Zur Bestäubungsökologie der meisten Arznei- und Gewürzpflanzenarten (AGP) lagen bislang nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen vor, welche Bestäubungswege vorkommen, welche Insekten die einzelnen Pflanzenarten besuchen, welchen Anteil sie an der Bestäubung haben und welchen Einfluss sie auf die Ertrags- und Qualitätsbildung ausüben. In Phase 1 des Vorhabens wurde modellhaft für drei Pflanzenarten eine große Vielfalt an blütenbesuchenden Insektenarten identifiziert, mit Rückschlüssen auf deren Eignung als generelle Bestäuber und damit auf ihre Bedeutung als ökosystemare Dienstleister. Phase 2 öffnet das Vorhaben für weitere Partner und berücksichtigt neben weiteren AGP und ihren spezifischen Fragstellungen umfänglich den Bereich der Transfermaßnahmen. Diese werden federführend durch die FH Südwestfalen, FB Agrarwirtschaft, auf allen Ebenen der Wertschöpfungskette durchgeführt. Während für Anbaupraxis, Fach- und Naturschutzberatung die Wissensvermittlung zur strukturellen Förderung von Bestäubern vorrangig sind, werden für die politischen Gremien Kennzahlen und Entscheidungshilfen bereitgestellt. Verarbeiter und Endverbraucher können sich über die verschiedenen blütenbesuchenden Insektenordnungen auf den Zielkulturen und deren Bedeutung für die Agrarökosysteme informieren. Die ökonomische und ökologische Bewertung des artenreichen Arzneipflanzenanbaus im Vergleich zu Alternativkulturen stellt für Anbauer wie auch für die Politik eine wichtige Entscheidungshilfe dar. Mit den methodischen Ansätzen sind Untersuchungen zur Ertragsrelevanz von gezielter Insektenförderung, der Optimierung der Produktionsverfahren sowie zur Biodiversitätsförderung vorgesehen. Die Identifizierung von Bestäuberinsekten und anderer Bestäubungswege sind auch unter dem Aspekt der Züchtung und Saatgutproduktion wichtig (Anis, Kamille). Weiterhin soll die Wirkung der Arzneipflanzen auf den Reproduktionserfolg von Bestäubern am Beispiel ausgewählter Wildbienenarten quantifiziert werden.

siehe Website: https://circularreno.nweurope.eu/

Im Rahmen des geplanten Vorhabens sollen hochdämmende Bau- und Werkstoffe aus Nachwachsenden Rohstoffen entwickelt werden, die grundsätzlich ohne erdölbasierte Produkte mechanische Stabilität, geringe Wärmeleitfähigkeiten, und Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse verbinden. Die Nutzung von Schutzstoffen ohne den Eintrag von umweltbelastenden Substanzen erlaubt Cradle-to-Cradle Recycling oder/und Kompostierbarkeit als substanziellen Beitrag zu kreislaufgerechtem Bauen

The use of hyperspectral data for quality assessment is an emerging field and holds great potential for the application at the interface of agronomy and food research. In this proposed research, quality parameters of the medicinal plant Mentha sp. will be evaluated from both the hyperspectral and biochemical approach with the aim of building valid models for quantification of important plant compounds non-invasively. The data generation is supported by field and greenhouse trials that will cover a range of environmental and management factors to provide a solid knowledge base for interpreting sensor data. The goal is a better understanding of the relations between genotypes, environment, management and biochemicals as well as hyperspectral sensor data. To achieve this goal, close collaboration between the INRES - Renewable Resources institute and the IEL groups of Food Chemistry and Molecular Food Technology are established. The translation of hyperspectral data to agronomic and biochemical traits can build a starting point for non-invasive quality assessment of medicinal and aromatic plants in producing and processing industries.

