Die Pflanzen der Zukunft

Klimatische Veränderungen zeigen deutlicher denn je, dass es resiliente, anpassungsfähige Pflanzen braucht, um auch in Zukunft die Versorgung der Bevölkerung mit qualitativ hochwertigen Lebensmitteln sicherzustellen. Doch wie genau sehen diese Pflanzen der Zukunft aus?

Keynote von Dr. Urs Niggli: Züchtung ist bedeutend

Einen ersten Einstieg ins Thema ermöglichte Dr. Urs Niggli vom schweizerischen Institut für Agrarökologie mit seiner Keynote. „Pflanzenzüchtung ist bedeutend für die Ernährungssysteme und die Landwirtschaft der Zukunft“, so der Wissenschaftler. Seit 1961 konnten die Erträge der Getreideproduktion stetig erhöht werden – und so gleichzeitig die wachsende Erdbevölkerung versorgen, während sich die Fläche des Getreideanbaus nicht wesentlich veränderte. Laut Niggli der beste Beweis für die wichtige Rolle der Pflanzenzüchtung, die neben Innovationen des Pflanzenschutzes und der Nährstoffversorgung diese Entwicklungen überhaupt erst ermöglichte. Während die beiden letztgenannten und auch die Wasserversorgung der Pflanzen immer wieder in Kritik geraten, bleibt die Züchtung als „wichtigste Strategie für die Zukunft“, ohne die Umwelt zu belasten, so Niggli.

Wie bei allen neuen Technologien begegne jedoch auch die Pflanzenzüchtung gesellschaftlicher Skepsis. Niggli spielte damit beispielsweise auf neue molekulare Züchtungsmethoden, das Genome Editing, an. Er selbst bezeichnet die aktuellen Entwicklungen der Wissenschaft rund um Robotik, Sensortechnik und Co. als fantastisch, machte jedoch auch deutlich: „Wenn wir über Pflanzenzüchtung sprechen, möchten wir keine Bedingungen wie im mittleren Westen der USA“, stellt er klar und erteilt Monokulturen damit eine Absage. „Sie sind vielleicht der beste Weg für hohe Erträge, verursachen aber Probleme, die es ohne Monokulturen nicht gäbe“, erklärt er.

Niggli hingegen präsentierte den Zuschauer*innen Eindrücke von streifenförmiger Landwirtschaft als „Ideal“ des Ackerbaus von morgen. Hierfür brauche es auch ein vielfältiges Angebot an Züchtern, keine Monopolstellungen einzelner Unternehmen. „Wir brauchen so viele Züchter wie möglich, auch kleine und mittelständische“, so der Experte. „Und wir brauchen außerdem verschiedene Züchtungsmethoden.“ Auch Öko-Züchter würden zur Diversität des Pflanzenanbaus beitragen, genau wie konventionelle Züchter, die sich neuer Techniken wie CRISPR/Cas bedienen.

Start-up Insight mit Finn Gaida von NoMaze

„NoMaze – the foundational AI platform for plant breeding“ – CTO Finn Gaida nahm die GANS-Zuhörer*innen in einem kurzweiligen Start-up-Insight mit in die Welt der Künstlichen Intelligenz (KI). „Ich möchte mit einem Thema beginnen, von dem ich hier niemanden überzeugen muss: Klimawandel“, steigt der Gründer ins Thema ein. Schon heute beeinflussen klimatische Veränderungen die Erträge auf den Feldern. „Sie erhöhen den Druck auf Landwirte, trotzdem noch dieselben Erträge zu erwirtschaften“, so Gaida. Hier kommen neue Techniken ins Spiel: „Die Entwicklung der KI beschleunigt sich im Moment stark“, berichtet er. Eine neue Pflanze zu züchten, brauche mitunter Jahre – und eine Menge Geld. Feldversuche seien dabei einer der Hauptkostenpunkte – die potenziellen neuen Sorten müssen ausgiebig unter verschiedensten klimatischen Bedingungen getestet werden.

