Auftaktveranstaltung des Verbunds „Transformationswissenschaft agrarische Intensivregion im Nordwesten Niedersachsens“ in Vechta – Landwirtschaftsministerin Otte-Kinast nimmt teil

Die niedersächsische Agrar- und Ernährungswirtschaft hat in der Vergangenheit eine einzigartige Erfolgsgeschichte geschrieben. Sie hat die ländliche Region im Nordwesten stark gemacht und prägt sie immer
noch maßgeblich. Damit das Erfolgsmodell auch noch in Zukunft tragfähig ist, richtet der Verbund für Transformationswissenschaft, an dem niedersächsische Hochschulen und Wirtschaftseinrichtungen beteiligt sind, eine Strategiekonferenz aus am 24. Mai 2018 in der Aula der Universität Vechta. Eingeladen sind alle, die sich für die Zukunft der Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion interessieren und mit namhaften Fachleuten aus Wissenschaft, Politik, Wirtschaft, Verwaltung und Verbänden über die Entwicklung des für den ländlichen Raum Niedersachsens wichtigsten Wirtschaftszweigs zu diskutieren. Ihre Teilnahme bereits zugesagt haben die niedersächsische Ministerin für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Barbara Otte-Kinast, sowie Hubertus Paetow, Präsident der DLG (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft e. V.).

Verbundsgeschäftsführerin Dr.in Barbara Grabkowsky ist sich sicher: „Wandel, Veränderung, und Transformation: Das sind zentrale Themenfelder, mit denen sich die Branche verstärkt beschäftigen muss, um der Zukunft gewachsen zu sein“. Der Transformationsprozess könne das Gesicht der Landwirtschaft von heute stark verändern, erläutert die Geschäftsführerin weiter. Fragen zur Zukunft der Nutztierhaltung, der Rolle der Digitalisierung und nach einem nachhaltigen Umgang mit natürlichen Ressourcen seien dabei von zentraler Bedeutung. Fleisch aus dem Reagenzglas, grüne Gentechnik oder vertikaler Pflanzenbau sind Beispiele, die die bestehenden Strukturen auf den Kopf stellen könnten, aber auch Chancen für neue Geschäftsmodelle böten.

Der Verbund „Transformationswissenschaft für die agrarische Intensivregion im Nordwesten Niedersachsens“ hat sich zum Ziel gesetzt, für die Herausforderungen der Agrar- und Ernährungswirtschaft pro-aktiv nach Lösungen zu suchen. Die Strategiekonferenz „Zukunft agrar Nordwest“ ist zugleich Auftaktveranstaltung des Verbunds und der Startschuss, gemeinsam in Richtung Zukunft aufzubrechen.

Die Teilnahme an der Veranstaltung ist kostenlos. Um Anmeldung wird gebeten

Quelle: Universität Vechta

Am heutigen Dienstag verleiht die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Anja Karliczek, gemeinsam mit dem Präsidenten der Alexander von Humboldt-Stiftung, Hans-Christian Pape, in Berlin die höchstdotierten Forschungspreise Deutschlands: die Alexander von Humboldt-Professuren. Zehn Preisträgerinnen und Preisträger aus dem Ausland erhalten von der Stiftung jeweils bis zu fünf Millionen Euro, um fünf Jahre lang zu ihrem Fachgebiet an deutschen Universitäten zu forschen. Die Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) nominierte Professor Guus Rimmelzwaan für eine Alexander von Humboldt-Professur – und war erfolgreich. Seit Januar forscht der Spitzen-Virologe am Research Center for Emerging Infections and Zoonoses (RIZ), dem interdisziplinären Forschungszentrum der TiHo.

Seit fast 25 Jahren forscht Rimmelzwaan bereits zu Influenzaviren, den Auslösern der Grippe. Trotzdem möchte er noch mehr über diese Viren und die Immunantwort ihrer Wirte erfahren. „Influenzaviren sind extrem interessant. Eine so hohe Fördersumme und die Infrastruktur des RIZ ermöglichen es mir, zahlreiche verschiedene Projekte zu Influenzaviren zu planen und umzusetzen. So eine Chance bekommt man nur einmal im Leben und ich habe noch so viele Ideen – insbesondere was die Immunität gegen die Viren und ihre Bedeutung betrifft“, sagt Rimmelzwaan.

