Agrarsysteme müssen sich in Zukunft vielen Herausforderungen stellen. Um bis zu zehn Milliarden Menschen zu ernähren, muss die Produktion von Nahrungsmitteln deutlich steigen. Gleichzeitig benötigen wir mehr biobasierte Rohstoffe und Energie. Die Flächen für die Landwirtschaft sind jedoch begrenzt. Damit wir kommenden Generationen intakte Umweltressourcen, wie reine Luft, sauberes Wasser und fruchtbare Böden hinterlassen, sowie einem Rückgang der Artenvielfalt und dem Klimawandel entgegentreten, muss die Agrarproduktion nachhaltiger werden. Auch wenn sie momentan zu Umwelt- und Klimaproblemen beiträgt, besitzt sie gleichzeitig ein großes Potenzial, sich als innovative Zukunftsbranche zu etablieren.

Neuartige Agrarsysteme machen die Landwirtschaft fit für die Zukunft

Mit neuartigen Agrarsystemen und flächeneffizienten Produktionsformen können nachhaltige und effiziente Lösungen entwickelt und Zielkonflikte bei der Produktion und Nutzung von Lebensmitteln und Biomasse weitestgehend vermieden werden. Dabei stehen Nachhaltigkeits- und Effizienzkriterien im Vordergrund. Die zukünftige Agrarwirtschaft steht dabei im Spannungsfeld von Globalisierung, Regionalisierung und Urbanisierung. Aber auch die verschiedenen sozioökonomischen Formen in der Landwirtschaft, die verschiedenen Verbraucherbedürfnisse sowie der demografischen Wandel haben großen Einfluss.

Der modernen Agrarforschung kommt eine Schlüsselposition zu. Bei den Agrarsystemen der Zukunft werden mit Hilfe moderner Schlüsseltechnologien innovative, nachhaltige und ressourceneffiziente Agrarsysteme entwickelt. Die Agrarsysteme der Zukunft vermitteln dabei zwischen verschiedenen konkurrierenden Interessen und integrieren ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Perspektiven.

Um wichtige Wechselwirkungen zu erkennen und Lösungen für Zielkonflikte zu finden, muss die Wissenschaft die Agrarproduktion im Gesamtsystem betrachten. Ziel ist Nachhaltigkeit auf ökonomischer, gesellschaftlicher und ökologischer Ebene. Agrarsysteme der Zukunft gehen in ganzheitlichen Ansätzen über konventionelle Denkweisen hinaus. Sie denken landwirtschaftliche Produktion neu, generieren und vernetzen Wissen über Systemgrenzen hinweg. Die unterschiedlichsten Disziplinen, Tätigkeitsfelder und Branchen werden so in interdisziplinären Teams zusammengeführt. Innovative Zukunftstechnologien (Smart- und Hightech), Künstliche Intelligenz und die digitale Transformation sind dabei wichtige Treiber.

Neue Pflanzen braucht die Welt – Innovative Pflanzenzüchtung

Der größte Teil der Nahrung und Biomasse, die wir verwenden, stammt von Pflanzen. Daher ist die Pflanzenforschung ein zentrales Feld der Agrarforschung. Es ist wichtig, so viel wie möglich über unsere Nutzpflanzen zu wissen. So entschlüsselte ein internationales Team von Forscherinnen und Forschern, unterstützt vom BMBF, jüngst das Erbgut der Gerste. So kann die Wissenschaft gezielt diese Kulturpflanze mit modernen Methoden verbessern.

Was lässt Pflanzen optimal gedeihen? In welchem Maße benötig sie Nährstoffe, Wasser oder Licht? Das Zusammenspiel von Erbanlagen und Umwelteinflüssen erforscht das Deutschen Pflanzen-Phänotypisierungs-Netzwerk (DPPN). Automatisierte Anlagen vermessen Tausende von Pflanzen und erfassen das äußere Erscheinungsbild, den sogenannten Phänotyp. So kann man beispielsweise feststellen, wie Pflanzen auf Nährstoffmangel oder Überflutung reagieren.

Seit die Menschheit Ackerbau betreibt, verändert sie Pflanzen durch Zucht. Dadurch wurden diese größer, schmackhafter und leichter anzubauen. So stammen etwa Blumenkohl, Rosenkohl und Rotkohl alle von derselben Wildpflanze ab. Die Sortenvielfalt bietet uns heute Abwechslung – und die Möglichkeit, unter verschiedenen Bedingungen Ackerbau zu betreiben.

Neue Züchtungen können höhere Erträge liefern und mit weniger Dünger oder Wasser wachsen. Sie können besser Schädlingen, Überflutungen oder Hitze trotzen. Zudem können Pflanzen nachwachsende und auch neuartige Rohstoffe für die Industrie liefern. Hierzu tragen die Förderinitiativen „Pflanzenzüchtungsforschung für die Bioökonomie“ und „Nutzpflanzen der Zukunft" bei.

Risiko-Forschung bei gentechnisch veränderten Pflanzen

Neue Züchtungen dürfen keine Gefahren für Mensch und Natur bergen. Das BMBF finanziert seit über 25 Jahren Forschungsprojekte zu möglichen Risiken gentechnisch veränderter Pflanzen. In vielen Experimenten untersuchte man den Einfluss etwa auf Bienen, Schmetterlinge oder Bodenorganismen. Auch wenn sie umstritten ist: Gentechnik eröffnet viele neue Wege. Während der Ebola-Epidemie 2014 wurde ein neuartiger Antikörper als Basis einer Therapie identifiziert. Gentechnisch veränderte Pflanzen produzierten diesen Antikörper – ein Verfahren, das teils in Deutschland entwickelt wurde.