Hier setzt die junge Firma aus München an. Das Programm NoMaze ermögliche es, die Züchtungszeit auf ein Jahr zu reduzieren und die Kosten des Züchtungsprogramms um über 70 % zu senken. Dank intelligenter Programme könne vorausgesagt werden, wie sich eine Pflanze unter verschiedensten Bedingungen verhält, ohne dass es sie überhaupt schon gibt – oder die Wetterbedingungen, die in Zukunft auf die Landwirtschaft zukommen könnten. Ermöglicht wird dies durch das Modell TraitLens, das auf KI beruht. „Das Modell schaut auf die DNA der Pflanze und kann bestimmte Eigenschaften dieser Pflanze vorhersagen, wie Ertrag, Resistenzen oder Gesundheit“, erklärt der Gründer. NoMaze helfe Züchtern so, schneller bessere Entscheidungen zu treffen.

Panel: Neue Möglichkeiten nutzen, aber wie?

Neben Gaida und Niggli bereicherten Urs Fischer (NPZ Innovation) und Dr. Carl Vollenweider (Dottenfelderhof) das von Dr. Alexander Wiegelmann moderierte Panel zum Thema Pflanzenzüchtung. Die Teilnehmer deckten so laut des Moderators eine breite thematische Spanne ab – von klassischer Pflanzenzüchtung über Forschung und die Nutzung neuer Technologien und KI bis hin zur Züchtung ökologischer Sorten – und diskutierten engagiert die Zukunft der Pflanzenzüchtung.

Wie sieht die Landwirtschaft der Zukunft aus?

„Würden Sie sagen, der Fokus liegt in Zukunft auf Systeminnovationen oder auf High-Tech-Genetik und -Pflanzen?“, wandte Wiegelmann sich zunächst an Dr. Urs Niggli, den Experten für Agrarökologie. „Wir müssen eine Reihe von Techniken entwickeln, aber auch Arten, die an Low-Input-Systeme angepasst sind – und dabei trotzdem produktiv sind“, so der Wissenschaftler. Man habe High-Input-Systeme und ihre Auswirkungen gesehen, erklärte er und nannte in diesem Zusammenhang Nitrat- und Phosphorüberschüsse als Beispiel. „Alles zeigt in die Richtung Low-Input-Systeme“, schließt er.

Wo wird neue Technik bereits genutzt?

Die Frage, wie der Status quo in Sachen Implementierung neuer Techniken aussieht, beschäftigte die Runde als Nächstes. „Artificial Intelligence (AI) wird bereits auf verschiedene Arten eingesetzt“, berichtet Finn Gaida. Von Bildanalyse- und Phänotypisierungsdrohnen über ChatGPT bis hin zu Systemen zur Entscheidungsfindung unterstützt die Künstliche Intelligenz auch bei der Pflanzenzucht, auch wenn die ersten mit KI-Unterstützung erlangten Sorten vielleicht noch nicht auf dem Markt seien. Was manchmal noch fehle, ergänzt Urs Fischer, sei die Akzeptanz innerhalb der Organisationen gegenüber AI.

Klassische Züchtung vs. Genome Editing?

Die bewährte Kreuzzüchtung gehört dagegen nach wie vor zum Tagesgeschäft von Dr. Carl Vollenweider vom Dottenfelderhof mit biologisch-dynamischen und ökologischen Resistenz- und Qualitätszüchtungsprogrammen. Doch die Welt sei nicht so schwarz-weiß, wie die Menschen manchmal denken, erklärt er seinen Standpunkt zu modernen Technologien – es gebe nicht nur Genomeditierung oder Kreuzzüchtung. „Natürlich produzieren die modernen Techniken viele Zwischentechniken wie diagnostische Marker, die dabei helfen, Pflanzen auf einer genetischen Ebene zu betrachten – auch wir nutzen diese bis zu einem gewissen Grad“, berichtet er. Technologie könne dabei helfen, Zusammenhänge besser zu verstehen.

