Mit Technologie zur Hoffnung

Wie nachhaltige Lebensmittelproduktion den Klimawandel umkehren kann!

Auf einer Rinderfarm weit aussen auf dänischem Land lebt Daisy. Sie ist die Hoffnung der Landwirtschaft auf eine nachhaltige Zukunft – oder zumindest eine der vielen. Ihre Lösung steckt in einer riesigen Plastikbox. In dieser Box hält Daisy ihre Kühe, um deren Methan-Ausstoss durch Rülpser und Aufstossen genau messen zu können.

Methan ist eines der Treibhausgase. Allein 40% der gesamten Methanemissionen in der Lebensmittelproduktion wird der Rinderindustrie zugeschrieben. Daisy will mit ihren Messungen helfen diesen beachtlichen Anteil, den die Viehzucht zum Klimaproblem beiträgt zu verringern und sogar zur Problemlösung umzuwandeln.
Denn neben der Klimaänderung treibt es ausserdem Dürre, Überschwemmungen, hohe Temperaturen und den steigenden Meeresspiegel voran. Damit werden die noch fruchtbaren Plätze unseres Planeten unbrauchbar gemacht. Nach und nach beeinträchtigt es somit auch unsere Fähigkeit, überhaupt Nahrung anbauen zu können.

Und obschon die Reis- und nicht Viehindustrie der grösste Erzeuger darstellt, ist das Interesse einer Veränderung gross. Denn die Landwirtschaft mitsamt Abholzung der Wälder trägt fast einen Viertel zu den Treibhausgasemissionen bei und sogar 70% des weltweiten Wasserverbrauchs.

Was wäre, wenn wir Lebensmittel auf eine Weise produzieren können, die diese Probleme nicht nur mindert, sondern sich sogar positiv auf das Klima auswirken könnte?

Daisy erklärt uns, dass es nicht die Kuh an sich ist, die das Methan produziert. Mikroorganismen, die sich Archaea nennen, sind der Verursacher. Diese Mikroorganismen befinden sich im Verdauungssystem der Kühe, um Nährstoffe aus der Nahrung zu extrahieren. Denn Kühe sind Wiederkäuer. Ihre Verdauung ist mithilfe der Mikroben auf nährstoffarme Nahrung, wie Blätter und Gräser spezialisiert. Würde also dieser Prozess blockiert werden und die Archaea würden kein Methan produzieren, dann wäre das Problem gelöst und die Kuh wäre klimaneutral.Viele mögen argumentieren, dass der Verzicht auf Rinderzucht die beste Lösung dafür wäre, mindestens genauso viele widersprechen jedoch dem. Sie forschen vielmehr an einer Methanhemmung. Die Quelle dafür soll Seetang sein.

Die Warmwasser-Algenart Asparagopsis wird in Australien angebaut und soll mit nur 2% des Futters, die Methanemission der Kuh um 98% reduzieren. Der Schlüssel dabei ist eine Verbindung in der Alge namens Bromoform. Was als vielversprechende Lösung angesehen wird, birgt ebenso viele Risiken.
In bereits durchgeführten Experimenten reduzierten die Tiere ihre Nahrungsmenge, weshalb unklar ist, ob die Kühe den Geschmack von Bromoform mögen. Zudem kann es für Menschen krebserregend sein. Jedoch existieren derzeit nur wenige Untersuchungen darüber, ob dies auch auf Milch- und Fleischprodukte übertragen wird. Kann die Methanproduktion der Kühe mit Seetang gestoppt werden?

Diese Alge ist streng genommen keine Pflanze und bietet uns eine der wenigen Quellen für die Aufnahme von Vitamin B12. Die ausreichende Aufnahme dieses Vitamins ist wichtig für die Funktion von Herz und Gehirn. Nun könnte sich ein neuer Nutzen zeigen. Weltweit werden deshalb bereits Algenfarmen ausgebaut.

Auf solchen Farmen wird der reproduktive Teil von den Algen entnommen. Nach fast zwei Monaten haben sie sich dann genügend entfalten, sodass die Setzlinge im Meer ausgesetzt werden können, dort wo bereits zuvor die Algen gesammelt wurden. Daraus entwickelt sich wiederum Seetang, dem erneut reproduktive Teile entnommen werden können.

Und wie sieht es mit den Treibhausgasen bei diesem gesamten Prozess aus? Die Algen sind den Landpflanzen gleich in mehreren Punkten überlegen. So wird durch die Zucht nicht nur wenig Treibhausgas ausgestossen, sondern auch die Bindung von Kohlenstoff ist effektiver. Dadurch, dass ein Teil des Seetangs sich für immer im Sediment lagert, entsteht eine kontinuierliche Kohlenstoffspeicherung. Diese ist essentiell für den Klimaschutz. Denn CO2 kann nach Ausstoss nicht mehr absorbiert werden und begünstigt den Treibhauseffekt. Bindungen wirken dem somit entgegen.

In Süsswassern können Algen zudem auch aus Düngemittel die überschüssigen Nährstoffe absorbieren. Durch Flüsse würden diese nämlich in Seen und schliesslich in Ozeane gelangen und dort die Vegetation, den Lebensraum massgeblich verändern.

