Eine der wichtigsten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts besteht darin, die weltweite Nachfrage nach ressourcenschonend produzierter Biomasse zu befriedigen – sowohl für Lebensmittel als auch für den wachsenden Sektor der Bioprodukte. Die zunehmende Nutzung von Süßwasser für die Landwirtschaft und der Verlust von Ackerland aufgrund des Salzgehaltes sind damit verbundene Probleme.
Steigender Salzgehalt in Böden
Die Gruppe von Jutta Papenbrock am Institut für Botanik ist ein Partner im Konsortium des EU-Projekts Aquacombine: Das Team der Arbeitsgruppe untersucht die salztolerante Pflanzenart Salicornia europaea. Die gewonnen Erkenntnisse werden auch die Landwirtschaft beeinflussen.
Salicorn, auch Queller oder Meeresspargel genannt, wird in der EU kommerziell angebaut, da die frischen Triebspitzen als Gemüse verzehrt wird. Die Pflanze kann auf salzhaltigem Land angebaut werden, ohne dass Süßwasser zur Bewässerung benötigt wird. Beim Anbau als Gemüse werden nur die frischen Spitzen verwendet, während der holzige Teil der Pflanze als Rückstand betrachtet wird. Heute verwenden die europäischen Landwirtschaftsbetriebe einen Teil der faserigen Rückstände zur Bodenverbesserung und Trocknung der Fasern zur Herstellung von Kräutersalz. Die Menge der Rückstände in Lebensmitteln ist jedoch groß (ca. 80 %), und der Salzgehalt des Rückstands ist ein Problem, wenn er zur Bodenverbesserung verwendet wird, da er das Salz in den Boden zurückführt.
Es besteht ein großer Wunsch der Salicornia-Betriebe, den Wert dieser Fraktion in Übereinstimmung mit den Prinzipien der zirkulären Bioökonomie zu erhöhen. Der holzige Rückstandsteil von Salicornia wurde wegen seines hohen Gehalts an Phytochemikalien, z.B. Hydroxyzimtsäuren (HCA), als Quelle für pharmazeutische und nutrazeutische Produkte untersucht. Um die landwirtschaftliche Nutzung von Salicornia zu fördern, besteht der Wunsch, diese Rückstände durch biochemische und bioenergetische Produktion zu valorisieren.
Nachhaltige Aquakultur – die Arbeit am Projekt Aquacombine
Dr. Ariel Turcios beschäftigt sich hauptsächlich mit dem kontrollierten Anbau von definierten Salicornia-Arten und Herkünften und anderen vielversprechenden Halophyten, während Doktorand Johann Hornbacher für die Analyse wertvoller Metabolite in den Halophyten verantwortlich ist.
Das Projekt wird auch die Kombination von Aquakultur und Salicornia-Zucht untersuchen, die Synergien schafft, wie z.B. die Formulierung und Prüfung von phytochemikalienreichem, funktionellem Fischfutter und die Formulierung und Prüfung von protein- und fettreichem Fischfutter. Die Ergebnisse dieser Studie werden die Landwirtschafts- und Aquakulturbetriebe, die mit Salicornia arbeiten, in die Lage versetzen, alle Fraktionen der produzierten Biomasse zu verwerten und HCAs, funktionelles Fischfutter und Bioenergie mit Mehrwert zu produzieren. Dies wird neue zirkuläre Industrien mit der Koproduktion von Nahrungsmitteln, Pharmazeutika und Bioenergie aus dieser nachhaltigen Pflanzenart mit sehr geringer oder ohne Produktion von Abfallströmen schaffen.
Arbeitsgruppe Papenbrock: Schwefelstoffwechsel und abiotischer Stress in Pflanzen