Ziel des Vorhabens ist die nachhaltige Trocknung von Arznei- und Gewürzpflanzen mit Fokus auf die
Aspekte Produktqualität, Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit. Vor dem Hintergrund von
Konkurrenzprodukten aus dem Ausland, den Herausforderungen des Klimawandels und steigenden
Energiekosten, müssen regional produzierte Rohwaren sich insbesondere durch hervorragende
Produktqualitäten (Farbe, Aroma, Wirkstoffe) bei möglichst ressourcenschonender Produktion abheben.
Daher wird mit dem Projekt bei Trocknung und Nachernte angesetzt, um mittels modernster
Wärmepumpen-Trocknungstechnik anhand der Modellkulturen von diversen Minzen, Tee-Hortensie und
chinesischer Brombeere im Detail die möglichen Stellschrauben zur Verbesserung der Problematik im
Bereich der Arznei- und Gewürzpflanzen zu erforschen. Neu ist dabei auch die Erarbeitung spezifischer
Analysemethoden für flüchtige (ätherische Öle) sowie nicht-flüchtige (geschmacksmodulierende)
Inhaltsstoffe, die unter anderem die Inkorporation von Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) und
Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) in die Qualitätsüberwachung der Rohstoffe beinhalten. Um die
Energiekosten der Trocknung zu senken, ist im Projekt weiterhin vorgesehen, die Möglichkeiten zur
Energieeinsparung bei der Trocknung durch Wärmepumpen- und Teilumluftbetrieb für verschiedene
Betriebsszenarien zu kalkulieren. Im Zusammenhang mit den betriebswirtschaftlich ermittelten Kosten und
den Qualitätsanforderungen soll dies schließlich in einer Praxisbroschüre für Betriebe münden, die
Handlungsempfehlungen für die nachhaltige Gestaltung betriebseigener Trocknungsanlagen beinhaltet.

Im START-Projekt wird die zukünftige, autarke und nachhaltige Pflanzenproduktion in geschlossenen Deep Water Culture-Systemen untersucht. Ziel ist es, zu zeigen, dass es mit modernen technologischen Lösungen eine energieautarke regional angepasste Produktion mit hochwertigen Lebensmitteln geben kann. Langfristig soll so auch die Ernährungslage in Hinblick auf die Mikronährstoffversorgung in westafrikanischen Ländern verbessert werden. Hierzu wird die optimierte Kulturführung relevanter Kulturen für den westafrikanischen Raum untersucht. Im Forschungs- und Demonstrationsbetrieb steht in der ersten Säule der Arbeiten die Produktion hochwertiger (mikronährstoffreicher) Lebensmittel im Fokus. Die zweite Säule bildet die Optimierung und Prüfung der Anlage hinsichtlich Energieeffizienz und Kulturführung. Dazu werden die Steuerungsmöglichkeiten des Gewächshauses hinsichtlich der Parameter oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche, gezielt eingestellt. Parallel soll in der dritten Säule der Bezug zu Westafrika weiter vertieft werden. Hierzu werden verschiedene Fragen der Akzeptanzforschung im Mittelpunkt stehen, welche auch vor Ort durchgeführt werden. Schlussendlich soll das Prinzip geschlossener Stoffkreisläufe unter minimalem Energieeinsatz realisiert werden, welches so auch in andere Klimate übertragbar ist.

Die Reduktion des CO2-Ausstoßes ist eine Kernstrategie zur Verlangsamung des Klimawandels. Studien zeigen jedoch, dass eine Reduktion allein nicht ausreichen wird. Ein negativer CO2-Ausstoß scheint nötig, um die für 2050 gesetzten Ziele zu erreichen (Detz & van der Zwaan, 2019). Hierzu sollen neue Technologien entwickelt werden, um CO2 aus der Atmosphäre zu fixieren. Um Kohlenstoff anzureichern, muss jedoch nicht auf komplexe Technik zurückgegriffen werden. Mehrjährige Kulturen, wie Obstbäume und mehrjährige und schnellwachsende Nachwachsende Rohstoffe, fixieren über ihre Nutzungsdauer große Mengen CO2 in ihren Pflanzenorganen. Werden aus den Nachwachsenden Rohstoffen biobasierte Produkte hergestellt, wird der Kohlenstoff in diesen für die Nutzungsdauer fixiert. Um die Leistung der Obstgehölze und mehrjährigen, schnellwachsenden Nachwachsenden Rohstoffen auch monetär zu bewerten, sollen im ZertiFix-Projekt die Möglichkeiten einer entsprechenden CO2-Zertifizierung geprüft werden. So sollen auch weitere Anreize für Landwirte geschaffen werden, diese Kulturen anzubauen und so einen Beitrag zur Reduktion des CO2-Gehalts in der Atmosphäre zu leisten. Dafür sind detaillierte Analysen der Kohlenstoffeinlagerung in den verschiedenen Pflanzenteilen nötig, sowie Untersuchungen der Kohlenstoffdynamik in Boden und Pflanze über Pflanzenalter und Vegetationsperiode hinweg. Ziel des Projektes soll es darüber hinaus sein, für Obstgehölze und mehrjährige Nachwachsende Rohstoffe (inkl. Produkte) Zertifizierungsmodelle für die CO2-Fixierung zu entwickeln (ZertiFix).