Die beste Lösung jedoch wäre jedoch die Minimierung von Düngemittel. Diesbezüglich werden neue Technologien entwickelt, wodurch Grossbauern zumindest den Einsatz reduzieren können ohne Verluste im Ertrag. Zu solchen Technologien, welche von der sogenannten Präzisionslandwirtschaft eingesetzt wird, gehören die Siliziumdioxid-Nanopartikel. Kombiniert werden solche Technologien teils auch mit Mikroorganismen, um nicht nur den Boden von Pestiziden zu schützen, sondern die Regeneration dessen auch gleichzeitig anzukurbeln. Weiter sind bereits Entwicklungen von maschinellem Lernen im Gange, solche Mittel nicht mehr flächenmässig zu verteilen. Erkennungsprogramme sollen helfen, Unkräuter zu erkennen, und durch Sprays gezielt bekämpfen zu können. Blue River Technology in den USA beispielsweise soll laut eigener Aussage so nur noch 10-30% der Menge aus herkömmlichem Anbau versprühen.

Werden sich solche Methoden in Zukunft als erfolgreich erweisen, würde dies nicht nur eine Minderung der Chemikalien und Treibhausgasen in der Umwelt für den Klimawandel bedeuten, sondern auch massive Kosten für Düngungsmittel könnten eingespart werden.

Mit Hightech gegen den Treibhauseffekt?

Die bestmögliche Form der Landwirtschaft wäre die regenerative, wie die der Full Circle Farms. Diese Idee verfolgen in neuester Zeit auch immer mehr Betriebe. Das Ziel dieser ist der vollkommene Verzicht von synthetischem Dünger. Einzig natürliche Mikroorganismen sollen genutzt werden für die Regeneration des Bodens. Denn diese ist durch die stetige Steigerung der Ernteerträge auch nötig. Obschon so genügend Nahrung für die schnell wachsende Bevölkerung gesichert werden konnte, wurden die fruchtbaren Böden deutlich geschädigt. Pilze, Bakterien und andere Bewohner der Böden wurden aus dem Gleichgewicht gebracht und zwischen den Ernten bleibt nicht genügend Zeit, damit sich wieder eine Balance von allein einstellen könnte.

Andererseits müssen die Felder das ganze Jahr über mit lebenden Pflanzen bedeckt sein, um die Speicherung an Kohlenstoff im Boden maximieren zu können. Denn nur so kann es tiefe Wurzeln geben, die den aufgenommenen Kohlenstoff an Boden und Pilze abgeben können. Pilze ernähren sich davon und liefern im Gegenzug andere Nährstoffe für fruchtbare Böden.
Diese Möglichkeit der Wiederaufnahme des Kohlestoffes in den Boden wird jedoch kritisch betrachtet. Aber auch wenn diese nicht so effizient möglich sein sollte wie erhofft kann doch dadurch zumindest die Menge, die überhaupt im Boden gespeichert werden kann, erhöht werden. Deshalb ist eine Förderung der Biodiversität mit vielen Pflanzen, Pilzen und Mikroorganismen so wichtig. Zudem werden durch neue genverändernde Techniken bereits versucht, auch weitere Pflanzen zu entwickeln, welche noch mehr Kohlenstoff binden können. Was solche Gen-Editing-Techniken angeht ist ein Thema für sich, ob dies befürwortet werden sollte.

Oder was wäre denn, wenn die Landwirtschaft ganz einfach komplett in Innenräume versetzt werden würde? Einige Forscher gehen dieser Möglichkeit nach. Immerhin gäbe es kein Problem überbenutzter Felder und Pestizide würden ebenso wegfallen. Durch eine spezielle Bewässerungstechnik, die Hydrokultur, welche die Pflanzen von unten an den Wurzeln bewässert, würde auch der Wasserverbrauch immens reduziert werden. Weiter könnte auch Meerwasser als Quelle dienen. Für Nahrungsmittel wie Getreide, welche sehr viel Platz benötigen sind diese Techniken jedoch noch nicht möglich, auch weil sie sehr energieintensiv wären.

Was wenn wir unsere Nahrungsmittelquellen dem Treibhausgas-Ausstoss anpassen?

Statt die Anbauart zu ändern, gehen andere der Möglichkeit nach, die Nahrungsquelle zu ändern. So sind beispielsweise vor allem im asiatischen Raum Insekten keine Seltenheit in den Einkaufsregalen. Denn solche essbaren Insekten wie Grillen haben oft gleich viele Proteine wie Rindfleisch und eine Vielzahl anderer wichtiger Nährstoffe. Der B12 Gehalt ist sogar dreimal höher und kann auch besser aufgenommen werden von uns Menschen. Und im Gegensatz zu Rinderfarmen mit dem hohen Methanausstoss, stossen Insekten wenig Treibhausgase aus und benötigen auch sonst wenig Futter, Platz und Wasser zur Entwicklung.
Viele dieser angeschnittenen Aspekte von Veränderungen und Modifikationen zeigen die Bandbreite an Möglichkeiten auf sowie auch die damit verbundenen Probleme. Es ist schwierig, die Auswirkungen der Landwirtschaft auf die Umwelt vollständig zu eliminieren – selbst mit dem heutigen technischen Fortschritt. Es gibt nicht DEN Weg, jedoch zeigt jeder mögliche Weg, dass es Lösungen durch Wandel gibt. Schliesslich wird womöglich gerade erst die Kombination aller Ideen mit technologischer Innovation im Anbau, Treibgasverarbeitung und auch Änderung der Quellen in Nahrung und Land und Wasser zur merklichen Veränderung führen und so unseren ökologischen Fussabdruck der Nahrungsmittel vermindern.

(Quelle: www.bbc.com)


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