Das Potenzial für biologische Erzeugnisse in mehrjährigen Gräsern erkennen
In Anbetracht solch enormer Probleme wie dem Klimawandel, dem Abbau konventioneller Brennstoffreserven und der Erosion fruchtbarer Oberböden ist es nachvollziehbar, dass Wissenschaftler Gräser als Lösungsmöglichkeit übersehen haben. Während andernorts nach „großen Lösungen“ gesucht wurde, war das Projekt OPTIMA von den Gräsern der Mittelmeerregion inspiriert. Die Forscher setzten bei einem Vergleich der Wachstumsbedingungen und Umweltauswirkungen unterschiedlicher mehrjähriger Gräser gegenüber einjährigen Arten und Holzgewächsen an. Es wurde beobachtet, dass ertragreiche mehrjährige Gräser gegenüber einjährigen Arten und Holzgewächsen zu ergiebigeren Erzeugnissen führen können. Außerdem haben diese Gräser den weiteren Vorteil als Kohlenstoffsenken und Filtersysteme zu arbeiten, die Schadstoffe aus dem Wasser und dem Boden entfernen. „Im Vergleich zu traditionellen Reihenkulturen sind für mehrjährige Gräser gemeinhin eine geringere Menge an Düngemitteln oder Unkrautbekämpfungsmitteln erforderlich und diese liefern Vorteile bezüglich der Bodenstruktur und Biodiversität“, sagt Projektkoordinator Salvatore L. Cosentino von der Universität Catania. „Da die Pflanzen aus dem Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre bestehen, ist folglich die Verwendung von Pflanzen, die sich für die Energie- und Biokraftstoffherstellung eignen, eine der effektivsten Möglichkeiten zur Reduzierung von Treibhausgasen.“ Grenzertragsflächen maximieren Eines der Kernziele des Projekts war die Erschließung neuer Märkte für Biokraftstoffe und pflanzenbasierte Bioerzeugnisse. Hierfür mussten die Forscher jedoch zunächst die Tatsache überwinden, dass die Herstellung von Biokraftstoffen oftmals mehr Schaden als Gutes bewirkt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Biokraftstoffe traditionell aus landwirtschaftlichen Kulturpflanzen wie Mais, Zuckerrohr, Raps und Palmöl hergestellt werden – Anbaupflanzen, die dafür sorgen, dass wichtige Anbauflächen nicht für den Anbau von Nahrungsmitteln genutzt werden können. Das OPTIMA-Projekt überwand diese Herausforderung über die Ernte von Gräsern als Mittel zur Schaffung neuer pflanzenbasierter Bioprodukte. „Der Anbau von mehrjährigen Gräsern auf Grenzertragsflächen oder degradierten Flächen bedeutet, dass ein geringerer Wettbewerb mit bestehenden Nahrungspflanzen besteht. Hierdurch werden Bedenken über eine mögliche Verdrängung von Pflanzen verhindert“, sagt Cosentino. Infolgedessen wird damit gerechnet, dass das Projekt unmittelbar zur Schaffung neuer Einkommens- und Beschäftigungsquellen in ländlichen Gebieten führt und gleichzeitig neue Optionen für eine maximale Nutzung von Grenzertragsflächen bietet. Gräser der nächsten Generation Trotz dieser ersten Erfolge gilt es weitere Herausforderungen zu meistern. Die Züchtung mehrjähriger Gräser bspw. kann äußerst anspruchsvoll sein, da viele Sorten kein verwertbares Saatgut hervorbringen und einen signifikanten – und kostenintensiven – Bewässerungsbedarf haben. Des Weiteren sind Biomasseerträge von Gräsern, die auf Grenzertragsflächen angebaut werden, geringer, als Erträge von „guten“ landwirtschaftlichen Böden. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wendet sich das OPTIMA-Projekt der Gentechnik zu, so unter anderem dem Next Generation Sequencing als Möglichkeit zur Erzeugung hybrider Gräser, die eine größere Resistenz gegenüber Hitze, Wasser und Salz bieten. Forscher demonstrierten, dass manche dieser mehrjährigen Gräser der nächsten Generation auf mit Schwermetallen kontaminierten Böden ein relativ gutes Wachstum verzeichnen und eine Toleranz gegenüber Dürre-, hohen Salinitäts-, Kälte- sowie Frostbedingungen zeigen. „Bei der Kultivierung könnten diese Gräser eine Vielzahl von Vorteilen bieten und wir fahren damit fort, neue Möglichkeiten zu finden, um das Beste aus diesen Gräsern herauszuholen“, meint Cosentino weiter. „Anders ausgedrückt heißt das, dass die richtigen Gräser unter den richtigen Bedingungen zur Folge haben, dass landwirtschaftliche Grenzertragsflächen für eine nachhaltige Erzeugung von Bioprodukten auf Pflanzenbasis genutzt werden können.“
Schlüsselbegriffe
OPTIMA, mehrjährige Gräser, Mittelmeerregion, Rohstoffe, pflanzenbasierte Erzeugnisse, Biomasse, Bioraffinerie, Bioökonomie, Bioenergie.
