LeguAN – Innovative und ganzheitliche Wertschöpfungskonzepte für funktionelle Lebens- und Futtermittel aus heimischen Körnerleguminosen vom Anbau bis zur Nutzung

Veröffentlichungen:
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Forschungsbericht Nr. 41 - LeguAN


Koordination:
Prof. Dr. Sascha Rohn, Universität Hamburg, Institut für Lebensmittelchemie
Mitantragstellende Projektpartner:
Prof. Dr. Bernhard C. Schäfer , Fachhochschule Südwestfalen, FG Spez. Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung (FH-SW)
Prof. Dr. Jürgen Braun
Prof. Dr. Monika Schreiner, Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau Großbeeren/Erfurt e.V. (IGZ)
Prof. Dr. Ulf Stahl, TU Berlin, FG Mikrobiologie und Genetik (Mibi)
Prof. Dr. Dietrich Knorr, TU Berlin, FG Lebensmittelbiotechnologie und -prozesstechnik (LMBT)
Dr. Oliver Schlüter, Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB)
Dr. Rosemarie Schneeweiß, Institut für Lebensmittel- und Umweltforschung e.V., Bergholz-Rehbrücke (ILU)
Prof. Dr. Andreas F.H. Pfeiffer, Deutsches Institut für Ernährungsforschung, Abt. Klinische Ernährung, Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Förderung durch:
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
Projektbearbeitung:
M.Sc.agr. Dorothee Alpmann
Projektzeitraum:
01.10.2011 - 30.09.2014
Projektziel:
Ziel des Forschungsvorhabens ist die effiziente und marktgerechte Herstellung von innovativen Le-bens-, Futtermitteln und -zutaten (Halbfertigerzeugnisse) auf der Basis von heimischen Leguminosenarten wie Erbse (Körnerfuttererbse und Gemüseerbse) und Ackerbohne. Leguminosen sind besonders reich an ernährungsphysiologisch wertvollen Pflanzen-proteinen und bioaktiven sekundären Pflanzenstoffen. Der Einfluss beider Fraktionen sowie deren Wechselwirkungen untereinander im Hinblick auf antidiabetische und vaskuläre Effekte der Leguminosen beim Menschen sollen hier belegt werden, um die Bedeutung von Leguminosen-basierten Produkten zu erhöhen. Zu diesem Zweck werden im Rahmen dieses Vorhabens die Proteinfraktionen der Leguminosen und deren Wechselwirkungen mit sekundären Pflanzenstoffen sowie pflanzeneigenen Polysacchariden charakterisiert.
Eine anschließende Modifizierung durch innovative Lebensmitteltechnologien wie Hochdruck, Extrusion, Niedertemperaturplasma u.ä. sowie durch Fermentation, soll die funktionellen Eigenschaften der Einzelkomponenten sowie ihre Interaktionen verändern, so dass die Entwicklung innovativer Produkte mit hohem Nährwert unter ganzheitlicher Nutzung der Hülsenfrucht ermöglicht wird. Im Bereich der Futtermittel sollen neue Ansätze für den Einsatz in Futtermischungen und bei der innerbetrieblichen Verwertung untersucht werden. Nach Schätzungen werden von den rund 25 Mio t Protein, die jährlich in der EU für Futterzwecke benötigt werden, bisher rund drei Viertel über Soja abgedeckt. Daraus lässt sich ein erhebliches Flächenpotential für den Anbau ableiten.
Die geplanten Forschungsarbeiten sollen das Marktpotential bzw. die Vermarktungschancen für Leguminosenprodukte erhöhen und gleichzeitig den Anbau von Leguminosen vor allem in dafür besonders geeigneten traditionellen Regionen (Erbse: Sachsen-Anhalt, Thüringen, Sachsen und Teile Branden-burgs; Ackerbohne: westliche Bundesländer mit ausreichenden Niederschlägen vor allem in den Sommermonaten) deutlich wiederzubeleben.

