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Agrartrend

Ernährung weltweit – heute und in Zukunft

12.03.2020
 

Die Weltbevölkerung hat sich in den letzten Jahrhunderten positiv entwickelt. Weltweit haben wir noch nie so sicher, gesund und gut genährt gelebt wie in der heutigen Zeit.  

29 Jahre – so alt wurden Menschen durchschnittlich im Jahr 1800. Heute werden wir mehr als doppelt so alt (globale Durchschnitts-Lebenserwartung 2019: 71 Jahre). Allein zwischen 1950 und 2019 hat sich die Kindersterblichkeit weltweit mehr als halbiert. Zahlreiche Hungersnöte konnten erfolgreich verhindert werden. Diese Erfolgsgeschichte basiert auf zweierlei: der Aufklärung des vorletzten Jahrhunderts und dem mit ihr einhergehenden technologischen Fortschritt.

Dabei spielt die Weiterentwicklung der Landwirtschaft eine besondere Rolle. Mit modernen Landmaschinen, besserem Saatgut, Pflanzenschutzmitteln sowie effizienten Dünge- und Bewässerungsmöglichkeiten stieg der Ertrag pro Hektar enorm an. Der Hektarertrag für Weizen lag zum Beispiel in Deutschland vor gut 100 Jahren bei 18,5 Dezitonnen. Heute (Durchschnitt 2010 bis 2015) liegt der Hektarertrag mit 77,1 Dezitonnen mehr als viermal so hoch. (Schauen Sie sich hier auch unsere grafische Aufbereitung zur Historie der Landtechnik an.) Eine bessere Lagerung, moderne Kühlmöglichkeiten und Pflanzenschutzmittel machten Schimmel- und Pilzbefall zum größten Teil den Garaus. Das Ergebnis: weniger Hungersnöte (Pilzbefall konnte in der Vergangenheit ganze Ernten vernichten), eine geringere Kindersterblichkeit und höhere Lebenserwartung.

Welternährung: gestiegener Bedarf durch wachsende Weltbevölkerung

Doch wie sieht die Zukunft aus? Werden unsere Kinder und Kindeskinder in einer ähnlich guten Welt leben können? Fest steht: Die Weltbevölkerung wächst stetig weiter. Prognosen nach werden im Jahr 2050 nicht mehr rund sieben, sondern mehr als neun Milliarden Menschen auf der Welt leben.

Damit die wachsende Weltbevölkerung ausreichend mit Nahrungsmitteln versorgt ist, müsste die Agrarproduktion bis 2050 um rund zwei Drittel steigen. Allerdings gehen Experten davon aus, dass man weltweit maximal weitere 25 Prozent zusätzliche Flächen zur Produktion von Lebensmitteln nutzbar machen kann. Die Herausforderung hierbei: Naturschutzgebiete, Regenwaldflächen und andere für Flora und Fauna wertvolle Flächen müssen weiterhin erhalten bleiben. Die Lösung ist die bestehenden Flächen besser auszunutzen.

  • Fleisch aus der Petrischale

    Mit einer stetig wachsenden Weltbevölkerung wird auch der „Hunger nach Fleisch“ weiter steigen. Um im Jahr 2050 die Nachfrage zu bedienen, müsste weltweit doppelt so viel Fleisch produziert werden wie heute. So lautet die Prognose der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen FAO. Aber: Tiere brauchen viel Wasser und Futter. Bereits heute dient ein Großteil der Ackerflächen rund um den Globus der Fütterung oder Beweidung von Nutztieren. Auch aus Klimaschutzgründen ist ein gesteigerter Fleischkonsum problematisch, denn die Herstellung und Produktion von Fleisch ist weitaus Energie intensiver, als die Herstellung von Obst und Gemüse und produziert somit auch mehr CO2. So genanntes In-vitro-Fleisch oder Clean Meat könnte das prognostizierte Fleischdefizit beheben. Das funktioniert so: Lebenden Tieren werden in einer kleinen Operation Muskelstammzellen entnommen. Mit ihnen lassen Wissenschaftler in der Petrischale Fleisch wachsen. Bei der Zellteilung aus der Muskelzelle eines Rinds entstehen eine ganze Billion weiterer Zellen und letztlich wachsen daraus bis zu 10.000 Kilogramm Fleisch heran.
    Im Interview mit Gunther Hirschfelder lesen Sie mehr dazu, wie sich unsere Ernährung verändert.