Warum sind Influenzaviren so interessant?
Influenzaviren kommen bei Menschen und Tieren vor und verändern sich ständig. Mittlerweile sind vier Gattungen und zahlreiche verschiedene Subtypen bekannt. Sie lösen verschiedene Krankheitsbilder aus – wie beispielsweise die saisonale Grippe, an der schätzungsweise 290.000 bis 650.000 Menschen jährlich sterben. Es sind sogar Fälle bekannt, in denen Influenzaviren zunächst nur Tiere infizierten und sich dann so veränderten, dass sie plötzlich auch bei Menschen zu Erkrankungen führten. So können sie sogenannte Pandemien auslösen, bei denen sich die Krankheit seuchenhaft über Länder- und Kontinentalgrenzen ausbreitet. „Die Eigenschaft, die mich persönlich jedoch am meisten fasziniert, ist, dass Influenzaviren durch ihre Variabilität dem Immunsystem entkommen können“, berichtet Rimmelzwaan. „Die Viren verändern sich so schnell, dass beispielsweise neue Grippeimpfstoffe häufig bereits nach einem Jahr unbrauchbar sind.“

Auf der Suche nach neuen Abwehrstrategien
Rimmelzwaans Forschungsprojekte zielen darauf ab, die Immunität gegen Influenzaviren zu verstehen. Das ist die Grundlage, um eine Universal-Impfung zu entwickeln, die möglichst gegen alle Influenzaviren schützt. „Die Kenntnisse, die wir über diese Viren gewinnen, können wir zudem auf andere wichtige Virusinfektionen anwenden“, betont er. Derzeit stellt Rimmelzwaan sein neues Team zusammen und plant erste Projekte.

Über Professor Guus Rimmelzwaan
Nach seinem Biologiestudium an der Freien Universität Amsterdam arbeitete der gebürtige Niederländer das erste Mal an einem veterinärmedizinischen Thema: An der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Utrecht und dem National Institute of Public Health and the Environment in Bilthoven promovierte er über die Parvovirusinfektion beim Hund. Nach seiner Promotion forschte er an einem weiteren Tiervirus, dem Felinen Immundefizienz-Virus (FIV), mit dem Ziel, einen Impfstoff dagegen zu entwickeln. Das Katzenvirus gilt als Modell für das Humane Immundefizienz-Virus (HIV), daher wurde ihm schon kurze Zeit später aufgrund seiner Expertise auf dem Gebiet eine Stelle an der Medizinischen Fakultät der Universität Amsterdam angeboten. Diese Anstellung war an einen Auslandsaufenthalt in den USA geknüpft: In der Abteilung für Virusbiologie des National Cancer Institute in Frederick etablierte er die Methoden, die er in der FIV-Forschung entwickelt hatte, für HI-Viren. Im Jahr 1994 wurde er Arbeitsgruppenleiter im Erasmus Medical Center in Rotterdam. Dort leitete er seit 2002 die Forschungsabteilung der Viruswissenschaften und hatte seit 2009 den Vorsitz für Immunovirologie inne. Im Januar verließ er Rotterdam, um an der TiHo zu forschen.

Foto: Levien Willemse

Quelle: Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Das am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB entwickelte BioEcoSIM-Verfahren zur Aufbereitung von Gülle wird von SUEZ Deutschland GmbH als Betreiber großtechnischer Anlagen in den Markt eingeführt. Für Agrarbetriebe wird so eine Möglichkeit geschaffen, überschüssige Gülle abzugeben. Produkte der Gülleaufbereitung sind Phosphordünger, Ammoniumdünger und organische Bodenverbesserer. Anlässlich der IFAT vom 14. bis 18. Mai in München geben die Partner ihre Zusammenarbeit zur Markteinführung bekannt.