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Klimaorientierte Anpassungsstrategien in der Landwirtschaft -optimierter Klimabetrieb

Projektleitung:
Prof. Dr. Bernhard C. Schäfer
Prof. Dr. Thomas Weyer
Prof. Dr. Harald Laser
Prof. Dr. Jürgen Braun
Förderung durch:
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
Ministerium für Klimaschutz, Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz NRW
Kooperation:
Julius Kühn-Institut, Pflanzenbau und Bodenkunde, Prof. Dr. J. Greef, Braunschweig
Von Thünen-Institut, Agrartechnologie und Biosystemtechnik, Dr. J. Brunotte Braunschweig
Projektbearbeitung:
M.Sc.agr. Sarah Lütke Börding
M.Sc.agr. Paul Schattschneider
Projektzeitraum:
01.10.2010 - 30.09.2013
Projektziel:
Die landwirtschaftlichen Betriebe sind sowohl Betroffene als auch Mitverursacher des Klima-wandels. Im landwirtschaftlichen Sektor sind Klimaanpassungsstrategien und Klimaschutz eng verzahnt. Risiken und Schäden gegenwärtiger und zukünftiger Klimaveränderungen müssen aufgefangen werden durch gezielte Anpassungen der Produktionstechnik.

Auf der anderen Seite werden durch die landwirtschaftliche Produktion von Nahrungsmitteln und nachwachsenden Rohstoffen auch Klima wirksame Gase emittiert. Die Emission von Spurengasen muss minimiert werden

Vor diesem Hintergrund werden die am Fachbereich Agrarwirtschaft und anderen Institutionen entwickelten pflanzenbaulichen Verfahren im Sinne einer Hightech-Strategie zum pflanzenbaulichen Gesamtkonzept einer ‚Klimafarm‘ zusammengeführt.

Tagungsband

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Umweltverträgliche Gestaltung von Bodennutzungssystemen im Feldgemüse- und Kartoffelanbau

Betreuer:
Prof. Dr. B. C. Schäfer
Förderung:
Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen
Kooperation:
FH-SWF, Agrarwirtschaft Soest
Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen
IGLO GmbH, Reken
Projektzeitraum:
Sep. 2006 - Dez. 2008
Mitarbeiter:
Dipl.-Ing. (FH) Monika Kuper
Dipl.-Ing. (FH) Mathias Drunkemühle
LTA Sylvia Vier

Praxisübliche Bewirtschaftungssysteme mit Feldgemüse und Kartoffeln können im Widerspruch zu Zielen des Boden- und Gewässerschutzes stehen. Die im Vergleich zu anderen Ackerkulturen oft relativ kurzen Vegetationszeiten vieler Feldgemüsearten führen vor der Bestellung und nach der Ernte zu langen Phasen ohne schützende Bodenbedeckung. Hieraus resultiert eine erhöhte Gefahr für Erosion und Verschlämmung von Flächen in derartigen Bewirtschaftungssystemen. Über den Pfad der Bodenerosion und des Oberflächenabflusses können verstärkt Pflanzenschutzmittel und Nährstoffe in Oberflächengewässer gelangen. Verschärft wird dieses Problem durch die produktionsbedingten weiten Reihenabstände und die sehr hohe Bodenbearbeitungs-intensität zur Saat bzw. Pflanzung (z.B. Fräsen zur Beetvorbereitung) und während der Vegetation (mechanische Unkrautbekämpfung). Dies führt zu einer Destabilisierung des Bodengefüges. Darüber hinaus findet insbesondere in Gemüse betonten Fruchtfolgen kein nennenswerter Aufbau von Dauerhumus statt, der zur Bildung eines stabilen, tragfähigen Bodengefüges essenziell ist.

Die Vermarktung von Feldgemüse und Kartoffeln ist durch die strikten Qualitätsvorgaben des Handels und der weiterverarbeitenden Industrie stark reglementiert. Daraus ergeben sich u. a. sehr begrenzte Erntezeiträume, die das Befahren von Anbauflächen auch unter ungünstigen Witterungsbedingungen zur Folge haben können. Gerade beim Einsatz moderner Erntetechniken mit hohen Achslasten gehen damit häufig Bodenschadverdichtungen einher.

