeit den Ist-Zustand der Pflanze überwacht, woraus sich Handlungsempfehlungen für den Produzenten in Bezug auf die Anpassung der Umweltfaktoren ableiten lassen. Die gewonnenen Daten werden verwendet um ein prozess-orientiertes Pflanzenwachstumsmodell für Cannabis zu erstellen, welches die Reaktion der Pflanze auf veränderte Umweltparameter beschreiben und vorhersagen kann.

Förderer:

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Förderkennzeichen: 

Laufzeit: 01.10.2020 - 31.11.2023

Beteiligte Personen: 

Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, M.Sc. Achim Präger, M.Sc. Torsten Schober

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
Klasmann - Deilmann GmbH
STEP Systems GmbH

Das Pojekt zielt auf die Etablierung und Erprobung des Buchweizenanbaus in der landwirtschaftlichen Praxis in Form von On-Farm Versuchen unter Einbindung von Landwirten ab. Im Rahmen von On-Farm Versuchen sollen in verschiedenen Anbauregionen in Baden-Württemberg die Vielfalt der Bestäuber und anderer nützlicher Insekten in Buchweizenbeständen erfasst und somit der Beitrag zur Biodiversität in der Interaktion mit der jeweiligen Bewirtschaftungsweise und Umwelt ermittelt werden. Für den Aufbau der On-Farm-Versuche werden verschiedene Landwirte an unterschiedlichen Standorten in Baden-Württemberg für zwei Jahre an den Versuchen teilnehmen. Die Auswahl, Koordination und Abstimmung des Anbaus erfolgt in enger Kooperation mit der LBV Schrozberg. Hierzu werden zum einen auf geplanten Versuchfeldern (On-farm + Exaktversuch) die Vielfalt und Abundanz von Insekten in regelmäßigen Zeitabständen während der Blühphase in den geplanten zwei Versuchsjahren erfasst. Hierzu ist eine Zusammenarbeit mit dem Julius Kühn-Institut (Leitung Fachgebiet Nützlinge & Funktionelle Biodiversität) und dem Kompetenzzentrum Biodiversität und integrativeTaxonomie (KomBioTa) der Universität Hohenheim geplant. Zum anderen werden Managementdaten sowie Daten zum Ertrag und der Kornqualität in den On-Farm-Versuchen und im wissenschaftlichen Exaktversuch durch die Universität Hoheheim erhoben und ausgewertet, um die Kriterien für eine spätere Weiterverarbeitung zu Backwaren (LBV Schrozberg) laboranalytisch zu erfassen. Durch das vorhandene Netzwerk vom Landwirt, Aufbereiter, Verarbeiter, Bäckereien und EDEKA hat die LBV eine ausgezeichnete Basis für eine durchgängige regionale Wertschöpfungskette. Dies ermöglicht des Weiteren die Prüfung der Kennzeichnung regional und „biodiversitätsfreundlich“ hergestellter Produkte sowie der Akzeptanz in der Bevölkerung.

Förderer:
Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR)

Förderkennzeichen: 1212-8830.82-01

Laufzeit: 01.12.2022 - 30.11.2024

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. Meylin Terrel Gutierrez, Dr. Samantha Jo Grimes

Beteiligte Einrichtungen:
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340A, Institut für Pflanzenbau
LBV - Raiffeisen e.G. Schrozberg
Julius Kühn-Institut, Institut für Biologischen Pflanzenschutz, Fachgebiet Nützlinge & Funktionelle Biodiversität
Kompetenzzentrum Biodiversität und integrative Taxonomie (KomBioTa)

DiWenkLa - Teilprojekt 9 - behandelt den Einsatz modell-gestützter Entscheidungshilfen zur Bemessung der N-Düngung.
Die kleinstrukturierte Landwirtschaft im Südwesten Deutschlands erschwert die Einführung von Smart Farming. Für diese Betriebsstrukturen ist die Verfügbarkeit digitaler Entscheidungshilfen hochrelevant. Sie geben schlagspezifische und zeitnahe Empfehlungen für ein Düngemanagement entsprechend bestehender Verordnungen und aufgrund der Ertrags- und Qualitätserwartung. Ziel des Teilprojektes ist die Konzeption eines integrativen Ansatzes, der ein in der Praxis anwendbares, umfassendes Informations- und Entscheidungssystem unter Berücksichtigung der Variabilität biotischer und abiotischer Faktoren erarbeitet.

Methodik:
Erhebung von feld- und pflanzen-spezifischen Daten verschiedener landwirtschaftlicher Betriebe; Integration von feld- und pflanzen-spezifischen Informationen in die Umgebung des Pflanzenmodells;  Untersuchung der feldspezifischen N-Düngung Applikationsraten im Kontext der konventionellen landwirtschaftlichen Praxis; Kopplung satellitengestützter und sensor-/drohnengestützter Informationen über die Pflanzenentwicklung während der Saison, um genaue modellgestützte Ertragsvorhersagen auf der Grundlage unterschiedlicher N-Düngung Ausbringmengen zu erhalten.

Zielsetzung:
Vollständige Automatisierung des wöchentlichen Satellitenbild-Vegetationsfortschrittsindex mit täglicher Pflanzenmodell-Simulation;  Untersuchung der Ertragsvariabilität im Feld und der Ursachen der Variabilität (modellgestützte Bodencharakterisierung) (Ziel ist es, eine problembasierte Software-Lösung für diese Aufgabe zu entwickeln); Untersuchung des potentiellen Einflusses der geteilten N-Ausbringungsmengen während der Vegetation zur Erzielung höherer Erträge; Erweiterung der datenspezifischen N-Düngungsempfehlungen auf kleinere teilflächenspezifische Anwendungseinheiten (räumliche Variabilität N Managementpotenzial); Entwicklung von Optimierungswerkzeugen zur Berechnung feld- und standortspezifischer N-Anwendungsraten mit wirtschaftlicher Optimierung (Kostenminimierung).

Förderer:
Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft,
PTBLE,
Ministerium für Landlichen Raum und Verbraucherschutz

Fördernenzeichen: 28DE106A18

Laufzeit: 02.03.20 - 28.05.2025

Beteiligte Personen:
Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, Emir Memic

Beteiligte Einrichtungen:
340 AG

Link:
https://diwenkla.uni-hohenheim.de/
https://www.facebook.com/Diwenkla-111710137269144/

Hanf ist ein Paradebeispiel für eine „Multipurpose-Pflanzen“ und eignet sich aufgrund seiner Vielseitigkeit und der Möglichkeit, die ganze Pflanze (Körner, Blätter, Blüten, Stängel, Wurzel) zu nutzen, hervorragend für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft im Kontext der Bioökonomie. Hanf wurde jahrhundertelang in Deutschland zur Faser-, Nahrungsmittel-, Ölgewinnung sowie als Medizinprodukt kultiviert. Das Interesse an Hanf für eine Reihe von industriellen Anwendungen hat in den letzten Jahren aufgrund der überlegenen Qualität seiner Fasern in einer Reihe von industriellen Anwendungen zugenommen. Zusätzlich zu den Fasern liefert Hanf auch hochwertige Samen und Phytocannabinoide mit sich entwickelnden Märkten für Öle und pflanzliche Proteine. Im Rahmen dieser Prozesse fallen eine Reihe von Nebenprodukten an, die bislang keiner Verwertung zugeführt werden

Ziel von MULTIHEMP ist, Hanf und Nebenprodukte der Hanf-Faser-Herstellung als Ausgangsmaterial im Kontext einer Bioraffinerie zu nutzen. Das Projektziel beinhaltet eine landwirtschaftliche Bioraffinerie, die lokal erzeugte Biomasse in Plattformchemikalien, Lignin, Cellulose, Phytocannabinoide, Öle und Proteine umwandelt und somit die vollumfängliche Nutzung der Hanfpflanze demonstriert. Aus dem gewonnenen lignozellulosereichem Material können Hydroxymethylfurfural (HMF), Furfural (Fu) und Lignin erzeugt werden. Aus HMF können Polyester wie PEF (Polyethylendicarboxyfuranoat) für Verpackungen oder Fasern hergestellt werden. HMF selbst kann, wie auch Fu, als Ersatz für Formaldehyd in Harzen, z.B. für Spanplatten, Polyamide wie Nylon 6 und Nylon 6,6, oder als Zusatz in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie dienen. Lignin kann als Füllmaterial zu Harzen zugesetzt werden, oder zu Phenolen gespalten werden, um damit selbst zu Bestandteilen von Harzen werden. Eine andere Anwendung ist die Umwandlung zu hochwertigen Kohlenstoffmaterialien für Elektroden und Superkondensatoren. Über die Einbindung zweier mittelständiger Unternehmen sollen hierbei die Prozesse zur Bearbeitung und Gewinnung von Cellulose Lignin mittels Mikrowellen-Technik sowie die Gewinnung von Plattformchemikalien mittels Bioraffinerie einschließlich der notwendigen analytischen Methoden entwickelt und optimiert werden. Aus den gewonnenen Plattformchemikalien erfolgt die Entwicklung und Erzeugung thermoplastischer Biopolymere, die zu faserverstärkten/ faserbasierten Werkstoffen weiterentwickelt werden. Aus diesen biopolymeren Werkstoffen können denen neue biobasierte, abbaubare Materialien für unterschiedliche Endanwendungen gewonnen werden. Hierzu werden die Verarbeitungsdaten und Parameter zur Herstellung der neuen Werkstoffe erfasst und zur Prozessoptimierung herangezogen. Das industrielle Upscaling der entwickelten Methoden und Werkstoffe kann durch die beteiligten Unternehmen sowie durch die an der Universität Hohenheim vorhandene Technikumsanlage aufgezeigt werden. Es wird erwartet, dass die entwickelten Materialien einen deutlich verbesserten ökologischen Fußabdruck gegenüber herkömmlichen Werkstoffen aufzeigen, da regionale Rohstoffe und Nebenprodukte aus Hanf gewonnen und verwendet werden.