Welche Veränderungen braucht es?

Wenn man über die Zukunft der Landwirtschaft spricht, gehören für Niggli auch die Ernährungsgewohnheiten der Menschen dazu. „Wir müssen uns anschauen, wie wir essen“, bringt er es auf den Punkt. „Wir essen zu viel tierisches Protein und verschwenden große Mengen Lebensmittel.“ Auch wenn das Ernährungsverhalten schwer zu verändern sei, müsse man darüber sprechen. Darüber hinaus müsse der Output von Low-Input-Systemen verbessert werden.

Veränderungen wünscht sich auch Finn Gaida: Die Bereitstellung und Verbreitung neuer Technologie sei ein Punkt, der noch verbessert werden könnte. „Vertrauen in diese Systeme aufzubauen, braucht Zeit, Information und Infrastruktur“, ist er sich sicher. Dass es sich lohnt, weiß Urs Fischer: „Es wird einfacher und schneller, das ist der Hauptvorteil. Wir können früher selektieren“, berichtet er aus dem Züchtungsalltag.

Wo soll investiert werden?

Schmunzler im Publikum gab es bei der Frage, wo Dr. Urs Niggli sein Geld investieren würde, wenn er Investor wäre. „Es ist ein bisschen schwierig, Geld in Bodengesundheit zu investieren“, sagt er mit einem Lächeln, entschied sich aber dann dafür, in der Theorie sein Geld in die biodynamische Züchtung zu investieren. Viele Unternehmen nutzen bereits neue Techniken, doch es brauche nach Ansicht des Wissenschaftlers eine breite Vielfalt an Lösungen. „Wir wollen nicht von einem Weg abhängig sein und wir wollen nicht von einer Technologie abhängig sein“, erklärt er seine Gedanken.

Wie steht es um Patente?

Ein weiteres wichtiges Thema beschäftigte die Runde: „Wo ich Unsicherheiten sehe, sind Patente“, so Vollenweider. „Ich glaube nicht, dass wir wissen, was in dieser Hinsicht passieren wird.“ Aktuell könnten die Züchter sich untereinander austauschen, es sei jedoch seine Hauptsorge, dass dies mit mehr Patenten nicht mehr möglich sein könnte. „Das war ein großer Treiber der Innovation in Europa“, blickt er zurück. Niggli berichtete in diesem Zusammenhang von seiner Erwartung, dass die Kommission mit einem Vorschlag zur Regulierung der Patente aufwarten wird. „Wir brauchen hier eine Veränderung und ein modifiziertes Patentgesetz.“

Blick in die Zukunft

Noch nie standen der Pflanzenzüchtung so viele unterschiedliche Werkzeuge zur Verfügung wie heute. Doch mit den neuen Möglichkeiten wachsen auch die Herausforderungen. Welche Technologien sollen genutzt werden? Welche Rahmenbedingungen braucht es? Und wie lassen sich Innovationen, Nachhaltigkeit und gesellschaftliche Akzeptanz miteinander verbinden? Die Diskussion beim GANS 26 zeigte, dass es auf diese Fragen keine einfachen Antworten gibt – wohl aber den gemeinsamen Willen, sie im Dialog zu beantworten.

Links zu Videos:

Wie bedeutend die Pflanzenzüchtung für die Ernährungssysteme und die Landwirtschaft der Zukunft ist, zeigte Dr. Urs Niggli vom Institut für Agrarökologie in seiner Keynote auf.

Mit KI besser gewappnet für die Herausforderungen des Klimawandels: In einem Start-up Insight nahm Finn Gaida von NoMaze die Zuhörer*innen mit in die Welt der KI.

Wie schafft man den Übergang vom Alten zum Neuen? In einem spannenden Panel diskutierten die Teilnehmer über den Einsatz moderner Züchtungsformen und Künstlicher Intelligenz.