Ziel des Vorhabens ist die möglichst aroma- und wirkstoffschonende und gleichzeitig energiesparende Niedrigtemperaturtrocknung von Pflanzenmaterial im Bereich der Gewürz- und Arzneipflanzen. Dabei soll neben dem Erhalt der wertgebenden Inhaltsstoffe im getrockneten Pflanzenmaterial die mögliche zusätzliche Nutzung der bei der Lufttrocknung anfallenden Kondensatphasen zur Aromagewinnung untersucht werden. Im Vordergrund steht die Überprüfung verschiedener Trocknungstemperaturen im Hinblick auf den Erhalt oder die Veränderung von Inhaltsstoffen, dem Aroma- und Geschmacksprofil, der Farbe und der mikrobiologischen Eigenschaften der Trocknungsprodukte. Vermutet wird ein hohes Potential der Niedrigtemperaturtrocknung im Temperaturbereich zwischen 10 und 30 °C im Hinblick auf den Qualitätserhalt der Rohware. Ziel wäre hier, ein möglichst authentisches Profil der getrockneten Pflanzen im Vergleich zur Rohware zu erhalten und damit eine Qualitätssteigerung der Trocknungsprodukte mit Relevanz für praktische Anwendungen zu erreichen. Der Qualitätserhalt steht gleichzeitig in einem Spannungsfeld zu wertmindernden Eigenschaften wie einer mikrobiologischen Belastung, die unter geringen Temperaturen möglicherweise erhöht ist und ebenfalls genauer untersucht werden soll.

Recent studies confirmed that plant parasitic nematodes can be a serious threat to medicinal and aromatic plants. Neither growers nor consultants usually know about this problem. Thus, there there is an acute need for action. In order to ensure high yields and optimum quality, losses due to plant parasitic nematodes need to be identified in time and the causual organisms reduced or eliminated as part of a sustainable nematode management system. This results to the following objectives of this applied research project: 1) investigations on the occurrence of plant parasitic nematodes on medicinal and aromatic plants, 2) identification of the primary harmful nematode species, 3) determination of the damage potential of plant parasitic nematodes on selected medicinal and aromatic plants, 4) effects of nematode infestation on relevant compounds of selected medicinal and aromatic plants, 5) development of sustainable nematode management and 6) transfer of the acquired knowledge into practice. Overall, these measures should result in a significant increase of the productivity and competiveness of farms producing medicinal and aromatic plants. To achieve these goals a powerful and competent team has been formed that covers the entire value chain in medicinal and aromoatc plant cultivation: research (JKI Münster, University of Bonn), consultancy (University of Bonn, Ökoplant e.V.) and producers (agrimed Hessen, MAWEA / Calbe) and processors. To ensures that results are available in time, only established methods will be used to address the research questions. This will allow transferring the generated results into practice within the project period.

Um den hohen Torf-, Energie- und Ressourcenverbrauch für die Herstellung von Gartenbausubstraten zu reduzieren, ist es Ziel des Vorhabens, auf Basis der Nachwachsenden Rohstoffe Miscanthus und Silphium sowie weiterer Reststoffe und nicht belasteter Abfälle umweltfreundliche Substrate für den intensiven Gartenbau in NRW herzustellen. Auf Basis bereits vorliegender Vorversuche und Erfahrungen sollen drei verschiedene Substrate für häufige Anwendungen zur Serienreife entwickelt werden: für Baumschul-Container mit höherer Dichte (Standfestigkeit!), für Anbau unter Folien (Erdbeeren, Kräuter) leichtere mit guter Wasserführung und für den Gemüseanbau unter Glas (Tomaten, Paprika, Gurken) besonders strukturstabiles Material für Fertigation. Diese Substrate weisen folgende positive Umweltwirkungen auf: 1. Schutz von Feuchtgebieten und Minderung der CO₂ Emissionen durch Torfabbau (ca. 1 Mio t CO₂-äq in D), 2. Minderung des Energieverbrauchs für Steinwollsubstrate (z.B. 10 g CO₂/kg Tomate), 3. CO₂ Bindung/Senke durch NaWaRos und Reststoffe, 4. Erhöhung der Biodiversität bei mehrjährigem Anbau der NaWaRo (Insekten, Spinnen, Vögel), 5. Nutzung von Brach- und Rekultivierungsflächen als CO₂ Senke, 6. Wiederverwertbarkeit als Bodenhilfsstoffe, Pflanzerden oder zur thermischen Verwertung. Das Konsortium verfügt über umfangreiche Erfahrungen in den Bereichen NaWaRo und gärtnerischer Pflanzenernährung. Mit Herstellung und Vertrieb dieser Substrate werden zudem zusätzliche Arbeitsplätze in NRW geschaffen.