Förderer:
Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR)

Förderkennzeichen: 

Laufzeit: 01.12.2021 - 30.06.2024

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. Lisa Burgel

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung  (340AG), Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Das Ziel des Projektes ist, das Anbaupotenzial von bisher in Baden-Württemberg nur selten angebauten Kichererbsen gemeinsam mit Erzeugern, Verarbeitern und dem Handel entlang der Wertschöpfungskette zu entwickeln. Damit sollen die Anbaufläche und die Marktversorgung mit regional erzeugten proteinreichen pflanzlichen Produkten erhöht und neue Marktpotenziale erschlossen werden. Unter Einbeziehung der wissenschaftlichen Begleitforschung werden gemeinsam mit landwirtschaftlichen Pilotbetrieben in Baden-Württemberg Anbausysteme für Kichererbsen entwickelt. Dazu werden auf landwirtschaftlichen Betrieben an verschiedenen pedo-klimatischen Standorten On-farm Versuche sowie wissenschaftliche Exaktversuche an der Universität Hohenheim durchgeführt und gezielte Fragestellungen wie Sortenwahl, Saattermin, Saatstärke, Rhizobienimpfung, Abreife, Unkraut- und Krankheitsmanagement adressiert. Des Weiteren werden bisherige Anbauerfahrungen mit Kichererbsen in Deutschland und anderen Ländern gesammelt, dokumentiert und die Übertragbarkeit auf baden-württembergische Verhältnisse evaluiert. In den On-farm Versuchen gilt es gemeinsam mit der wissenschaftlichen Begleitforschung zudem Fragestellungen zu erforderlichen züchterischen Anpassung des bislang verfügbaren Kichererbsensortiments, sowie der weiteren Verarbeitung (Trocknung, Aufbereitung und Sorteneignung für verschiedene Endprodukte) zu klären. Der Marktbedarf und die Qualitätsanforderungen entlang der Wertschöpfungskette werden in direktem Austausch mit Verarbeitern und (Erfassungs-)Handel geklärt und den Akteuren der Wertschöpfungskette abschließend zur Verfügung gestellt.

Förderer:
Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR)

Förderkennzeichen: 

Laufzeit: 01.07.2022 - 31.12.2024

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. Volker Hahn, Dr. Meylin Terrel Gutierrez

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung  (340AG), Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
LBV - Raiffeisen e.G. - Schrozberg
Föhr Event Hangar RV GmbH
Nothwang GmbH & Co. KG
Edeka Südwest Handelsgesellschaft Südwest mbh

Auszeichnung:
Kichererbsenprojekt erhält die Auszeichnung FAIRE Partner 2023 und erzielt den 1. Platz in der Kategorie „Alternative Konzepte“. Die Auszeichnung erkennt die herausragenden Leistungen der partnerschaftlichen Zusammenarbeit zwischen LBV, Landwirten, Verarbeitern, Vermarktern und wissenschaftlicher Begleitforschung an.
Artikel "Erfolgreich mit Kichererbsen" TopAgrar 10/2023

Beschreibung:

Möhren sind das bedeutsamste Freilandgemüse der Deutschen Landwirtschaft und der Anteil Bio-Möhren ist mit 20 % überdurchschnittlich hoch. Im Handel werden Möhren ganzjährig als Frisch- und Lagerware sowie in Form verarbeiteter Produkte angeboten. Möhrensaft zählt dabei zu den wichtigsten Verarbeitungsprodukten. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist es, die Qualität von Bio-Möhren als Frischware sowie verarbeitet zu Möhrensaft umfassend zu beschreiben und zu steigern. Dabei soll der Einfluss der Sorte, des Anbaustandorts, des Verarbeitungsverfahrens und der Saftlagerung auf die Qualität des Endprodukts untersucht werden. Für Konsumenten von Öko-Produkten sind guter Geschmack, Wohlbefinden und Gesundheitswirkung wichtige Kaufmotive. Im Vorhaben werden die von Verbraucherseite formulierten Qualitätserwartungen durch Anwendung verschiedener sich ergänzender Untersuchungsmethoden berücksichtigt. Weiteres Ziel des Vorhabens ist, die Bildschaffende Methode Kupferchlorid-Kristallisation, die zur Untersuchung von Lebensmittelqualität eingesetzt wird, weiterzuentwickeln sowie den Wirkmechanismus anhand von Markersubstanzen zu untersuchen.

Arbeitsplan:

Ökologisch gezüchtete, samenfeste Verarbeitungssorten von Möhren werden im Vergleich zu konventionellen Referenzsorten in zweiortigen Anbauversuchen zweijährig agronomisch und qualitativ geprüft. Parallel dazu werden die Sorten zwecks industrielle Verarbeitung zu Saft auf einem zertifiziert ökologisch arbeitenden Praxisbetrieb großflächig angebaut. Der beteiligte Wirtschaftspartner verarbeitet im ersten Projektjahr (2020) alle Sorten mit einem praxisüblichen Verfahren zu Saft. Im zweiten Projektjahr liegt der Schwerpunkt auf dem Vergleich verschieden intensiver Pressverfahren (schonend, praxisüblich, starke beanspruchend) sowie der Saftlagerung in Tanks und Flaschen. Beide Versuchsfragen (Pressverfahren, Saftlagerung) werden 2021/22 an einem reduzierten Sortenspektrum geprüft. Es werden umfangreiche Qualitätsuntersuchungen an den frischen Möhren aus Versuchs- und Praxisanbau sowie an Saftproben aus den verschiedenen Verarbeitungsverfahren und der Tank-/Flaschenlagerung durchgeführt. Mittels klassischer Inhaltsstoffanalysen wird der Gesundheitswert bestimmt. Sensorische Untersuchungen geben Aufschluss über den Geschmack. Die Bilder der Kupferchloridkristallisation beschreiben vergleichend die „ganzheitliche Qualität“. Und mit dem EmpathicFoodTest werden Lebensmittelinduzierte Emotionen abgefragt. Aus den zusammengeführten und ausgewerteten Ergebnissen werden Handlungsempfehlungen für die Praxis abgeleitet.

 Ergebnisverwertung:

Nach Abschluss des Projektes liegen zu allen untersuchten Möhrensorten umfangreiche agronomische und qualitative Beschreibungen der Frischware vor. Auch die Eignung der Sorten hinsichtlich Verarbeitung zu Saft und dessen Lagerung sind bekannt. Darüber hinaus existieren Erkenntnisse über den Einfluss verschieden intensiver Saftverfahren sowie der Saftlagerung in Tanks und Flaschen auf die Qualität des Endprodukts. Durch die Beteiligung der Wirtschaftspartner können die gewonnenen Erkenntnisse unmittelbar in die Bio-Möhrensaftherstellung einfließen. Die Saftqualität kann durch gezielte Sortenwahl und Anpassung des Verarbeitungsverfahrens und der Saftlagerung optimiert werden. Die Züchterorganisation Kultursaat wird die Projektergebnisse nutzen, um Möhrensorten spezieller beschreiben und empfehlen zu können. Darüber hinaus sollen die Ergebnisse an Kultursaat-Züchter sowie (Vertriebs-)Partner und Sortennutzer weitergegeben werden. Die interessierte Öffentlichkeit soll durch einen Workshop auf der Fachmesse BioFach in Nürnberg über die Resultate des Projektes informiert werden.

Förderer:

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)

Förderkennzeichen: 2819OE079

Laufzeit: 01.06.2020 - 14.04.2024

Beteiligte Personen: 

M.Sc. Marlene Fuchs, Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Michael Fleck

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
Kultursaat e.V.
Voelkl
GESA/Beutelsbacher
Zentrum für Ökologischen Landbau (ZÖLUH)

Link: https://eatmore.uni-hohenheim.de

Beschreibung:

Die für die Landwirtschaft zur Verfügung stehenden Flächen sind begrenzt und nehmen aufgrund von Bodenerosion oder Versalzung drastisch ab. Mit den Auswirkungen des Klimawandels steigt auch das Risiko von Ernteausfällen durch Wetterextreme wie Überschwemmungen und anhaltende Trockenperioden. Die heutige konventionelle Agrarproduktion steht dabei als Mitverursacher des Klimawandels im Zentrum der Betrachtungen, nicht nur durch ihre beträchtlichen Treibhausgas-Emissionen, sondern auch aufgrund ihres hohen Ressourcen- und Flächenverbrauchs.
Die Agrarproduktion momentan besitzt jedoch ein sehr großes Potenzial in Sachen Klimaschutz und Ernährungssicherung. Aktuell wird als alternative Strategie zur Reduzierung des Pestizideinsatzes in Anbausystemen eine Veränderung der Bestandesarchitektur diskutiert. Insbesondere bei Mais- und Sojaanbausystemen durch Gleichstandsaat möglicherweise positive Effekte wie beispielsweise geringere Bodenerosion oder höhere Wasserhaltekapazität der Böden erzielt werden. Darüber hinaus wird die Unkrautentwicklung durch früheren Blattkronenschluss unterdrückt. Das Ausmaß der Unkrautunterdrückung wird dabei wesentlich von der Pflanzengeometrie und die Architektur der wachsenden Sorte bestimmt. Je nach Sorte entwickeln sich verschiedene Phänotypen als Reaktion auf die Pflanzengeometrie. Das Hauptziel des Projekts ist daher, zu untersuchen, ob und wie Änderungen in der Blattarchitektur von Silomais und Sojabohnen durch Gleichstandsaat zur Unterdrückung von Unkraut in NOcsPS-Anbausystemen beitragen. Untersucht werden die Auswirkungen auf Morphologie, Physiologie und Phänologie sowohl der Kulturen als auch der Sorten.

Förderer:  Bundesministerium für Bildung und Forschung

Förderkennzeichen: 

Laufzeit: 01.05.2020 - 30.04.2028

Beteiligte Personen: Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. Sebastian Munz, M.Sc. Dina Otto

Beteiligte Einrichtungen: Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Link: Agrarsysteme der Zukunft

GENCAN - Entwicklung einer Cannabis GENetik mit Indoor-Anbausystem und einer CANnabis Nanoformulierung

Beschreibung:

In Deutschland leiden bis zu 5% der Bevölkerung an neuropathischen Schmerzen. Neuropathische Schmerzen werden mit Antidepressiva und Antiepileptika behandelt. Cannabis Sativa L. könnte als wirkungsvolle Alternative bei Patienten mit neuropathischen Schmerzen eingesetzt werden. Ein Cannabismedikament für die Indikation neuropathische Schmerzen ist in Deutschland jedoch nicht zugelassen. Zur Generierung des Rohstoffs für das Medikament ist jedoch die Entwicklung der Wirkzusammenhänge zwischen der Genetik und einem Indoor-Anbausystem zur Erzielung eines CBD-reichen Ausgangsrohstoffs erforderlich. Hierzu ist es u.a. erforderlich die schwankenden Gehalte der Hauptwirkstoffe (THC, CBD) bzw. der weiteren Cannabinoide in den bislang verfügbaren Genetiken zu standardisieren und die Interaktionen zwischen Genetik und Umweltfaktoren im Hinblick auf die Cannabinoidgehalte zu klären.

