Nachhaltige Landwirtschaft – Verbesserung der Umweltvorteile, der ernährungsphysiologischen Qualität von Lebensmitteln und Stärkung der Pflanzenresilienz gegenüber abiotischen und biotischen Stressfaktoren

Die Bereitstellung von nährstoffreichen Lebensmitteln für zukünftige Weltbevölkerungen stellt die Landwirtschaft vor enorme Herausforderungen, da Schätzungen darauf hindeuten, dass die Ernteproduktion sich verdoppeln muss. Die Ernteproduktion kann nicht einfach durch die Ausweitung der Flächen oder durch die Anwendung früherer landwirtschaftlicher Intensivierungsmethoden erhöht werden, um dieser Herausforderung zu begegnen. In der Vergangenheit hat sich die Lebensmittelproduktion durch den erheblichen Einsatz von synthetischen Düngemitteln, Pestiziden und Bewässerung verdoppelt, alles zu erheblichen Umweltkosten. Die zukünftige Produktion von nährstoffreichen Lebensmitteln wird Systeme zur Pflanzenproduktion der nächsten Generation erfordern, die weniger auf synthetische Düngemittel und Pestizide angewiesen sind. Hier präsentieren wir drei Fallstudien, die die Entwicklung von Zwischenfrüchten und pflanzenfördernden Mikroben für nachhaltige, nächste Generationen von Produktionssystemen für kleine Getreidearten, Tomaten und Raps detaillieren. Zwischenfrüchte gewährten Unkraut- und Krankheitskontrolle und verringerten Bodenerosion sowie den Verlust von Bodenstickstoff, -phosphor und -kohle, während pflanzenfördernde Mikroben die Krankheitskontrolle und die Phosphorfruchtbarkeit bereitstellten. Die Erträge in diesen Produktionssystemen der nächsten Generation lagen jedoch bestenfalls auf dem Niveau der aktuellen Produktionssysteme. Wir argumentieren hier, dass zur signifikanten Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität neues Pflanzenmaterial mit verbessertem Nährstoffgehalt und erhöhter Toleranz gegenüber abiotischen und biotischen Stressfaktoren entwickelt werden muss. Dies erfordert den Einsatz aller verfügbaren Technologien, einschließlich intensiver genetischer Ingenieurmethoden, in den Anbausystemen der nächsten Generation.