Wenn Zucht auf Gewächshauslandwirtschaft trifft und das Potenzial von Innenfarmen durch Genetik erschließt

Der folgende Artikel stammt von Chengshi Younong , verfasst von Chengshi Younong

In einer Welt mit Wasserknappheit und Mangel an Ackerland ist das Konzept der "Lebensmittelmeilen" nicht nur eine Verbraucheranforderung, sondern ruft auch Herausforderungen in der Lieferkette und steigende Kraftstoffkosten hervor; das Potenzial der kontrollierten Landwirtschaft scheint enorm zu sein. Dies stellt eine Marktchance von 50 Milliarden Dollar dar, die durch die Nachfrage nach frischen, lokalen und nachhaltigen Agrarprodukten getrieben wird.

Die Vision der kontrollierten Landwirtschaft besteht darin, Hochtechnologie zu übernehmen, Pflanzenwachstumslampen zu nutzen und den Anbau von Nutzpflanzen in einer durch fortschrittliche Automatisierung und künstliche Intelligenz gesteuerten kontrollierten Umgebung zu ermöglichen. Dennoch wurde trotz kontinuierlicher technologischer Fortschritte in der Software und Hardware, die diese Betriebe betreiben, Innovation im komplexesten Element selbst – den Pflanzen, wie z. B. Zuchtverbesserungen – übersehen. Auf diesem schnell wachsenden Markt ist die Pflanzenzüchtung die Grundlage für die Sicherstellung höherer Gewinne.

Seit der Antike haben Bauern Samen zur Vermehrung gesammelt und sich auf die Züchtung von Sorten konzentriert, die unter Feldbedingungen am besten abschneiden; neben dem Ertrag ist die Fähigkeit, Umwelteinflüssen sowie Schädlingen und Krankheiten standzuhalten, die Hauptsorge der Bauern. Solche Zuchtprozesse haben in gewissem Maße den Geschmack und die Textur der Kulturpflanzen vernachlässigt, aber in der kontrollierten Landwirtschaft, in der Bedingungen präzise gesteuert werden, können Züchter sich auf Pflanzeneigenschaften konzentrieren, die traditionell von der konventionellen Zucht ignoriert wurden, und Pflanzen mit Eigenschaften für die Innenproduktion entwickeln, um den Gaumen der Verbraucher zu erfreuen und die Lieferkette zu verbessern, wodurch das volle Potenzial der Samen freigesetzt wird.

Marc Oshima, Mitbegründer von AeroFarms, ist der Ansicht, dass Züchter bei vertikalen Farmen ihren Fokus auf die für Verbraucher wichtigsten Eigenschaften verlagern können: Geschmack, Aroma, Textur und andere mit der Lebensmittelqualität verbundene Attribute. Pflanzen mit effizienter Morphologie sind ebenfalls wichtig, damit sie in einzigartigen Innenräumen leicht gepflegt und geerntet werden können.

农田种植的水果和蔬菜的最大育种目标是抗病性。病理学家和育种家合作，必须保持领先于下一种疾病的爆发。设施农业中，尽管白粉病等一些疾病还是能在室内发生，但通常可以通过管理措施加以控制。这让育种家不必对下一次严重病害而提心吊胆，可以将育种的重点转移到开发和加速新作物发现、种植配方和改进效率，并在室内种植系统中规模化复制。

Diese Veränderungen kommen sowohl Produzenten als auch Verbrauchern zugute. Produzenten profitieren von länger haltbaren Früchten, Qualität, schnelleren Wachstumszyklen und einer vorteilhaften Pflanzenmorphologie, während die Bedürfnisse der Verbraucher nach Geschmack, Aroma, Farbe, Textur und Nährstoffen erfüllt werden.

Wissenschaftler und Unternehmen der kontrollierten Landwirtschaft erkunden viele Möglichkeiten für den Innenanbau, wie die Herstellung von Arzneimitteln in Pflanzen, die Erhöhung des Gehalts an bestimmten Nährstoffen und bioaktiven Verbindungen, höhere Proteingehalte sowie Lebensmittel für personalisierte Diäten, allesamt zur Verbesserung der Gesundheit beitragend!

Die meisten Landwirte im geschützten Anbau führen die Züchtung nicht selbst durch, doch traditionelle Saatgutunternehmen bieten offensichtlich unzureichende Züchtungsdienstleistungen für diesen Sektor an. Bayer hat diese Nachfrage erkannt. Im Jahr 2020 gründeten Bayer Crop Science und Temasek ein unabhängiges Joint Venture namens Unfold, um den Zuchtbedarf vertikaler Farmen zu decken. Unfold liefert Samen an alle Innenfarmen und hat kürzlich mit dem vertikalen Landwirtschaftsunternehmen Bowery Farming zusammengearbeitet, um die Entwicklung neuer Sorten speziell für die vertikale Landwirtschaftsbranche zu beschleunigen.

Unter Verwendung unterschiedlicher Geschäftsmodelle erwarb Kalera, eines der am schnellsten wachsenden Unternehmen für vertikale Landwirtschaft in den USA, im vergangenen Jahr das Zuchtunternehmen Vindara, um Samen zu entwickeln, die speziell für vertikale Farmumgebungen konzipiert sind. Dr. Jade Stinson, Mitbegründer und Präsident von Vindara, ist der Ansicht, dass einige ideale Merkmale der Agronomie Ertrag und Morphologie der Kulturpflanzen sind, während aus ernährungswissenschaftlicher Sicht Geschmack, Farbe und Textur wichtige Merkmale darstellen.