Förderer:    ZIM – Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Förderkennzeichen: 16KN089622

Laufzeit: 01.12.2019 - 31.10.2022

Beteiligte Personen: M. Sc. Danilo Crispim Massuela,  Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger

Beteiligte Einrichtungen: Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Die steigende Weltbevölkerung, Urbanisierung sowie das wachsende Einkommensniveau führen zu einer steigenden globalen Nachfrage nach Fleisch und tierischen Lebensmitteln. Allerdings werden die derzeit üblichen Ernährungsgewohnheiten als nicht gesund und die Produktionsmuster als nicht nachhaltig angesehen. Eine globale Ernährungsumstellung mit einer Steigerung der Aufnahme pflanzlicher Lebensmittel anstelle von tierischen wird als Schlüssel zur Verbesserung der menschlichen sowie der planetaren Gesundheit angesehen. Übergeordnetes Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung innovativer Verfahren und Technologien für die Produktion proteinreicher, gesunder Lebensmittel aus regional angebautem Hanf. Im Rahmen des Projektes werden in Zusammenarbeit mit Landwirten, regionalen Verarbeitern, Vertretern der Gastronomie und des Lebensmitteleinzelhandels (LEH) in Baden-Württemberg innovative Lebensmittel auf Basis von Hanfprotein entwickelt und als regionale Produkte im Einzelhandel für den Endverbraucher verfügbar gemacht. Der Markt für Fleischersatzprodukte ist noch relativ klein, wird aber in Zukunft stark wachsen. Europa führt den Markt für Fleischersatzprodukte weltweit an, mit einem Anteil von 40 % am Gesamtmarkt, der Prognosen zufolge im Jahr 2025 2,4 Mrd. € erreichen wird. Während Tofu, Tempeh, Seitan texturierte pflanzliche Proteine als typische Fleischersatzprodukte auf dem Markt sind, zeichnet sich Hanfprotein durch eine wünschenswerte, zähe, fleischähnliche Textur aus. Als Hanfproteine werden mehrere Proteintypen bezeichnet, die in der Hanfpflanze vorkommen, eine hohe biologische Wertigkeit aufweisen und aus 23 essentiellen Aminosäuren aufgebaut sind. Im Gegensatz zu Fleischersatzprodukten aus importierten Sojabohnen ermöglichen Fleischersatzprodukte auf Hanfproteinbasis die nachhaltigen Vorteile von Produkten auf Pflanzenbasis vollständig zu nutzen. Das Projekt trägt daher dazu bei, die starke Nachfrage nach hochwertigen, protein-basierten, regional erzeugten Lebensmitteln zu erfüllen, nachhaltige Ernährungskonzepte zu entwickeln, die Selbstversorgungsfähigkeit der Bevölkerung in Baden-Württemberg zu steigern und im Bereich Landwirtschaft und Lebensmittelerzeugung entlang der Wertschöpfungskette in verschiedenen Sektoren zukunftsfähige Arbeitsplätze zu schaffen.

Förderer:
Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR)

Förderkennzeichen: BWIN 110032

Laufzeit: 01.07.2021 - 31.12.2022

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. Cinzia Piatti, Dr. Forough Khajehei

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
Signature Products GmbH

Link:
Fachbeitrag:  Alternatives Lebensmittel? Hanf: Regionales Superfood und wertvolle Proteinquelle - Bioökonomie BW

Pharmazeutische Wirkstoffe auf pflanzlicher Basis wurden bisher als frische, getrocknete oder verarbeitete Pflanzen konsumiert. Das Endergebnis ist ein aus Pflanzen gewonnener oder synthetisch hergestellter Wirkstoff zur Heilung von Krankheiten. Die Qualität und Stabilität dieser Wirkstoffe ist entscheidend für die korrekte und sichere Dosierung des Medikaments. Dies ist eine Herausforderung, da die Pflanzen stark von ihrer Wachstumsumgebung beeinflusst werden. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Verbesserung der Verwendung von Cannabis als pflanzliches Rohmaterial für hochwertige pharmazeutische Produkte. Die zu lösenden technischen Herausforderungen beziehen sich auf das Lichtspektrum (die Farbe des Lichts), die Lichtverteilung, die Langlebigkeit, die Stabilität des Lichts sowie darauf, Cannabissorten zu finden, die einen hohen Gehalt an den gewünschten Wirkstoffen für das pharmazeutische Endprodukt liefern

Ziel des Projektes ist es, eine LST-Methode (Low Stress Training) zu entwickeln, die den Terpengehalt im Pflanzenmaterial erhöht, während gleichzeitig ein hoher CBD-Gehalt gewährleistet wird.

Förderer:

 Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Förderkennzeichen: 

Laufzeit: 01.09.2020 - 31.09.2023

Beteiligte Personen: 

Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Philipp Reichel

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Beschreibung:

Cannabis sativa L. ist eine der ältesten Nutzpflanzen, die als Fasern, Nahrungsmittel und Medikamente verwendet wird. Cannabis ist durch das psychoaktiv wirkende THC bekannt. Das therapeutische Potenzial von medizinischem Cannabis (THC < 0,2%) ist jedoch aufgrund von nicht-psychoaktiven Verbindungen wie den Cannabinoiden, Terpenen und Flavonoiden wesentlich vielfältiger. Der Begriff "Entourage-Effekt" bezieht sich auf die therapeutische Wirkung aufgrund der Interaktion dieser Substanzen, die anstelle einer einzelnen Verbindung synergistisch wirken.

Ziel des Projekts ist, die Entwicklung und Optimierung eines Selektionsschemas für die Selektion von Genotypen auf der Grundlage des Entourage-Effekts zur Behandlung von Schlaflosigkeit, Depression, Anorexie und Muskelschmerzen. Gegenwärtig liegt der Fokus des Zuchtprozesses bei medizinischem Cannabis auf der Selektion einzelner Cannabinoide, jedoch kann die Kombination der verschiedenen Verbindungen zu einzigartigen Ergebnissen führen. Die Zuchtlinien, die auf der Grundlage des Entourage-Effekts bei medizinischem Cannabis ausgewählt werden, sind derzeit noch unerforscht. Darüber hinaus gibt es nur wenige Studien über den Entourage-Effekt der oben genannten Krankheiten.

Förderer:    ZIM – Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Förderkennzeichen: 16KN089621

Laufzeit: 12.2019 - 10.2022

Beteiligte Personen: M. Sc. Hamza Rafiq,  Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger

Beteiligte Einrichtungen: Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Zur Erreichung der Klimaziele kann eine pflanzenbetonte Ernährung wesentlich beitragen. In Deutschland hat jedoch der Anbau proteinreicher Kulturarten in den letzten Jahrzehnten stark an Bedeutung verloren. In der Folge schwanden produktionstechnische Kenntnisse, Sortenverfügbarkeit sowie spezifische Aufbereitungs- und Verarbeitungsprozesse. Trotz steigernder Nachfrage nach regional angebauten pflanzlichen Proteinen, konzentriert sich der Aufwärtstrend der letzten Jahre auf wenige Kulturarten. Weitere interessante Kulturen, die hochwertiges pflanzliches Protein liefern könnten, stehen mangels Erfahrung und aufgrund der damit verbundenen Risiken derzeit nicht im Anbaufokus.

Im Projekt EAT-PROTEIN werden Handlungsempfehlungen, Konzepte und Schulungsmaterialien für den Anbau und die Nutzung proteinreicher Kulturpflanzenarten in Baden-Württemberg entwickelt. Die Fokuspflanzen sind in zwei Kategorien unterteilt, wobei die erste Kategorie aus Pflanzen besteht, die als reine Proteinquelle dienen, darunter Sojabohnen, Kichererbsen, Linsen und Lupinen. Die zweite Kategorie besteht aus Pflanzen, die sowohl als Protein- als auch Ölquelle dienen sollen, darunter Hanf, Sonnenblumen, Chia und Leinsamen. Dabei werden Landwirte, Verarbeiter, Supermärkte und Endverbraucher angesprochen, um vorhandene Hürden und Herausforderungen zu identifizieren und zu überwinden. Als Praxispartner sind die LBV Schrozberg und die Sektion Baden-Württemberg der Deutschen Gesellschaft für Ernährung e.V. (DGE) beteiligt.

Förderer:
Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR)

Förderkennzeichen: 

Laufzeit: 01.12.2021 - 31.03.2023

Beteiligte Personen: 
M.Sc. Khadijeh Yasaminshirazi, Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. Sabine Zikeli, Dr. Volker Hahn

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung  (340AG), Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
Landessaatzuchanstalt (720)
Zentrum Ökologoscher Landbau (309)

Link:
Bioökonomie Baden-Württemberg

Beschreibung:

Amarantkörner sind glutenfrei und enthalten ein hochwertiges Öl, das aus einer ausgewogenen Mischung ungesättigter Fettsäuren besteht. Von besonderem Interesse für die Ernährungsindustrie ist die Omega-3-Fettsäure DHA, die vorwiegend von Algen und Pilzen, aber nur von wenigen Pflanzen produziert wird. DHA ist essentiell für den Menschen und muss über die Nahrung aufgenommen werden. Bislang wird Amarant in Deutschland kaum angebaut und in erster Linie aus Lateinamerika / Peru mit unterschiedlicher Qualität importiert. Die nutritiven Eigenschaften von Amarant eröffnen Perspektiven für funktionelle Lebensmittel und erfüllen die Verbraucheransprüche an gesundheitsfördernde Produkte. Von ~3000 Amarant-Akzessionen in Peru wurden bislang nur wenige agronomische Merkmale (z.B. Ertrag, Vegetationsdauer) bewertet. Informationen über ihre ernährungsphysiologischen Vorteile fehlen weitgehend.
Dieses Projekt untersucht das Potenzial von Amarant als kommerzielle Quelle für funktionelle Lebensmittel durch die Nutzung genetischer Ressourcen und die Entwicklung geeigneter Technologien zur Ölgewinnung und –stabilisierung. Teilziele sind i) Charakterisierung der genetischen Vielfalt von Amarant zur Identifizierung vielversprechender Genotypen mit hohen DHA-Gehalten und ausgezeichneten Nährstoffprofilen, ii) Entwicklung molekularer Marker für markergestützte Züchtung, iii) Anbau verschiedener Genotypen in Feldversuchen zur Bewertung der Auswirkungen von Management und Umwelt auf das Fettsäureprofil, iv) Anpassung der Ölextraktionsverfahren in Bezug auf Ausbeute, Qualität und Stabilität bei gleichzeitiger Erhöhung der Ölstabilität.
Die Identifizierung vielversprechender Amarantsorten hinsichtlich ihrer funktionellen Eigenschaften kann Lebensmittelherstellern helfen, Märkte mit Zukunftspotenzial zu erschließen. Eine optimale Verarbeitung von Amarantkörnern und -ölen kann dazu beitragen, hochwertige Öle und Rohstoffe als Grundlage für effiziente Lebensmittelproduktionsprozesse zu schaffen. Das Projekt trägt zur Förderung des Einsatzes von Amarant in verschiedenen Lebensmittelprodukten bei. Pflanzenzüchter können Züchtungsprogramme auf Sorten mit verbesserten Inhaltsstoffen ausrichten. Landwirte können gezielt hinsichtlich von der Industrie geforderter Amarantsorten beraten werden.