  • Algen als wertvolle Eiweißlieferanten

    Algen liefern viele Proteine und Mineralstoffe. Außerdem haben sie einen hohen Omega-3-Fettgehalt. Sie sind anspruchslos und gedeihen unter widrigen Bedingungen, solange Sonnenlicht und Wasser vorhanden sind. Es muss nicht einmal sauberes Trinkwasser sein. Algen haben den Vorteil, dass sie kein zusätzliches Ackerland in Anspruch nehmen und teilweise zehnmal so schnell wachsen wie oberirdische Pflanzen.
    Etwa 500 Arten landen weltweit auf dem Teller. Vor allem im Ostasiatischen Raum werden sie traditionell gegessen. Zum Beispiel, als Miso-Suppe. In Japan sind Blätter der Sorte Nori fester Bestandteil der Sushi-Tradition und auch Algen-Eis ist beliebt. Hierzulande findet sich Agar als pflanzliche Gelatinevariante zum Beispiel in Sahne oder Marmelade. So hat eigentlich jeder Europäer schon direkt oder indirekt Algen gegessen, meist in verarbeiteter Form als Stabilisatoren, Binde- und Geliermittel. Die Algenproduktion könnte viele Perspektiven eröffnen: Ob als Nahrungsmittel für Menschen, proteinreiches Tierfutter für Wiederkäuer und Fische oder als getreidefreier Rohstoff für Biokraftstoffe.
    Lesen Sie hier weiter: Menü der Zukunft.

  • Urban Farms

    Sogenannte Urban Farms – wie zum Beispiel Dachfarmen oder komplette Hochhausplantagen – können helfen, eine zukünftig steigende Nachfrage nach Lebensmitteln zu decken und könnten zudem eine Alternative zum begrenzten Ackerland darstellen. Das größte Urban Farm-Projekt ist die Brooklyn Grange in New York mit etwa 1,25 Hektar Anbaufläche auf drei Dächern und einem jährlichen Ertrag von mehr als 36 Tonnen erzeugtem Gemüse. Die Initiative hält außerdem zahlreiche Bienenvölker auf den Dächern der Stadt.
    Lesen Sie zum Thema Urban Gardening noch mehr.

    Auch urbane Wolkenkratzer als riesige Gewächshäuser sollen zur Ernährung der Bevölkerung in städtischen Ballungsräumen beitragen. Am 8. Juli 2019 wurden die „Floating Vertical Farms“ in Singapur eröffnet: Hochhausfarmen für Salat und Gemüse, die direkt aus dem Wasser ragen. Eine andere Idee für großen Ertrag auf kleinen Flächen sind drehbare Aluminiumtürme mit Pflanzgefäßen, die im Vergleich zur selben Erntefläche am Boden das Zehnfache an Ertrag bringen sollen. Die Firma „Sky Greens“ möchte solche Türme auf Dächern in ganz Singapur installieren und das Gemüse dann über örtliche Lebensmittelhändler vertreiben. Sogar der Reisanbau könnte bald in eigens dafür geplanten Hochhäusern stattfinden. Ein entsprechendes Forschungsprojekt läuft an der Universität Hohenheim unter dem Namen Skyfarming.

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Ertragssteigerung durch Smart Farming

„Mehr Fläche“ kann also, wenn überhaupt, nur Teil der Lösung sein. Angesichts der Erfolgsgeschichte der Vergangenheit liegt die Antwort auch in Zukunft in der Erfindung und Weiterentwicklung neuer Technologien. Ein Beispiel: die „intelligente Landwirtschaft“ oder auch Smart Farming.Hierbei werden keine zusätzlichen Ackerflächen genutzt, sondern die Produktivität innerhalb eines Feldes mittels künstlicher Intelligenz gesteigert.