Die praxisübliche Produktionstechnik im Feldgemüseanbau und im Kartoffelanbau steht damit den im Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG) verankerten Zielen oftmals diametral entgegen. Die Integration geeigneter Zwischenfrüchte oder das Belassen von Ernterückständen zur Ausbildung einer schützenden Mulchdecke können dazu beitragen, den Bodenabtrag durch Erosion und Bodenschadverdichtungen zu vermindern. Darüber hinaus haben Zwischenfrüchte den Effekt überschüssige Nitratmengen, die im Feldgemüsebau ein wichtiges umweltrelevantes Problem darstellen, biologisch zu fixieren. Kenntnisse, welche Zwischenfrüchte geeignet sind und welche Auswirkung auf den Anbau und die Produktionstechnik von Feldgemüse auftreten, sind bislang unzureichend. Bodennutzungssysteme sind daher entsprechend anzupassen und auf Effizienz zu prüfen.

Die höhere Tragfähigkeit der Böden nach konservierender Bodenbearbeitung infolge der besseren Dränung und des Lebendverbaues wird z. B. in Zuckerrübenfruchtfolgen seit langem genutzt. Auch für Bewirtschaftungssysteme mit Feldgemüse könnten sich hier interessante Ansatzpunkte ergeben, die in dem Forschungsvorhaben erarbeitet werden.

Mit dem pfluglosen Kartoffelanbau findet bereits seit einigen Jahren sowohl in der Anbauforschung als auch in der praktischen Umsetzung eine Auseinandersetzung statt. Im Vergleich zum Feldgemüseanbau sind pfluglose Verfahren daher deutlich weiter entwickelt, so dass Erfahrungen und Ergebnisse verschiedener Versuchsansteller im Rahmen des Vorhabens aufgegriffen werden können. Durch pfluglose Anbauverfahren, kann neben den positiven Umwelteffekten auch die ökonomische Effizienz des Kartoffelanbaus verbessert werden. Jedoch fehlt aufgrund großer Vorbehalte bislang eine Umsetzung in die breite Praxis.

Ziele des Projektes:

  • Schaffen eines stärkeren Bewusstseins für Boden- und gewässerrelevante Problembereiche im Feldgemüse- und Kartoffelanbau in der Praxis
  • Möglichkeiten und Effekte des Boden- und Gewässerschutzes im Feldgemüse und Kartoffelanbau sollen demonstriert werden
  • Optimierung der Bodenbearbeitung im Mulchsaatverfahren vor und nach dem Anbau von Feldgemüse bzw. Kartoffeln
  • Bewertung der Verfahren hinsichtlich des Ressourcenschutzes (v.a. Boden- und Gewässerschutz), der Wirtschaftlichkeit sowie der Anbaurisiken
  • Verbesserung der Akzeptanz für innovative und umweltverträgliche Bodennutzungssysteme im Feldgemüse- und Kartoffelbau
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Ertragsrelevanz diverser Krankheiten in Körnerfuttererbsen – Diagnostik, Epidemiologie, Optimierung des Fungizideinsatzes und Untersuchung von Wirkstoffen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit in Bezug auf spezifische Krankheiten

Betreuer:
Prof. Dr. B.C. Schäfer
Dipl.-Ing. (FH) G. Stemann
Kooperation:
Fachhochschule Weihenstephan, FB Land- und Ernährungswirtschaft
Landesanstalt für Landwirtschaft in Sachsen-Anhalt, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau
Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft Universität Göttingen,
Institut für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz
Biologische Bundesanstalt Braunschweig
Förderung:
UFOP, BASF AG
Laufzeit:
2005-2007
Mitarbeiter:
Dipl.-Ing. agr. O. Pflughöft