Förderer:
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Forschungsnetzwerk Mittelstand -AiF
Peruanisches Ministerium für Produktion -Innovate Peru

Förderkennzeichen: 62402/006-01#267

Laufzeit: 01.12.2020 - 30.04.2022

Beteiligte Personen: 

Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. Meylin Terrel Gutierrez, Prof. Dr. Peter Nick, Dr. Adnan Kanbar, Dr. Aquilino Alvarez

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
Karlsruher Institut für Technologie
Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco

Link:
KIT-Website Amarantprojekt (AMOR)

Pressemitteilungen:
Collective Research Networking (CORNET)
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AiF)

Beschreibung:

Buchweizen (Fagopyrum esculentum Moench) stammt ursprünglich aus den mittelasiatischen Steppen und ist zuerst um 1000 v. Chr. in der heutigen Ukraine kultiviert worden. Buchweizen zählt zu den vielversprechendsten Pflanzenarten, die für einen Anbau in Südwestdeutschland geeignet sein könnten und eignet sich bei entsprechender Sortenverfügbarkeit gffs. für Zweikulturen-Anbausysteme oder als Intercropping-Partner. Da Buchweizen sich sehr schnell entwickelt, kann bereits im September geerntet werden und die Aussaat von Winterkulturen als Folgekultur ist möglich. Darüber hinaus liefert Buchweizen wertvollen Nektar für Bestäuber und zieht nützliche Insekten an, wodurch deren Vielfalt in der Landwirtschaft deutlich erhöht wird. Der späte Blühzeitpunkt ist von besonderer Bedeutung, Nahrungsquellen für Insekten zu einem Zeitpunkt zu schaffen, zu dem die meisten anderen Kulturarten schon verblüht sind.

Das Projekt zielt auf die Entwicklung eines Anbausystems für Buchweizen, sowie auf ein Sortenscreening und die Erarbeitung von Grundkenntnissen die Züchtung, die an die klimatischen Bedingungen von Baden-Wüttemberg angepasster Sorten sind. Es werden verschiedene Saattermine und Stickstoffdüngungsvarianten und deren Wirkung auf agronomische Größen wie Ertrag, Bestandesentwicklung, Blühdauer, Standfestigkeit sowie Qualitätsmerkmale wie Kornform und –größe und Inhaltstoffe bestimmt. Darüber hinaus wird ein Zweikulturen-Anbausystem mit andern spät blühenden kleinkörnigen Saaten (Chia, Sesam, Kümmel, Lein, Mohn) entickelt. Außerdem wird die phänologische Entwicklung der verschiedenen Buchweizensorten untersucht, und ein regelmässiges Insektenmonitoring wird wichtige Informationen über die Abundanz und Diversität der Bestäuber liefern.

Förderer: Ministerium für ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg

Förderkennzeichen: 212-8830.82-01

Laufzeit: April 2020 - Februar 2022

Beteiligte Personen: 

Dr. Olga Zaytseva, Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger,  Prof. Dr. Friedrich Longin

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
Landessaatzuchtanstalt 720

Die Staats- und Regierungschefs der EU haben sich im Dezember 2019 auf das Ziel einer klimaneutralen EU bis 2050 geeinigt. Klimaschutz ist damit ein zentrales Element des European Green Deals und wird eine der Prioritäten während der deutschen EU-Ratspräsidentschaft sein. Sektorspezifische Aktionspläne müssen den erforderlichen Wandel in den Bereichen Verkehr, Landwirtschaft, Gebäude, Forschung und Innovationen, den Schutz und die Wiederherstellung der biologischen Vielfalt, Luftreinhaltung, Kreislaufwirtschaft und Rohstoffversorgung unterstützen. Hanf hat enormes Potenzial, die Wirtschaft ökologisch nachhaltig gemäß dem European Green Deal aktiv zu begleiten. Die Hanfpflanze wurde bereits jahrhundertelang in Deutschland zur Faser-, Nahrungsmittel-, Ölgewinnung und als Medizinprodukt kultiviert. Durch das hohe Nutzungspotenzial in verschiedenen Industriezweigen (z.B. Textil-, Papier-, Baustoff-, Bioenergie-, Bioplastik-, Pharmaindustrie, Pflanzenöl, Tierprodukte, Kosmetik usw.) ist Hanf ein Paradebeispiel für eine multifunktionale Nutzpflanze. Durch ihre Vielseitigkeit und die mögliche 100%-ige Verwertung (Körner, Blätter, Blüten, Stamm) eignet sich Hanf hervorragend für die Kreislaufwirtschaft.

Ziel des Projektes THINK ist, das Potenzial von Hanf unter den Gesichtspunkten der Bioökonomiestrategie des Landes Baden-Württemberg in Form einer Machbarkeitsstudie zu analysieren und zu bewerten. Die Machbarkeitsstudie liefert die Grundlage für einen umfassenden Forschungsansatz, der die identifizierten Innovationspotenziale aufgreift und in einem Förderantrag, z.B. bei nationalen oder EU-Förderprogrammen o.ä. umsetzt. Aus der Evaluierung der Nutzungspotenziale von Hanf resultieren verbraucherorientierte Produktinnovationen entlang der Lebensmittel- sowie in der der pharmazeutischen Wertschöpfungskette.

Förderer:
Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR)

Förderkennzeichen:

Laufzeit: 01.12.2020 - 31.08.2021

Beteiligte Personen: 
Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger, M.Sc. Lisa Burgel

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Link:

Multitalent Rote Bete – Nutzung der genetischen Vielfalt unterschiedlicher Rote Bete Sorten sowie verschiedener Anbauverfahren zur Erzielung gesundheitsfördernder Lebensmittelprodukte unter den Bedingungen des Ökologischen Landbaus

Beschreibung:  

Unter dem Begriff „Superfoods“ zu denen auch die Rote Bete zählt, werden allgemein Lebensmittel zusammenfasst, die aufgrund ihrer Inhaltsstoffzusammensetzung einen höheren gesundheitlichen Nutzen als andere Lebensmittel haben. Aufgrund ihres Gehaltes an zahlreichen Inhaltstoffen, wie Folsäure, Beta-Carotin, Vitamin C, Eisen, Magnesium, Jod, Kalium und verschiedenen sekundären Pflanzenstoffen, gilt Rote Bete als sehr gesundes Gemüse.

Aus verschiedenen Studien ist bekannt, dass es in der Zusammensetzung und den Gehalten an gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen deutliche Sortenunterschiede gibt. Das Potenzial von Zuchtlinien und Sorten von Rote Bete hinsichtlich ihres Gehaltes an diversen ernährungsphysiologisch relevanten Inhaltsstoffen ist derzeit unerforscht bzw. ungenutzt. Zudem existieren nur wenige Erkenntnisse darüber, in wie weit die Inhaltsstoffe durch das Anbausystem (z.B. Düngerhöhe und – form) insbesondere unter den Bedingungen des Ökologischen Landbaus gezielt beeinflusst werden könnten.

Übergeordnetes Gesamtziel des Projektes ist zu untersuchen, wie sich a) Sorte, b) Höhe der N-Düngung und c) N-Düngerform im Ökologischen Landbau auf gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe bei Rote Bete auswirken. Sämtliche im Rahmen des skizzierten Vorhabens bearbeitete Sorten gehören zur Gruppe der samenfesten Sorten, die im Gegensatz zu Hybriden eine direkte on-farm Erhaltung und Weiterentwicklung zulassen, weil es beim Nachbau nicht zu stark spaltenden Populationen kommt. Die Produktion von Rote Bete mit der zusätzlichen Eigenschaft hoher Gehalte an gesundheitsfördernden, bioaktiven Inhaltsstoffen eröffnet für den Ökologischen Landbau eine weitere Vermarktungsnische. Allerdings ist der Zusammenhang zwischen der Bildung sekundärer, bioaktiver Inhaltsstoffe und den im Ökologischen Landbau verwendbaren N-Düngern sowie die Interaktion zwischen Sorte und N-Düngerhöhe nicht geklärt. Darüber hinaus könnte ein hoher Gehalt an bioaktiven Inhaltsstoffen auch mit negativen Geschmackseigenschaften korreliert sein und daher trotz seines gesundheitsfördernden Potenzials vom Verbraucher nicht akzeptiert werden. Das Projekt setzt an dieser Stelle an und versucht diese Lücke zu schließen.

Förderer: Stoll VITA Stiftung

Laufzeit: 01.04.2020 - 31.03.2021

Beteiligte Personen:

Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, M.Sc. Khadijeh Yasaminshirazi

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung (340)

Redesigning European cropping systems based on species MIXtures (ReMIX)

Beschreibung:

Mischanbausysteme, auch Mischkulturen oder Gemenge genannt, können von sich aus zur Kontrolle von Schädlingen, Krankheiten und zur Unkrautunterdrückung beitragen. Sie können Wachstumsfaktoren wie Nährstoffe, Licht oder den Raum in der Regel effizienter nutzen, stabilere Erträge als Reinkulturen erreichen und gleichzeitig die Flächenproduktivität steigern. Sie können widerstandsfähiger auf biotische und abiotische Stressfaktoren, beispielsweise bedingt durch den Klimawandel, reagieren. Außerdem können durch ihren Anbau der Einsatz fossiler Energie und von Chemikalien verringern und wertvolle Ökosystemdienstleistungen gewonnen werden. Die Vielfalt von Mischanbausystemen kann dazu beitragen, einerseits die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung zu gewährleisten – und andererseits die Auswirkungen der gängigen landwirtschaftlichen Praxis auf die Umwelt zu vermindern.  