Die meisten landwirtschaftlichen Produzenten in Anlagen streben eine Zusammenarbeit mit Züchtungseinrichtungen Dritter an, einschließlich Universitäten und Saatgutunternehmen. Aerofarms hat mehrere positive Kooperationen mit Züchtungseinrichtungen durchgeführt und bewertet derzeit mehrere proprietäre Erdbeer- und Hopfensorten, die von Dritten entwickelt wurden, um sie vollständig kontrollierten Anbauumgebungen anzupassen.

AeroFarms hat sich auch mit der Cornell University und anderen akademischen Einrichtungen sowie Regierungsbehörden wie der NASA, dem US-Energieministerium und dem US-Landwirtschaftsministerium zusammengeschlossen, um die Wachstumsbedingungen für verschiedene Kulturen einschließlich Salat zu optimieren.

Sakata Seed America是一家专注设施农业的种子公司。2019年，该公司开始注意到室内农场的专有作物开发。现在，他们与主要的设施农业种植者合作，培育出生菜、芝麻菜、罗勒、甜菜、芥末和小白菜等等，并开始了下一代育种项目。为设施农业行业寻找和提供具有最佳产量、有利的植物形态以及风味、颜色和质地的优质种子。

Neben Blattgemüse sind Erdbeeren eine der am stärksten beachteten Kulturen in der kontrollierten Landwirtschaft. Die vertikale Farm Plenty und der weltweite Beerenproduzent Driscoll's haben ein gemeinsames Projekt angekündigt, bei dem die proprietäre Genetik und die Beerenexpertise von Driscoll's sowie die vertikale Landwirtschaftstechnologie von Plenty genutzt werden, um Beervarietäten der Marke Driscoll's zu erforschen und anzubauen.

Laut Scott Komar, Senior Vice President für globale Forschung und Entwicklung bei Driscoll's, verfügt Driscoll über die weltweit größte Sammlung von Beeren-Germplasma, die mit den Innenanbauumgebungen von Plenty ausgewählt und optimiert werden kann. Dies verschafft Driscoll einen erheblichen Vorteil und setzt es vor kleineren Zuchtprogrammen mit geringerer Vielfalt.

Welche Werkzeuge verwenden Züchter für die Züchtung im geschützten Anbau? Die genetische und züchterische Geschichte von Obst und Gemüse ist nicht so entwickelt wie bei vielen Feldfrüchten, und die Anzahl der Kulturarten ist riesig, aber die Branche holt auf.

Züchter verwenden fortschrittliche Zuchtwerkzeuge, um die Marktnachfrage nach nahrhaften, ertragreichen und schmacklandwirtschaftlichen Produkten zu erfüllen. Zu den verfügbaren Werkzeugen gehören Genomik und Computergenetik, Analysen und Deep-Machine-Learning sowie traditionellere Zuchtmethoden wie markergestützte Zucht und Genintrogression.

Viele Unternehmen und Züchter interessieren sich für die Genom-Editierung und sehen darin ein Werkzeug, um die Züchtung schneller und präziser zu gestalten. In einer unsicheren globalen regulatorischen Umgebung wird die Genom-Editierung jedoch weiterhin als Züchtungswerkzeug im nicht-kommerziellen Bereich eingesetzt, um schnell interessante Gene zu identifizieren und Möglichkeiten zu erkunden. Anschließend werden traditionelle Züchtungsmethoden, die Zeit und Ressourcen erfordern, verwendet, um ähnliche Merkmale zu entwickeln.

Derzeit sind außer der im letzten Jahr auf den japanischen Markt eingeführten Tomatensorte mit hohem GABA-Gehalt in keinem Supermarkt weltweit genetisch editierte landwirtschaftliche Produkte erhältlich. Angesichts des anhaltenden Interesses der Verbraucher an rosa Ananas, braunvermeidenden Äpfeln und krankheitsresistenten Papayas könnte die Zukunft genetisch editierter landwirtschaftlicher Produkte ebenfalls vielversprechend sein.

Schließlich konzentrieren sich Züchter und Produzenten angesichts des raschen Marktwachstums zunehmend auf die Entwicklung von Pflanzensorten, die am besten für den Innenanbau geeignet sind. Die Züchtung ermöglicht nicht nur sprunghafte Veränderungen agronomischer Merkmale und verbessert die Wirtschaftlichkeit pro Einheit, sondern schafft auch differenzierte Produkte durch verbrauchergerechte Merkmale. Der geschützte Anbau vermeidet den Druck auf Pflanzen, aufgrund klimatischer Faktoren im Freien wachsen zu müssen, sodass wir Zuchtziele neu bewerten und in die Entwicklung von Sorten investieren können, die den Verbraucherbedürfnissen nach Geschmack, Aroma, Farbe, Textur und Nährstoffen entsprechen.

Die gezielte Züchtung für die Gewächshauslandwirtschaft ist eine riesige ungenutzte Chance. Wir beginnen gerade erst, die Möglichkeiten der Züchtung für Innenkulturen zu verstehen.

Quelle: Chengshi Younong