Das Vorhaben konzentriert sich auf die Anwendungsoptimierung der mechanischen Unkrautregulierung im Arznei- und Gewürzpflanzenanbau. Die bearbeiteten Kulturen stehen als Beispiele für konkurrenzschwache, unkrautsensible Kulturen mit intensivem Pflegeaufwand. In umfangreichen Untersuchungen werden praxisnahe Tests unter Versuchsbedingungen durchgeführt und die standort- und artspezifische Beschreibung geeigneter Einstellvariationen und Einsatzzeitpunkte einer Auswahl von Maschinen und Geräten geprüft. Die untersuchten Faktoren sind wesentliche Voraussetzung für hohe Wirkungsgrade in der mechanischen Unkrautregulierung am Beispiel von gepflanzter Pfefferminze, Melisse und Arnika, sowie gesäter Petersilie und Engelwurz. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Prüfung kombinierter Unkrautregulierungsstrategien für gesäte Melisse und Kamille. Diese bilden den Bereich der indirekten Maßnahmen vor der Saat ab, berücksichtigten innovative Regulierungsmaßnahmen in der Bestandesetablierungsphase und sollen schließlich die Substitution eines Herbizideinsatzes durch mechanische und pflanzenbauliche Maßnahmen ermöglichen.

Die Becherpflanze (Silphium perfoliatum) ist durch die lange Blütezeit und den hohen Biomasseertrag eine mögliche nachhaltige Ersatzkultur für den ausufernden Maisanbau. Im Rahmen des Vorhabens wird die weltweit größte Sammlung an Genotypen phänotypisch am CKA analysiert. Durch die systematische Sammlung von über 45 neuen Ökotypen direkt vom Naturstandort in den USA konnte so erstmalig eine Basis für die Selektion von Sorten geschaffen werden. Die neu eingeführten Akzessionen von Silphium perfoliatum zeigten bereits in den ersten generativen Jahren eine zuvor bei dieser Kultur unbekannte Fülle an Varianz für agronomisch wichtige Eigenschaften wie beispielsweise Blütezeit, Wuchshöhe und Blattmorphologie. Weiterhin sollen im Projekt GEniuS dringend notwendige methodische Grundlagen für die Züchtung von Silphium geschaffen werden. Es sollen die Möglichkeiten einer künstlichen Generationszeitverkürzung evaluiert werden. Hierzu soll durch den Einsatz von in vitro Kultur unreifer Embryonen und Analyse der notwendigen Vernalisationsdauer eine Methodik für ein praktikables „speed-breeding“-Verfahren entwickelt werden.

Im Rahmen des Vorhabens soll eine nachhaltige Rohstoffquelle für Phyllodulcin auf der Basis von Anbau und Prozessierung verbesserter Teehortensien-Genotypen etabliert werden. Daraus ergeben sich die folgenden Ziele für das Vorhaben: 1. Ermittlung und Etablierung von nachhaltigen Vermehrungs-, Anbau-, Ernte- und Prozessierungsbedingungen und –verfahren im Freiland und im Gewächshaus für phyllodulcinreiche Hydrangea-Kultivare in Deutschland zur Gewinnung von Phyllodulcin 2. Schaffung der Grundlage für eine zielgerichtete Züchtung neuer Genotypen mit gesteigertem Phyllodulcin-Gehalt (möglichst stabil über 3, besser 5% der Trockenmasse) und verbessertem Pflanzenwuchs von für den Feldanbau geeigneten neuen Teehortensien-Kultivaren durch gezielte Kreuzung und Identifizierung von genetischen Traits und Markern sowie Identifizierung von Allelen in neuen Genotypen, die zu einer Steigerung des Phyllodulcin-Ertrages führen

The production of poppy for human nutrition in Germany is happening on a very small scale. The project aims at integrating this old cultivar in modern crop rotations for regional production that also has a positive effect on biodiversity. There is great demand of high quality poppy seed, regional and securely produced, by bakeries and oil mills. Right now this demand cannot be supplied by german poppy cultivation. Further, imported seed is often contaminated with morphine and of inferior quality. That is why questions of cultivation practices will be addressed in this project to ensure stable yield and quality with minimal resource consumption. Building so called regio-partnerships between farmers and processors is a key element in establishing transparent collaborative supply chains to produce a regional, biological product of high quality. Additionally ecosystem services, like a possible increase in biodiversity, will be in the focus of the project. Especially due to its enormous pollen reservoir poppy is of interest to many flying insects.