Etwa 200 Millionen Kubikmeter Gülle aus der Viehzucht landen jährlich in Deutschland auf Feldern und Wiesen. Das »schwarze Gold« besteht zu über 90 Prozent aus Wasser und enthält beachtliche Mengen der wichtigen Pflanzennährstoffe Stickstoff und Phosphor. Wenn jedoch mehr Gülle auf die Felder ausgebracht wird, als die Böden binden und Pflanzen aufnehmen können, wandeln Mikroorganismen den Ammoniumstickstoff im Boden zu Nitrat um, das ins Grundwasser sickert. Das Problem: Dort, wo die Gülle in großen Mengen anfällt, fehlen häufig Ackerflächen, die gedüngt werden müssen. Über sogenannte Güllebörsen ordern Mastbetriebe daher Tanklaster an, um ihre Gülle in Gebiete mit Nährstoffbedarf transportieren zu lassen – oft mehrere hundert Kilometer entfernt.

Eine umweltschonende Lösung hat das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB mit seinem BioEcoSIM-Verfahren entwickelt. »Wir haben verschiedene Aufbereitungsstufen zu einem Gesamtprozess kombiniert und in einer modular aufgebauten Anlage integriert«, erläutert der Nährstoff-Experte Dr. Iosif Mariakakis vom Fraunhofer IGB. Damit können die wertvollen Nährstoffe als leicht transportierbare und exakt dosierbare Phosphor- und Ammoniumdüngesalze zurückgewonnen werden. Auch die festen organischen Bestandteile werden verwertet und mit einem energieeffizienten Verfahren getrocknet und konditioniert. Sie stehen dann als humusbildende Bodenverbesserer zur Verfügung. Gülle wird so nahezu vollständig verwertet und die recycelten Bestandteile dem Boden wieder zugeführt.

Großtechnische Umsetzung und Betreibermodell

Mit der SUEZ Deutschland GmbH hat das Fraunhofer IGB nun einen Lizenznehmer für die patentierte Technologie gewonnen. Das global agierende Entsorgungs- und Verwertungsunternehmen wird als Betreiber in Aufbereitungsanlagen investieren. »Nach und nach sollen flächendeckend großtechnische Anlagen entstehen, die Landwirten, Zucht- und Mastbetrieben überschüssige Gülle abnehmen. Bei der Auswahl der Anlagenstandorte werden vor allem die logistischen Aspekte der Anlieferung berücksichtigt«, beschreibt Kai Bastuck, Leiter Geschäftsfeldentwicklung Recycling und Recovery der SUEZ Deutschland GmbH, das Geschäftsmodell. »Durch die Rückgewinnung des endlichen Rohstoffs Phosphor wird die Abhängigkeit Deutschlands von Phosphorimporten abgebaut. Das schont die endlichen Phosphorressourcen und verringert Schadstoffeinträge in Böden. So tragen wir zu einer nachhaltigen Zukunft bei und machen Nährstoff zum Wertstoff«, so Bastuck. Das Fraunhofer IGB unterstützt SUEZ Deutschland bei der Weiterentwicklung des Verfahrens.

Eine erste Aufbereitungsanlage mit einem Durchsatz von einem Kubikmeter pro Stunde wird aktuell als »Lebendes Technikum« am SUEZ-Standort Zorbau in Sachsen-Anhalt errichtet. Die flexibel ausgelegte Anlage soll Rinder- und Schweinegülle, aber auch Gärreste aus Biogasanlagen, verarbeiten und damit als Blaupause für weitere großtechnische Anlagen dienen.

»Eine durchschnittliche großtechnische Anlage produziert dann stündlich aus zehn Kubikmetern Rohgülle etwa 100 Kilogramm Phosphatdünger, 100 Kilogramm Stickstoffdünger und 900 Kilogramm organische, nährstoffarme Feststoffe«, führt Siegfried Egner, Abteilungsleiter am Fraunhofer IGB, aus. Das Einsparpotenzial an synthetischen Düngern ist enorm: Mit der Kapazität von einer Million Kubikmetern Gülle pro Jahr können 10 000 Tonnen Ammoniumdünger und 10 000 Tonnen Phosphordünger hergestellt werden.