Dennoch gibt es nach wie vor auch Herausforderungen bei der Etablierung von Mischanbausystemen in der Praxis, beispielsweise bei der Auswahl geeigneter Sortenkombinationen, bei der Kulturführung und bei fehlenden lokalen Absatzmöglichkeiten. Im Zuge der rationalisierten Landwirtschaft erfuhren solche Systeme in Europa einen deutlichen Flächenrückgang. Seit wenigen Jahren gibt es regional wieder einen Aufwärtstrend, beispielsweise bei Leguminosen-Getreide-Mischungen.

Innerhalb des europaweiten ReMIX-Projekts beschäftigt sich dieser Projektteil mit der Frage, wie sich Getreide-Leguminosen-Mischanbausysteme an heterogene Umweltfaktoren anpassen. Das Prinzip „Ecological Precision Farming“ beschreibt, dass sich Einzelpflanzen im Mischanbau auf natürliche Weise sehr klein-räumig an eine gegebene Heterogenität anpassen können. Freilandversuche mit Mischungen von Hafer und Erbse kombinieren Feldmessungen und drohnengesteuerte Kameraaufnahmen.

Daneben wird die Leistungsfähigkeit von Artenmischungen unter dem Einfluss von Faktoren des Klimawandels (Dürre, erhöhte Temperatur, CO₂) mithilfe prozess-orientierter Wachstumsmodelle bestimmt. Ziel ist es, das Anpassungspotenzial von Artenmischungen zu erkunden und sie widerstandsfähiger zu machen gegenüber dem Klimawandel.     

Förderer: EU Horizon 2020

Förderkennzeichen: 727217

Laufzeit: 01.05.2017 - 30.04.2021

Beteiligte Personen:

M.Sc. Julian Zachmann, Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger,  Dr. sc. agr. Sebastian Munz

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften

Link:

Land‐Atmosphäre Feedback Observatorium (LAFO)

Beschreibung:

ie zeitlich-räumliche Verteilung von Wolken und Niederschlag sind sehr wichtige Größen zur Charakterisierung von Wetter und Klima. Dennoch ist ihre Vorhersage nach wie vor schwierig. Genauere Wettervorhersage- und Klimamodelle sind gesellschaftlich und wirtschaftlich höchst relevant, z.B. für die Simulation extremer Ereignisse (Dürren, extreme Niederschläge) und eine genauere Vorwarnung.

Das Land-Atmosphäre Feedback Observatorium (LAFO) an der Universität Hohenheim führt neuartige Sensoren zusammen, um u.a. Darstellungen der Transpiration von Pflanzen und der Turbulenz in der unteren Atmosphäre in bisher unerreichter Genauigkeit zu ermöglichen und dadurch Simulationen von Wolken und Niederschlag in Wetter- und Klimamodellen maßgeblich zu verbessern.

Es ist geplant, in das LAFO künftig auch ein Xerodrom zu integrieren. Das Xerodrom soll den Anbau von Kulturpflanzen im Feld unter realistischen Dürrebedingungen ermöglichen – unabhängig von der Umgebung

 Förderer: Carl-Zeiss-Stiftung

Förderkennzeichen:

Laufzeit: 01.01.2017 - 31.12.2020

Beteiligte Personen:

Dr. rer. nat. Florian Späth, Prof. Dr. rer. nat. Volker Wulfmeyer, Prof. Dr. rer. nat. Thilo Streck, Dr. rer. nat. Andrea Riede,     Dr. rer. nat. Shravan Muppa, Prof. Dr. Joachim Müller, M.Sc. Simon Metzendorf, Dr. rer. nat. Diego Lange Alicia Kolmans, Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger,  Prof. Dr. rer. nat. Andreas Fangmeier, Prof. Dr. Wilhelm Claupein,  Carolin Callenius, Dr. rer. nat. Andreas Behrendt,  apl. Prof. Dr. rer. nat. Tobias Würschum

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Land-Atmosphäre-Rückkopplungen, Klimaschutz Institut für Physik und Meteorologie, Forschungszentrum für Globale Ernährungssicherung und Ökosysteme, Fg. Pflanzenökologie und Ökotoxikologie, Fg. Biogeophysik, Fg. Allgemeiner Pflanzenbau, Fg. Agrartechnik in den Tropen und Subtropen,  Bioökonomische Modellierung, Auswirkungen von Trockenstress, Landessaatzuchtanstalt

Link

Beschreibung:

Ziel des beantragten Vorhabens ist es i.) samenfeste Zucchinisorten, die sich bereits auf dem Markt befinden und solche Linien, die noch in der Sortenentwicklung stehen, unter unterschiedlichen Umweltbedingungen auf ihre Gehalte an volatilen und nichtvolatilen Inhaltsstoffen zu prüfen, ii) sensorische Testverfahren zu entwickeln, die das Zuchtziel „Sensorische Qualität“ unterstützen sowie iii) die Entwicklung einer analytischen Methode, um mit LC-MS/MS dominierende volatile und nicht volatile Stoffgruppen in Zucchini-Extrakten zu identifizieren und zu quantifizieren. Dies beinhaltet die Entwicklung einer standardisierten Aufbereitungs- und Extraktionsmethode. Im Rahmen mehrjähriger Feldversuche werden in Zusammenarbeit mit Kultursaat e.V. auf On-farm-Zuchtstandorten sowie der Versuchsstation für Ökologischen Landbau Kleinhohenheim (Universität Hohenheim) verschiedene Zucchinizuchtlinien und Sorten im Hinblick auf die Größenordnung der Gehalte an volatilen und nichtvolatilen Inhaltsstoffen sowie relevanter Vitamine, Aminosäuren, Carotinoide, Antioxidantien untersucht und hinsichtlich ihrer agronomischen und sensorischen Merkmalsausprägung züchterisch weiterentwickelt. Gleichzeitig wird dem Einfluss unterschiedlicher Anbauzeitfenster und damit abiotischer Faktoren wie veränderte Nachttemperaturen, Hitze, Trockenheit sowie der Erntetermin/die Reihenfolge der Frucht je Pflanze im Hinblick auf die definierten Inhaltstoffe und Geschmackeigenschaften nachgegangen. Hierzu wird ein standardisiertes sensorisches Verfahren entwickelt, das eine Prüfung von Zucchini-Sorten und –Linien auf sensorisch qualitativ hochwertige Genotypen in der On-Farm-Züchtung erlaubt. Darüber hinaus wird eine LC-MS/MS-basierte Methode Analysemethode entwickelt, mittels derer dominierende volatile und nicht volatile Stoffgruppen in Zucchini-Extrakten identifiziert werden können. Es ist zu erwarten, dass die Ergebnisse des Forschungsvorhabens unmittelbar in die Entwicklung einer oder mehrerer samenfester Zucchini Sorten münden. Gleichzeitig wird ein besseres Verständnis des Einflusses des Genotyps, der Umweltbedingungen und der agronomischen Maßnahmen auf die Bildung volatiler und nichtvolatiler Inhaltsstoffe bei Zucchini erreicht. Die Entwicklung eines praktikablen, für die On-Farm-Sortenentwicklung geeigneten sensorischen Tests sowie die Entwicklung einer NIRS-basierten Analysemethode für die in Zucchini am stärksten relevanten volatilen und nicht-volatilen Inhaltsstoffe vereinfacht die künftige Selektion der Einzelpflanzen für die Züchtung und ermöglicht einen raschen und hohen Probendurchsatz. Der Einbezug der Wirtschaftspartner sichert die Evaluierung und Charakterisierung der relevanten Inhaltsstoffe und deren Beziehung zur sensorischen Qualität und damit der Verbesserung und Ableitung quantitativer Selektionskriterien in der Züchtung.

Förderer: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

Förderkennzeichen: 2818209315

Laufzeit: 01.03.2017 - 31.10.2020

Beteiligte Personen:

M.Sc. Elisabeth Abele, Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. agr. Sabine Zikeli, Michael Fleck, Dr. Jürgen Bernhard

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340, Zentrum Ökologischer Landbau Universität Hohenheim (ZÖLUH), Kultursaat e.V., BioTeSys

Glucomannane gehören zur Gruppe der Polysaccharide und werden in Deutschland und Europa als Zusatzstoff in Lebensmitteln sowie unterschiedlicher Medizinal- und Kosmetik-produkte eingesetzt. Glucomannane tragen die europäische Zulassungsnummer E 425 und werden in den Funktionsklassen Verdickungsmittel, Emulgatoren, Füllstoffe und Geliermittel geführt.

Glucomannan wird in erster Linie aus der Konjacpflanze (Amorphophallus konjac) gewonnen. Für die Gewinnung der Glucomannane werden derzeit in erster Linie Konjac-Knollen herangezogen. Für Deutschland und Europa sind die Anbaubedingungen für einen kommerziellen Anbau von Konjac weitgehend ungeklärt. Wesentliche Fragestellungen um das Anbauverfahren (Bestandesdichte, Erntezeitpunkte, Überwinterung / Frosthärte, Umgang mit Rhizomausläufern) sowie die Wahl der Beschattung (Intercropping mit anderen Pflanzen z.B. Mais) bzw. die geforderte Intensität der Beschattung (Schattiernetze) zur Förderung der Glucomannanbildung sind ungeklärt und offen. Ziel des Projektes ist dahar die Entwicklung eines Freiland¬anbauverfahrens mit Beschattung für die Konjakpflanze, eines Extraktions- und Aufreinigungsverfahrens ein¬schließlich verschiedener Matrixformulierungen - für die Gewinnung und den Einsatz von Glucomannanen aus Konjac (Amorphophallus konjac) in verschiedenen Lebensmittelprodukten.