Die Fachhochschule Südwestfalen beschäftigt sich im Rahmen des Forschungsprojektes mit Fragen zum Pflanzenschutz im Körnerfuttererbsenanbau. Ein übergeordnetes Ziel des Projektes ist es, die Anbausicherheit dieser Kultur durch gezielten Pflanzenschutz zu verbessern. Zu diesem Zweck werden überregional auf vier unterschiedlichen Standorten identische Fungizidversuche angelegt, um die Ertragsrelevanz diverser Krankheiten ermitteln zu können. Des Weiteren wird für die Erfassung der Pathogene ein dreijähriges deutschlandweites Monitoring durchgeführt. Die in diesem Projekt gewonnen Erkenntnisse sollen einerseits der landwirtschaftlichen Praxis zugänglich gemacht werden und andererseits dazu beitragen, die Zulassungssituation im Bereich der Fungizide zu verbessern.

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Interdisziplinärer Forschungsschwerpunkt 'Körnerleguminosen'

Leitung:
Prof. Dr. B. C. Schäfer (Pflanzliche Produktion)

Koordination:
Dr. F.-F. Gröblinghoff

Beteiligte:
Prof.in Dr. M. Wittmann (Tierische Produktion)
Prof. Dr. Jürgen Braun (BWL)
Prof. Dr. N. Lütke Entrup (Pflanzliche Produktion)

Projektzeitraum:
2004 ff

Die Entwicklung von Problemlösungen sowohl für den Bereich der Produktion und Verwertung von Körnerleguminosen als auch für ökologische Fragestellungen im Boden- und Gewässerschutz steht im Vordergrund.
Folgende Problembereiche werden bearbeitet:
1. Produktion und Verwertung

  • Verbesserung der Ertragssicherheit von Körnerleguminosen unter besonderer Berücksichtigung der Winterformen
  • Ermittlung des Futterwertes neuer tannin- und vicinarmer Körnerleguminosensorten im Vergleich zu herkömmlichen Sorten
  • Entwicklung eines sicheren Schnellverfahrens zur Testung des Futterwertes

2. Umweltaspekte der Produktion von Körnerleguminosen

  • Überprüfung von Erosionsschutzmaßnahmen durch Begrünung mit Körnerleguminosen im Hinblick auf die Nitratauswaschung in Grund- und Oberflächenwasser
  • Gewäserschonender Anbau in Wasserschutzgebieten.

3. Betriebswirtschaftliche Beurteilung.

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GL-Pro – Förderung des Anbaus von Körnerleguminosen in der EU

(European extension network for the development of grain legumes produktion in the EU)

Betreuer:
Prof. Dr. B.C. Schäfer

Förderung:
EU

Kooperation:
14 Partner aus sechs Staaten (Belgien, Dänemark, Frankreich, Schweiz, Spanien, Deutschland)

Projektzeitraum:
2003-2005

Körnerleguminosen spielen europaweit im Anbau nach wie vor eine untergeordnete Rolle, obwohl der Selbstversorgungsgrad bei Futtereiweiß nur rund 25 % des Bedarfs abdeckt. Bei der Gestaltung von Fruchtfolgen zeigen Leguminosen viele Vorteile, ins besondere bei der Etablierung von konservierenden Bodenbearbeitungssystemen. Der dennoch geringe Anbauumfang begründet sich vor allem in der vergleichsweise hohen Ertragsunsicherheit und Problemen bei der Vermarktung.

In dem Projekt wird das für die landwirtschaftliche Praxis relevante Know-how aus Züchtung, Produktionstechnik, Fütterung, Ökonomie und Ökologie zusammengetragen, in Feldversuchen weiter vertieft und auf europäischer Ebene vergleichbar dargestellt.

Die Vermittlung der Ergebnisse an Berater, Landwirte, Handel und Verarbeiter soll Impulse zur Ausweitung des Anbaus und der Verwertung der heimischen Eiweißträger in der Fütterung geben.

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