Das BioEcoSIM-Verfahren

Um Gülle vollständig aufzubereiten, sind verschiedene Verfahrensschritte notwendig. In einem ersten Schritt wird die wässrige Gülle vorbehandelt, damit der Phosphor vollständig in Lösung geht. Über eine zweistufige Filtration wird sie in eine feste und eine flüssige Phase getrennt.

Die entwässerte feste Phase wird mit einem ebenfalls am Fraunhofer IGB entwickelten energieeffizienten Verfahren getrocknet, das mit überhitztem Wasserdampf in einem geschlossenen System und daher besonders energieeffizient arbeitet. Die getrockneten organischen Bestandteile können optional weiter bei 450 °C über einen Pyrolyse-Schritt – wie im Trocknungsschritt in einer Atmosphäre aus überhitztem Wasserdampf – zu organischer Biokohle umgesetzt werden.

Die flüssige Güllefraktion enthält die gelösten anorganischen Nährstoffe. In einem Fällungsreaktor wird zunächst Phosphor zurückgewonnen und als Calciumphosphat, Magnesiumphosphat oder Magnesiumammoniumphosphat gefällt und abfiltriert. Stickstoff wird in einem zweiten Schritt zurückgewonnen. Hierzu wird die wässrige Fraktion über eine Membranadsorption als Ammoniumsulfat abgetrennt und kristallisiert. Übrig bleibt ein Wasser, das nur noch Spuren von Phosphor und Stickstoff enthält, aber reich an Kalium ist – und optimal zur Bewässerung eingesetzt werden kann.

In umfangreichen Untersuchungen und Feldstudien haben die Fraunhofer-Forscher gezeigt, dass die aus Gülle aufbereiteten mineralischen Düngemittel und organischen Bodenverbesserer direkt als gut verfügbare Dünger und humusbildende Substrate in der Landwirtschaft eingesetzt werden können.

Das BioEcoSIM-Aufarbeitungsverfahren wurde im Rahmen des Projekts BioEcoSIM entwickelt, das von Oktober 2012 bis Dezember 2016 im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU gefördert wurde.

Präsentation auf der IFAT

Auf der IFAT vom 14. – 18. Mai 2018 in München steht das Fraunhofer IGB am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle B2, Stand 215/314, SUEZ Deutschland GmbH in Halle A6, Stand 239 für weitere Informationen und Gespräche zur Verfügung.

Quelle und Bild: Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Aktualisiert am 22.5.2018

Was macht das Landleben eigentlich so gesund? Die dörfliche Ruhe, die frische Luft oder die intakte Nachbarschaft? Wissenschaftler der Universität Ulm haben darauf eine ganz andere Antwort: Landbewohner mit engem Kontakt zu Nutztieren können Stresssituationen immunologisch viel besser bewältigen als Großstädter, die ohne Haustiere aufgewachsen sind. Hilfe bekommen sie dabei von den „old friends“ unter den Mikroben. „Damit gemeint sind Umweltbakterien, mit denen der Mensch seit Jahrtausenden recht friedlich zusammen- lebt, und die es in der Großstadt heute schwer haben“, erklärt Professor Stefan Reber, Leiter der Sektion für Molekulare Psychosomatik an der Ulmer Universitätsklinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie.