Förderer: BMWi, Projektträger VDI/VDE

Förderkennzeichen: 16KN075623

Laufzeit: 01.07.2018 - 31.05.2021

Beteiligte Personen: Dr. Forough Khajehei, Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger 

Beteiligte Einrichtungen: Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340, AcanChia UG & Co. KG

Entwicklung eines Anbau- und Produktionsverfahrens von Hanfpflanzenextrakten sowie einem zielorientiertem Wirkstofftransportsystem zur Entzündungshemmung mit Schwerpunkt Gelenks-Erkrankungen

Beschreibung:  

Aufgrund des jahrelangen Anbauverbots in vielen europäischen Ländern konnte das medizinische Potential von Hanf (Cannabis sativa L.) nicht vollständig erforscht und genutzt werden. Die entkrampfende und schmerzstillende Wirkung wird den in der Hanfpflanze vorkommenden sekundären Metaboliten, den Cannabinoiden, zugesprochen. Dabei steht nicht das psychoaktiv wirkende THC (∆9-Tetrahydrocannabinol) im Fokus des Projekts, sondern das medizinische Potential von Cannabidiol (CBD) und Cannabigerol (CBG). Seit der Gesetzesänderung im März 2017 steigt die Nachfrage nach Arzneimittel auf Cannabisbasis kontinuierlich. Da der Indoor-Anbau enorm kostenintensiv ist wird eine Rohstoffgewinnung aus Nutzhanfsorten (THC-Gehalt <0,2%), welche eine höhere Erntemenge, durch bessere Flächennutzung aufweisen im Rahmen des Projektes erforscht. Ziel des Projekts ist es, ein Hanfanbausystem im Freiland zur gezielten Rohstoffproduktion für Pflanzenextrakte zu entwickeln, welche zur Nutrazeutika- oder Phytopharmakaherstellung genutzt werden können. Das bisherige Hanfanbausystem bezieht sich ausschließlich auf die Körner- und Faserproduktion. Zur signifikanten Erhöhung der wertgebenden, bioaktiven Inhaltsstoffe in der Cannabispflanze, im speziellen die Cannabinoide, Terpene und Flavonoide, bedarf es jedoch ein speziell darauf angepasstes Anbausystem zu entwickeln, bei dem die Wirkmechanismen genau aufeinander abgestimmt werden müssen. Dabei sind folgende Zielstellungen angedacht:

• Selektion geeigneter Nutzhanfsorten mit einem THC-Gehalt von weniger als 0,2%, jedoch möglichst hohe Gehalte an Terpene und Flavonoide, sowie nicht psychoaktive Cannabinoide, wie beispielsweise Cannabidiol (CBD) und Cannabigerol (CBG)

• Entwicklung eines Hanfanbausystems zur Erzielung der bestmöglichen Rohstoffqualität als Grundlage für das Pflanzenextrakt (Große Anzahl an Blüten, gleichmäßige Belichtung der Ernteorgane, geringe Wuchshöhe)

• Entwicklung des optimalen Saat- und Erntezeitpunktes in Abhängigkeit von Inhaltsstoff-Gehalten (verschiedene Stoffgruppen) und Entwicklung eines Pflanzen-Erziehungssystems durch Spannen von Netzen und Gittern über den Hanfbestand (Erhöhung der Knospenanzahl durch gleichmäßige Belichtung der Pflanzen; bessere Erntebedingungen, durch gleichmäßige Pflanzenhöhe und homogene Pflanzenentwicklung)

• Entwicklung einer geeigneten Trocknungsmethode zur Konservierung der zum Teil volatilen Verbindungen in dem geernteten Rohstoff

Förderer:  VDI/VDE Innovation + Technik GmbH, Projektträger des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie

Förderkennzeichen: 16KN050543

Laufzeit: 01.03.2018 - 28.02.2021

Beteiligte Personen:  Lisa Burgel, Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger

Beteiligte Einrichtungen: Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Beschreibung:

In den Industrieländern ist die Nachfrage nach gesunden Lebensmitteln, zu denen auch die Rote Bete zählt, und damit verbunden das Interesse der Verbraucher an gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen in Lebensmitteln stark angestiegen. Etwa ein Viertel der in Deutschland angebauten Roten Bete wächst auf Ökolandbau-Flächen, was dieses Gemüse zu einem relevanten und typischen Bio-Produkt macht. Übergeordnetes Gesamtziel des Projektes ist die züchterische Entwicklung samenfester Sorten von Rote Bete unter Verwendung der traditionellen Methode der Einzelpflanzenselektion. Als wesentliche Züchtungskriterien werden die Anpassung der Sorten an die speziellen Anbaubedingungen des Ökologischen Landbaus, eine hohe N-Aneignung, intensive Färbung, hohe Saftausbeuten sowie ein hohes Potenzial an sekundären Inhaltsstoffen (Eisen, Nitrat, Mineralien) bei gleichzeitig guten Geschmacks- und Textureigenschaften zu Grunde gelegt.

Förderer: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

Förderkennzeichen: 2818201015

Laufzeit: 01.03.2017 - 31.08.2020

Beteiligte Personen:
Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. agr. Sabine Zikeli, M.Sc. Khadijeh Yasaminshirazi,
M.Sc. Michael Fleck; Dr. Andreas Klingenberg

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften
Zentrum Ökologischer Landbau Universität Hohenheim (ZÖLUH)
Kultursaat e.V., Sensient Colors Europe Gmbh

Projekt Website

Beschreibung:

Der Energiepflanzenanbau hat durch die Intensivierung der energetischen Nutzung von Biomasse in den letzten Jahren in beträchtlichem Maße an Bedeutung gewonnen. Insbesondere im Rahmen der Biogasproduktion ist, infolge einer stetig gestiegenen Anzahl an Biogasanlagen, der Bedarf an Biogassubstrat kontinuierlich gestiegen. Derzeit wird dieser Bedarf fast ausschließlich durch Mais gedeckt. Die Fokussierung der landwirtschaftlichen Praxis auf Mais birgt jedoch die Gefahr, dass negative Belastungen, wie sie zum Teil bereits jetzt schon durch die intensive landwirtschaftliche Produktion bestehen, verstärkt werden. Zu diesen negativen Auswirkungen zählen unter anderem Bodenverdichtungen, Bodenerosion, Humusabbau, Auswaschung von Nährstoffen sowie der Verlust von Biodiversität. Eine sowohl unter dem Aspekt von Biodiversität als auch der zu erwarteten Biogas- (Methan-) ausbeute interessante Energiepflanze stellt die Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.) dar. Die Durchwachsene Silphie (DwS) stammt aus der nordamerikanischen Prärie und ist eine ausdauernde Pflanze aus der Familie der Korbblütler, die sehr hohe Biomasseerträge generieren kann. Insbesondere im Aussaatjahr hat der Anbau von Durchwachsener Silphie jedoch den großen Nachteil, dass die Pflanze lediglich Rosetten ausbildet und der Landwirt keinen Ertrag auf der Ackerfläche erzielt. Darüber hinaus sind die Etablierungskosten der Bestände relativ hoch, da derzeit in erster Linie gepflanzt und nicht gesät wird.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines geeigneten Pilliermaterials und einer neuen Saattechnik, die es ermöglicht drei verschiedene Kulturarten (Durchwachsene Silphie, Deckfrucht Mais und Untersaat) in einem Arbeitsgang auf dem Feld in standortspezifischen unterschiedlichen Reihenabständen zu etablieren. Somit entsteht ein effizientes Intercropping-Anbausystem mit hohen Erträgen bei Durchwachsener Silphie ab dem zweiten Standjahr bei gleichzeitiger Minderung des Ertragsverlustes sowie der Erosion im Aussaatjahr. Zur Ermittlung der notwendigen standortspezifischen Reihenabstände zwischen den einzelnen Kulturen wird ein prozess-orientiertes Pflanzenwachstumsmodell entwickelt, dass unter Berücksichtigung der Lichtkonkurrenz im Bestand, die Reihenweite und den Phänotyp (Wuchstyp definiert durch Wuchshöhe, Blattstellung, Blattfläche, Vegetationsdauer etc.) der Deckfrucht (z.B. der Maispflanze) ermittelt. Nur wenn die Lichtkonkurrenz im Bestand minimiert wird, können sich Deckfrucht, Durchwachsene Silphie und Untersaat optimal entwickeln und die Gesamterträge maximiert werden.

Förderer:  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Förderkennzeichen: 16K050538

Laufzeit: 01.07.2017 - 31.06.2020

Beteiligte Personen: 

Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. sc. Sebastian Munz, M.Sc. Laura Holland-Cunz, M.Sc. Achim Präger

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340
Energiepark Hahnennest GmbH & Co. KG

Entwicklung eines Kamera-multispektral-Sensorsystems zur Erkennung von Stickstoff- und Wassermangel sowie Blattkrankheiten in Winterweizen, inklusive der modellbasierten Ableitung einer pflanzenbaulichen Düngestrategie in Echtzeit

Beschreibung:

Maca (Lepidium peruvianum Chacón) ist eine zweijährige Pflanze aus der Familie Brassicaceae, die an die Wachstumsbedingungen in den Bergregionen Zentralperus angepasst ist. Maca wird von der einheimischen Bevölkerung seit zweitausend Jahren für den Konsum der Hypokotylknolle sowohl als Nahrung, als auch als traditionelle Medizin angebaut. Heute ist getrocknetes Macapulver das am weitesten verbreitete hergestellte kommerzielle Produktaus der Macaknolle. Der Trocknungsprozess ist ein entscheidender Verarbeitungsschritt nach der Ernte.Dabei wird der Nährstoffgehalt durch die Anreicherung bioaktiver Komponenten,wie Glucosinolate und Macamide,signifikant verbessert. Außerdem enthält Macapulver Protein und Aminosäuren.
Das Ziel dieser Forschungsarbeit ist die Entwicklung einer Methode zum Anbau von Macaknollen im gemäßigten Klima Deutschlands, sowie die Untersuchung unterschiedlichern TrocknungstTemperaturen bzw. deren Auswirkung auf die Konzentrationen von gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen. In den Jahren 2017 und 2018 wurden auf der pflanzenbaulichen Versuchsstation Ihinger Hof (Renningen, BW) gelbe und rote Macasorten angebaut. Die geernteten Macaknollen wurden mit Wärmepumpentechnologie bei unterschiedlichen Temperaturen getrocknet. Die getrockneten Knollen wurden für die Charakterisierung bioaktiver Verbindungen mit analytischen Methoden fein gemahlen. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie liefern wichtige Informationen für die industrielle Herstellung von Macapulver bzw. verwandter Produkte mit erhöhtem Anteil bioaktiver Komponenten.

Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie(BMWi),  Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Förderkennzeichen: 16KN050531

Laufzeit: 01.12.2017 - 30.11.2019

Beteiligte Personen: Simone Graeff-Hönninger, Olga Zaytseva, Meylin Terrel Gutierrez, Markus Eberhart, Jochen Schumacher

Beteiligte Einrichtungen: Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften340, HARTER GmbH

Beschreibung:

In den letzten Jahren verzeichnen Marktforschungsumfragen bei Verbrauchern ein immer größeres Interesse und einen Anstieg der Nachfrage nach Funktionellen Lebensmitteln. In der menschlichen Ernährung sind Getreide und Pseudocerealien ein wichtiger Bestandteil. Aufgrund der kontinuierlich steigenden Anzahl von Verbrauchern mit diagnostizierter Glutenintoleranz, gewinnen glutenfreie Lebensmittelprodukte immer mehr an Bedeutung. Pseudogetreidearten wie Amarant spielen dabei für die Herstellung glutenfreier Frühstückszerealien eine wichtige Rolle und werden in größeren Mengen verarbeitet (ca. 6000 T in 2014). In Pseudocerealien wie Amarant ist der Proteinanteil allgemein höher als in Getreiden und unterscheidet sich in seinem Gehalt an Aminosäuren, wie beispielsweise den essentiellen Aminosäuren Lysin und Threonin, deren Vorkommen in Weizen- und Roggenprodukten limitiert ist. Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Verfahrens, das den Anbau von Amarant unter regionalen Bedingungen in Deutschland unter Berücksichtigung der technologischen Herausforderungen einer gesicherten Abreife mit definierten Kornfeuchtegehalten und des Unkrautmanagements sowie die für ein verbessertes Poppverhalten relevanten Korneigenschaften im Anbauprozess steuert. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung eines prozessorientiertes Pflanzenwachstumsmodells für das Amarant-Anbausystem.

Förderer:  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, BMWE (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand, ZIM)

Förderkennzeichen:  16KN050527

Laufzeit: 01.06.2016 - 31.05.2019

Beteiligte Personen: Dr. sc. agr. Mhedi Nkebiwe, Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger

Beteiligte Einrichtungen: Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340, Desconpro® engineering gmbh

MoLED-Plant

Beschreibung:

Modellbasierte, selbstlernende LED-Beleuchtungslösung, für die Pflanzenzucht und -forschung (MoLED-Plant)

Zielsetzung des vorliegenden Projektes ist, ein Verfahren unter Verwendung von innovativer LED-Technik zu entwickeln, welches die notwendige Zeitdauer der Züchtung neuer Soja-Sorten um 30 bis 50 Prozent reduzieren kann. Dadurch soll den Züchtern ein erheblicher Zeitgewinn in der Züchtung, bei gleichzeitiger Kostenreduzierung ermöglicht werden.

COMPLED entwickelt im Rahmen des Projektes ein selbstlernendes LED-Beleuchtungssystem einschließlich modellbasiertem Steuerungsansatz. Die Universität Hohenheim entwickelt im Rahmen des Projektes ein high-through-put-Single-Seed-Descent (hSSD) -System, welches die Entwicklung einer Methode zur Keimung unreifer Soja-Samen sowie die Steuerung der Wachstums- und Entwicklungsbedingungen zur Erzielung eines Pflanzenphänotyps umfasst, der die notwendige Zeit für die Entwicklung unreifen Samen minimiert. Darüber hinaus wird ein funktional-strukturelles Pflanzenwachstumsmodell auf Basis der GrolMP Software entwickelt, das den Einfluss der Variation der Beleuchtung auf die Steuerung des Wachstums und der Entwicklung berücksichtigt.

Förderer:

Förderkennzeichen: ZF4279901CR6

Laufzeit: 01.11.2016 - 30.04.2019

Beteiligte Personen:

Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, Tina Hitz, M.Sc. Felix Jähne, Dr. sc. agr. Willmar L. Leiser, Dr. sc. agr. Sebastian Munz, Dipl. Kfm. Christoph Schubert,  Dipl-Ing. Arne Lehmann, Dipl.-Ing. Josephine Stapel, M.Sc. Peter Urban

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, LSA - Arbeitsgebiet Biotechnologie

Entwicklung eines Anbau- und Erntesystems auf Basis eines Parzellenmähdreschers für Saflorblütenfäden zur Farbstoffgewinnung

Entwicklung eines Anbau- und Erntesystems auf Basis eines Parzellenmähdreschers für Saflorblütenfäden zur Farbstoffgewinnung

Smart Spraying - MartA

Beschreibung:

In der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung soll die Rohstoffproduktivität von 1994 bis 2020 verdoppelt werden. Eine Steigerung der Ressourceneffizienz in der Landwirtschaft kann hierbei einen entscheidenden Beitrag leisten. Der automatisierte und bedarfsgerechte Einsatz von Pflanzenschutzmitteln trägt zur Effizienzsteigerung bei, indem sowohl die Menge an Pflanzenschutzmitteln als auch die CO2-Emissionen signifikant gesenkt werden. Durch den bedarfsgerechten Einsatz der Pflanzenschutzmittel werden außerdem sowohl die Biodiversität erhöht als auch eine potentielle Schädigung gesunder Kulturpflanzen und damit einhergehende Ertragseinbußen verhindert. Zusammen genommen wird hierdurch die Umweltbelastung reduziert und auch eine Kosten- und Zeitersparnis in der Landwirtschaft erreicht. Nebeneffekte der bedarfsgerechten Applikation ist die leicht automatisierbare (Echtzeit-) Unterstützung bei der Dokumentationspflicht (cross compliance) und der Qualitätssicherung.
Im Rahmen dieses Vorhabens soll deshalb ein System zum automatisierten und bedarfsgerechten Einsatz von Pflanzenschutzmitteln für Blattkrankheiten in unterschiedlichen Kulturen erforscht und prototypisch umgesetzt werden. Als Produkte für den skizzierten Markt kommen sowohl Softwaretools (Entscheidungsunterstützung und online-Klassifikation der Blattkrankheiten), Komponenten bzw. Systeme der Pflanzenschutztechnik (Hard- und Software für die adaptive Feldspritze) und Kommunikationsinfrastruktur für Endkunden wie z. B. Landwirte, Agrarberater, Erstausrüster, Verwalter oder Lohnunternehmer in Frage. Nach erfolgreichem Projektabschluss kann das Smart Spraying Konzept nach ca. 2-3 Jahren zur Marktreife gebracht werden.

Förderer:

Förderkennzeichen: 2815705415

Laufzeit: 01.04.2016 - 31.03.2019

Beteiligte Personen:

Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, Emir Memic

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, Robert Bosch GmbH Zentralbereich Forschung und Vorausentwicklung, Cubert GmbH, AMAZONEN-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG, Bayer CropScience Aktiengesellschaft BCS AG-DF

Entwicklung einer Wertschöpfungskette für die Produktion gesundheitsfördernder und funktioneller Nahrungsmittel aus Yacon in Deutschland (NEW FOOD)

Quantifying the effects of light quantity and the red: far-red ratio on morphology and physiology of intercropped soybean

Beschreibung:

 Förderer:

Förderkennzeichen:

Laufzeit: 01.09.2016 - 31.05.2018

Beteiligte Personen:

Dr. sc. agr. Sebastian Munz

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften

Link:

Entwicklung einer effizienten Anbautechnik zur Erzeugung von Chia unter deutschen Bedingungen einschließlich der Charakterisierung von Rohstoffqualitäten.

Beschreibung:

Ziel des FuE-Kooperationsvorhabens ist die Entwicklung eines ganzheitlichen, technischen Systems zum Anbau und Aufbereitung von Chia entlang der Wertschöpfungskette. Chiasamen sind aufgrund ihres Nährstoffspektrums für die Herstellung von funktionellen, ‚convenient‘ Lebensmitteln geeignet. Für den Einsatz in diesem Bereich ist es unabdingbar, Chiasamen entsprechend technologisch aufzubereiten und zu fraktionieren. Dazu hat sich ein Konsortium aus dem Netzwerk „Bioökonomie“ gebildet. Davert entwickelt im Rahmen des Projektes ein Extraktionssystem für die Inhaltstoffe der Chia und die betreibt die Erforschung und Entwicklung von Rezepturen für Endprodukte einschließlich der dazugehörigen Prozessentwicklung. Die Universität Hohenheim charakterisiert innerhalb des Vorhabens verschiedenen Provenienzen von Chia und entwickelt ein innovatives Produktionssystem, um Chia unter deutschen Bedingungen erzeugen zu können. Im Zuge des Forschungsvorhabens werden daher technische Verfahren entwickelt, die trotz schwankender Rohstoff-, Verarbeitungsqualitäten und Korneigenschaften in der Lage sind, Chiasamen in Mehle, Proteine und Öle zu fraktionieren und darauf aufbauend entsprechende Endprodukte.

Förderer:  Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Förderkennzeichen: 16KN050524

Laufzeit: 01.09.2015 - 31.08.2017

Beteiligte Personen:

Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, Samantha Jo Grimes

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, Davert GmbH 

Beschreibung:

Aufgrund der ernährungsphysiologisch wertvollen Inhaltsstoffe (essentielle Aminosäuren, essentielle (mehrfach) ungesättigte Fettsäuren, Mineralstoffe und eine große antioxidative Kapazität) erfreut sich die einjährige, dikotyle Kulturpflanze Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) mit krautigem Wuchs in Europa zunehmender Beliebtheit. Das Pseudogetreide, welches ursprünglich in Südamerika beheimatet ist, hat geringe Ansprüche an die Wachstumsbedingungen und gedeiht auch auf degradierten (z.B. salzhaltigen) Böden oder in Regionen mit geringem Niederschlag was sich gerade in Zeiten des Klimawandels als äußerst wichtig erweist. Die vorteilhaften ernährungsphysiologischen Eigenschaften von Quinoa führten zu einer kontinuierlichen Steigerung der weltweiten Nachfrage wodurch die Produktion in den Ursprungsländern nicht Schritt halten konnte und somit eine angespannte Beschaffungssituation für Quinoa in Deutschland entstanden ist. Die im Quinoakorn enthaltenen Saponine, eine Stoffgruppe, die sich seifenartig unter Schaumbildung in Wasser löst, müssen aufgrund ihrer extremen Bitterkeit vor dem Verkauf entfernt werden. Die bislang am meist verbreitete Methode zur Entfernung der Saponine ist das Waschen in alkalischer Lösung bei unterschiedlichen Temperaturen. In der Regel wird der Waschvorgang mehrmals durchgeführt (z.B. 5-maliges Waschen). Daraus folgen hohe Energiekosten, verbunden mit dem direkten Anstieg der Produktionskosten für Quinoa.

Ziel des FuE-Kooperationsvorhabens war die Entwicklung eines ganzheitlichen technischen Systems zur Minimierung, Entfernung und Rückgewinnung der bisher lediglich als Abfallproduckt angesehenen Saponine für in Deutschland produzierte Quinoa-Rohware.