The development of biobased products like plant protection products, pharmaceutical or other natural platform chemicals, or biotechnological techniques can be divided into three phases: (1) invention and research resulting in at least a proof of principle. (2) Development of a prototype / product, which can extensively be tested and would be ready for market. (3) Market release and commercial product. While the first two phases are covered within the different BioSC projects, the step from a prototype to registered / approved product within the EU or Germany is still the bottleneck in developing a value chain. The authorization of plant protection products is lined out in Regulation EC 1107/2009. For chemicals Regulation EC 1907/2006 (REACH) is setting the legal frame Registration, Evaluation, Authorization and Restrictions of chemicals.
During the past years in almost every BioSC project (SEED- and BOOST-project) new product ideas were developed. And more important, in the running FocusLabs innovative approaches are made from which new techniques and products for the bioeconomy will be developed.

Aufklapp-Text

The EFRE (European Regional Development Fund) project is executed through a collaboration of the University of Bonn, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, and Alanus Hochschule. The project coordinator is Professor Dr. Ralf Pude. Working in different subprojects are nine PhD students, supervised by seven Professors.
The aim of the project is the improvement of the research infrastructure of the three institutions through the development of biobased products along the threefold interconnected categories of packaging materials, building materials, and biozidic additives.
The ‚Baustoffe‘ (building materials) section is focused on the development of building materials from renewable resources in cooperation with other institutions and regional industry partners. Our focus resides on the biomass feedstream for building materials. Depending on the precise nature of the materials or products to be designed, the processing and analysis of the final properties are evaluated as result of the feedstock input. Additionally, optimized biomass type, harvest, production, and processing are to be evaluated and optimized. Herein the main tasks are the identification of biomass sources for different goals and the evaluation of agricultural parameters influencing relevant feedstream properties.
As a fast growing renewable biomass source, the focus is set on Miscanthus for the conversion to higher valued products. In this context some developments in the production of fiberboards have been made. Further research is pursuing applications for other construction materials.

Innerhalb dieses Forschungsprojektes, welches vom FNR gefördert (FKZ: 22001116) wird, wird ein Bestäubermanagement entwickelt, welches eine Steigerung der Erträge induzieren soll und gleichzeitig eine Erhöhung der ökosystemaren Dienstleistungen mit sich bringt. Für dieses Vorhaben werden die Blütenbesucher in drei verschiedenen Zielkulturen (Lein (Linum usitatissimum), Fenchel (Foeniculum vulgare var. vulgare), Bohnenkraut (Saturaja hortenis, Saturaja montana)) erfasst und die Ertragsrelevanz der Bestäuber analysiert. Zudem werden systematisch Agrarstrukturmaßnahmen ergriffen, die zu einer gezielten Förderung relevanter Bestäuber und Blütenbesucher führen sollen. Es wird außerdem quantifiziert in welchem Umfang es zu einer Steigerung der Erträge in Nachbarkulturen (Gemüse) der Zielkulturen kommt. Ein Vergleich des Bestäuberspektrums der Zielkulturen und der Agrarumweltmaßnahmen soll schließlich Aufschluss darüber geben, inwiefern sich der Anbau von Gewürz- und Arzneipflanzen eignet um die Biodiversität in Agrarökosytemen zu fördern und somit die ökosystemare Funktion und Serviceleistung sicherzustellen. Dadurch würde außerdem die ökonomische Relevanz der Sonderkulturen weiter gefördert, da diese im Vergleich zu Agrarumweltmaßnahmen eine produktionsorientierte Agrarfläche darstellen. Basierend auf diesen Untersuchungen, kann dann fundiert ein praxistaugliches Bestäubermanagement entwickelt werden, welches die wechselseitige Beziehung zwischen Bestäuberleistung und Ertragssteigerung umfasst.