Der Ulmer Wissenschaftler hat gemeinsam mit Kollegen aus dem Universitätsklinikum Ulm und Forschern aus Erlangen, London und Boulder (Colorado) herausgefunden, dass Männer, die die ersten 15 Lebensjahre auf einem Bauernhof mit Nutztierhaltung aufgewachsen sind, psychosozialen Stress besser verarbeiten können als Männer, die die ersten 15 Lebensjahre in einer Großstadt mit über 100 000 Einwohnern und ohne Haustiere verbracht haben. Für ihre Studie, die kürzlich im renommierten Fachmagazin PNAS veröffentlicht wurde, haben die Forscher insgesamt 40 gesunde männliche Probanden einem Stresstest unterzogen und begleitend dazu Stresshormone und immunologische Parameter erhoben. „Gestresst“ wurden die Probanden in einem standardisierten Labor- experiment mit dem sogenannten „Trier-Social-Stress-Test“ (TSST). Dabei werden die Versuchsteilnehmer einer fingierten Bewerbungssituation ausgesetzt und mehr und mehr unter Druck gesetzt. Sie müssen zwischendurch Kopfrechenaufgaben lösen und bei Fehlern erneut von vorne beginnen. Vor und nach dem Test haben die Wissenschaftler Blut- und Speichelproben entnommen, um bestimmte Immunzellen wie mononukleäre Zellen des peripheren Blutes (PBMC) zu gewinnen oder Stressparameter wie Cortisol zu erfassen.

Dabei kam heraus, dass die „Landbewohner“ im Test zwar einerseits höhere Stresswerte zeigten als die „Großstädter“; dabei waren sowohl die basalen Stresshormonlevel höher als auch das im Fragebogen abgefragte subjektive Stressempfinden. Andererseits ließ sich das Immunsystem der „Landbewohner“ nicht so stark zu einer Reaktion provozieren wie das der „Großstädter“, die in ihrer Kindheit keinen Kontakt zu Tieren hatten. So war bei den Probanden, die in der Großstadt ohne Tiere aufgewachsen sind, nicht nur der stress- induzierte PBMC-Anstieg größer, sondern auch die Werte für den Entzündungsmarker Interleukin 6 blieben länger erhöht als bei der Vergleichsgruppe.

Und ein weiteres klares Indiz, dass das Immunsystem der „Landbewohner“ Stress besser verkraftet, fanden die Wissenschaftler. Dafür wurden die isolierten mononukleären Zellen des peripheren Blutes auf die Ausschüttung des Entzündungshemmers Interleukin 10 untersucht. Das Ergebnis: nach dem Stresstest war bei den tierlosen Städtern die Abgabe dieser antientzündlich wirkenden Substanz deutlich verringert, nicht jedoch bei den nutztiernahen Ländlern.

Für die Gesundheit sind überschießende Immunantworten ein Problem, weil diese häufig zu chronischen Entzündungsreaktionen führen. „Solche Prozesse spielen beispielsweise bei der Entstehung von Asthma und allergischen Erkrankungen eine Rolle, vergrößern aber auch das Risiko für psychische Erkrankungen wie beispielsweise Depressionen und Post- traumatische Belastungsstörungen, erläutert der Ulmer Psychoneuroimmunologe Stefan Reber.

Schon länger ist bekannt, dass die Anfälligkeit für Asthma und Allergien sowie für psychische Erkrankungen bei Menschen, die in der Großstadt leben, überdurchschnittlich hoch ist. Mit dem globalen Trend zur Verstädterung – immer mehr Menschen zieht es vom Land in die Metropolen – gewinnt dieser Befund noch an Brisanz. Dass dabei der fehlende Kontakt zu bestimmten Bakterien eine Schlüsselrolle spielt, wie die sogenannte „missing microbes“-Hypothese besagt, wird in der Forschung seit ein paar Jahren vermutet. In einem früheren Experiment mit Mäusen konnte ein Forscherteam um Professor Reber bereits zeigen, dass sich die Stressresilienz der Tiere durch die „Impfung“ mit solchen altbekannten Umweltbakterien verbessern lässt. Schön wäre es natürlich, wenn sich die Ergebnisse von der Maus auf den Menschen übertragen ließen. Möglicherweise könnte eine solche Impfung in Zukunft auch bei menschlichen Risikogruppen funktionieren. Ob es in der Stadt vielleicht auch der frühe Kontakt mit Haustieren tut, wollen die Wissenschaftler in einer Folgestudie herausfinden.

Quelle: Universität Ulm