Die Ziele des Teilprojekts der Universität Hohenheim waren: i) ein Anbauverfahren für Quinoa in Deutschland zu entwickeln, um die Nachfrage an Quinoa-Rohware zu bedienen und die Unabhängigkeit von Importen zu stärken, ii) zu analysieren, inwieweit Unterschiede im Saponingehalt und relevanten Inhaltsstoffen auf unterschiedliche Provenienzen und Anbaumethoden zurück-zuführen sind und ggfs. über eine geeignete Anbautechnik optimiert werden können. Für die Anbautechnik wurden Verfahren zur Saatbettbereitung, Aussaat, Schädlingsbekämpfung, Unkraut-kontrolle und Ernte entwickelt und ein Leitfaden zum Quinoaanbau erstellt. Die Wirkzusammenhänge zwischen Sorten und Provenienzen, Saatzeitpunkt, N-Düngung, Ertrag, Qualitätsmerkmale (Saponine, Proteine, Aminosäuren und Geschmack) wurden  anhand von Feldversuchen erfasst.

Förderer:  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie(BMWi)

Förderkennzeichen: 16KN050521

Laufzeit: 01.05.2015 - 30.04.2017

Beteiligte Personen: 

Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger,  Dr. sc. agr. Mhedi Nkebiwe, Dr. sc. agr. Benjamin Mast, M.Sc. Lisa Schwemmlein, M.Sc. Achim Präger

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340, Acanchia ug & co. KG, Greenfox Naturtec GmbH

Water - People - Agriculture (WPA) - Integrative solutions to water issues and conflicts

Beschreibung:

Förderer: Anton & Petra Ehrmann-Stiftung

Förderkennzeichen:

Laufzeit: 01.09.2013 - 31.12.2025

Beteiligte Personen:
Laura Mack, Carolin Weiler

Beteiligte Einrichtungen:
Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, WPA Graduiertenschule

Link:

IRTG 1070: SP 2.1 Design, modeling and evaluation of improved cropping strategies and multi-level interactions in mixed cropping systems in the North China Plain

Beschreibung:

In China, the productivity of arable land needs to be further increased. However, with N-fertilizer rates being extremely high already and due to a shortage of irrigation water, further yield increases are not possible by increasing the amount of these input factors. Strategies to reduce or avoid negative environmental effects including water saving while maintaining high yields have to be developed. Yield increases, may be possible by appropriately adjusting cropping systems, either by design (e.g. intercropping as a mixed cropping system), crop sequence and rotation, or improved input factor efficiency.

The main objective of this subproject will be to design, model and evaluate improved cropping strategies and multi-level interactions in mixed cropping systems. Based on a process-oriented modeling approach, the project will emphasize on the evaluation of cropping system prototypes including different crops (spring maize, summer maize, wheat, peanut), different designs (intercropping, mixed cropping), different crop sequences and rotations (e.g. spring maize monoculture versus double cropping winter wheat-summer maize) and different input factor levels of water and nitrogen for different regions and agro-climatic conditions in the North China Plain. By doing so, the project aims at exploring the possibilities and at creating new methodologies for improving the cropping systems in the North China Plain. Within the modeling approach competitive relationships between crop species regarding yield, solar radiation, water and nitrogen will be analyzed and modeled. The project will design the necessary methods and basic approaches for the description of the relevant indicator parameters and transfer these into a thorough modeling approach.

Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft,  Ministry of Education of the People´s Republic of China

Förderkennzeichen: DFG-GRK 1070

Laufzeit: 01.06.2004 - 30.05.2013

Beteiligte Personen:

Prof. Dr. Wilhelm Claupein, Prof. Dr. agr. Simone Graeff-Hönninger, Dr. sc. agr. Sebastian Munz, Prof. Dr. Wang Pu, Prof. Dr. Chen Qing, Guo Buqing

Beteiligte Einrichtungen:

Arbeitsgruppe Anbausysteme und Modellierung, Fg. Allgemeiner Pflanzenbau, China Agricultural University Beijing 

Publikationen im Rahmen des Projekts:

• Extension and evaluation of intercropping field trials using spatial models.
  2010: Knörzer, H., Müller, B.U., Guo, B., Graeff-Hönninger, S., Piepho, H.P., Wang, P., Claupein, W.
  
• Field-Based Evaluation of Vernalization Requirement, Photoperiod Response and Earliness per se in Bread Wheat (Triticum aestivum L.).
  2008: HERNDL, M., J.W. WHITE, L.A. HUNT, S. GRAEFF & W. CLAUPEIN
  
• A Review on vegetable intercropping in the North China Plain – a strategy to combat environmental degradation
  2008: Feike, T., Sun, D., Chen, Q., Pfenning, J., Graeff-Hoenninger, S., Zuehlke, G., Claupein, W.
  
• Determining basic growth parameters of three Chinese cabbage (Brassica campestris L. ssp. Pekinensis (Lour) Olsson) cultivars for integration into the DSSAT cropping model
  2008: Feike, T., Pfenning, J., Zuehlke, G., Graeff-Hoenninger, S., Claupein, W.
  
• Knowledge Transfer Systems in China – an Example of Vegetable Intercropping Systems in Hebei Province
  2008: Feike, T., Chen, Q., Pfenning, J., Graeff-Hoenninger, S., Zuehlke, G., Claupein, W.
  
• Modeling intercropping and interspecific competition in arable crops
  2008: Knörzer, H, Graeff-Hönninger, S., Claupein, W.
  
• An Empirical Evaluation of Yield Performance and Water Saving Strategies in a Winter Wheat - Summer Maize Double Cropping System in the North China Plain.
  2007: BINDER, J., S. GRAEFF, W. CLAUPEIN, M. LIU, M. DAI & P. WANG
  
• Abschätzung des Ertragspotenzials von Frühjahrs- und Sommermais in der Nordchinesischen Tiefebene.
  2007: BINDER, J., S. GRAEFF, W. CLAUPEIN, M. LIU, M. DAI & P. WANG
  
• Ermittlung von Vernalisationsbedarf, photoperiodischer Sensitivität und Frühzeitigkeit bei Weizen (Triticum aestivum L.) in einem Feldversuch.
  2007: HERNDL, M., J.W. WHITE, S. GRAEFF & W. CLAUPEIN
  
• Charakterisierung verschiedener Weizensorten hinsichtlich ihrer Sensitivität auf Photoperiode und Vernalisation zur Validierung eines „Gen-Basierenden“ Modellierungsansatzes.
  2006: HERNDL, M., J.W. WHITE, S. GRAEFF & W. CLAUPEIN
  
• Optimierung der Bewässerung für ein Winterweizen-Körnermais-Doubel-Cropping System in der Nordchinesischen Tiefebene.
  2006: BINDER, J., S. GRAEFF, W. CLAUPEIN, M. LIU, M. DAI & P. WANG
  
• Optimizing Irrigation in a Double Cropping System of Winter Wheat and Summer Maize in the North China Plain.
  2006: BINDER, J., S. GRAEFF, W. CLAUPEIN, M. LIU, M. DAI & P. WANG
  
• Overview over the Development of a Winter Wheat – Summer Maize Double Cropping System in the Northern China Plan over the Last Two Decades.
  2005: BINDER, J., S. GRAEFF, W. CLAUPEIN, M. LIU, M. DAI & P. WANG
  
• Evaluation of Intercropping Systems with Cereals in China and the Potential for Adjustment using a Crop Model Approach
  2008: Knörzer, H, Graeff-Hönninger, S., Claupein, W.
  
• Growth, Yield, Resource Parameters and Interspecific Competition of Intercropped Maize, Wheat, Peas and Peanut in Germany and China – a Model Approach
  2009: Knörzer, H., Graeff-Hönninger, S., Claupein, W., Guo, B., Pu, W.
  
• Light Competition in Chinese Cabbage/Maize Strip Intercropping Systems.
  2010: FEIKE, T., MUNZ, S., GRAEFF-HÖNNINGER, S., CHEN, Q., PFENNING, J., ZÜHLKE, G. & W. CLAUPEIN
  
• Model-Based Approach to Quantify and Regionalize Peanut Production in the Major Peanut Production Provinces in the People`s Republic of China.
  2010: KNÖRZER, H., GRAEFF-HÖNNINGER, S. & W. CLAUPEIN
  
• Farmer-developed vegetable intercropping systems in southern Hebei, China
  2010: Til Feike, Qing Chen, Simone Graeff-Hönninger, Judit Pfenning und Wilhelm Claupein
  
• How to overcome the slow death of intercropping in China
  2010: Til Feike, Qing Chen, Judit Pfenning, Simone Graeff-Hönninger, Gudrun Zühlke, und Wilhelm Claupein
  
• The Rediscovery of Intercropping in China: a Traditional Cropping System for Future Chinese Agriculture.
  2009: KNÖRZER, H., GRAEFF-HÖNNINGER, S., GUO, B., WANG, P. & W. CLAUPEIN
  
• Developing an improved model for simulating a relay intercropping system of wheat and maize
  2009: Knörzer, H, Graeff-Hönninger, S., Claupein, W.
  
• Developing an improved strip-intercropping system for maize and Chinese cabbage in the North China Plain
  2009: Anke Mueller, Til Feike, Qing Chen, Simone Graeff-Hoenninger, Judit Pfenning, Wilhelm Claupein
  
• Improving maize and Chinese Cabbage Intercropping Systems in Northern China.
  2009: FEIKE, T., CHEN, Q., PFENNING, J., GRAEFF-HÖNNINGER, S. & W. CLAUPEIN
  
• Influence of Policy Measures and Economic Growth on Intercropping Systems in China
  2009: Til Feike, Qing Chen, Simone Graeff-Hoenninger, Wilhelm Claupein
  
• Innovation transfer in China – vegetable intercropping systems in southern Hebei province
  2009: Til Feike, Qing Chen, Judith Pfenning, Simone Gräff-Hönninger, Gudrun Zühlke, Wilhelm Claupein
  
• Intercropping of Chinese cabbage and maize – traditional system with future potential for the North China Plain
  2009: Feike, T., Chen, Q., Pfenning, J., Graeff-Hoenninger, S., Claupein, W.
  
• Simulating a Wheat-Maize Intercropping System with the DSSAT Crop Growth Model
  2009: KNÖRZER, H., GRAEFF, HÖNNINGER, S. & W. CLAUPEIN
  
• Studying the Microclimate in a Maize Intercropping System.
  2009: MUNZ, S., FEIKE, T., GRAEFF-HÖNNINGER, S. & W. CLAUPEIN
  
• Ideotyping Approach: Finding Suitable Wheat Varieties for a Sustainable Crop Production in the North China Plain.
  2005: HERNDL, M., S. GRAEFF & W. CLAUPEIN