Über Sensoren oder Satelliten werden Daten, beispielweise über den Nährstoffgehalt des Bodens oder das Pflanzenwachstum, digital erfasst und mit Hilfe künstlicher Intelligenz kombiniert und verarbeitet. Handlungsempfehlungen werden identifiziert, die dann die Landmaschine weitgehend automatisch oder zum Teil der Landwirt selbst ausführt. Innerhalb eines Feldes können Pflanzen so ihren Bedürfnissen entsprechend spezifisch behandelt werden. Leidet der Weizen in der einen Ecke des Feldes unter Trockenheit, so kann es sein, dass er auf einem anderen Teil des Ackers bereits ausreichend Wasser bekommt. Entsprechend der erhobenen Daten, wird nur da gewässert, gedüngt und mit Pflanzenschutzmittel behandelt, wo es nötig ist. Das Ergebnis: Die optimal versorgten Pflanzen bringen zum Teil deutlich mehr Ertrag. Gleichzeitig verhindert man den unnötigen Einsatz von Wasser, Dünger und Pflanzenschutzmittel. Zusätzlich steigern selbstfahrende per GPS gesteuerte Landmaschinen den Ertrag pro Hektar, da sie durch optimale Spurführung jeden verfüg- und fruchtbaren Zentimeter innerhalb eines Feldes bewirtschaften.

Resistenz gegen Klimaeinflüsse

Neben dem Einsatz von Smart Farming arbeiten zahlreiche Forscher und Entwickler auch an neuartigem Saatgut. Die Pflanzen aus diesem Saatgut sollen sowohl widerstandsfähiger gegen Pflanzenkrankheiten und Umwelteinflüssen wie Trockenheit, Nässe oder extremer Hitze sein, als auch den Ertrag steigern. Mehr Ertrag auf gleicher Fläche ist also auch hier das Ziel.

Ein Beispiel liefern die Erfolge in der Hybridzüchtung mit Mais. Einem wichtigen Grundnahrungsmittel in Südamerika, Asien und Afrika. So entwickelte die Universität Hohenheim durch Kreuzung alter Maissorten Hybride, die robuster und ertragreicher sind als ihre Eltern und auch als herkömmliche Hochertragssorten. Der neu entwickelte Mais kommt auch mit weniger Dünger und Wasser aus. Außerdem enthält er mehr Proteine und Vitamin A und liefert dadurch einen wichtigen Beitrag zur Vorbeugung von Mangelernährung.

Ertragssteigerungen durch Smart Breeding und Genome Editing

Einen schnelleren Weg hin zu höherer Widerstandsfähigkeit liefert das sogenannte Smart Breeding. Mittels einer DNA-Analyse können Forscher Gene lokalisieren, die für bestimmte positive Eigenschaften verantwortlich sind. Zum Beispiel Trockenheitsresistenz. Kreuzt man diese Pflanzen mit Hochertragssorten, enthält die nächste Generation ebenfalls die gewünschte Eigenschaft. Die Erfolge der „smarten Sorten“ tragen weltweit dazu bei, Erträge zu stabilisieren und sogar zu steigern: In Nordindien wird bereits auf etwa 900.000 Hektar Hirse angebaut, die gegen Mehltau resistent ist. In Südostasien haben Wissenschaftler des International Rice Research Institute in Manila Reis gezüchtet, der zwei Wochen Überflutung schadlos übersteht. Maniok, in tropischen Ländern eine der wichtigsten Nutzpflanzen, war bislang durch verschiedene Viren bedroht. Mithilfe von Smart Breeding wurde die Pflanze virusresistent.

Auch beim Genome Editing geht es darum unerwünschte Eigenschaften bei Pflanzen gezielt auszuschalten. Nach der Lokalisierung des verantwortlichen Gens im DNA-Doppelstrang provozieren Wissenschaftler genau an dieser Stelle einen Bruch im DNA-Strang. Forscher ahmen somit eine in der Natur spontan im Erbgut entstandene Mutation nach. Denn die Zelle repariert die durchtrennte Stelle wieder von selbst. Durch kleine Reparaturfehler verändert sich allerdings das Erbgut. Das für die unerwünschte Eigenschaft verantwortliche Gen wird dabei ausgeschaltet. Das Ergebnis: Eine positive Mutation (zum Beispiel eine Resistenz) an einer präzise vorhersagbaren Position im Genom wird geschaffen.

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