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Im Treibhaus

Wie eine niederländische Universität an der zweiten Grünen Revolution arbeitet.




• Wageningen ist ein unwahrscheinlicher Ort für eine Revolution. Die Kleinstadt liegt etwas abseits an einem Seitenarm des Rheins, etwa 50 Kilometer östlich von Utrecht. Es gibt eine kleine backsteinerne Kirche, ein paar Festungsruinen aus dem 16. Jahrhundert und 37.000 Einwohner. Nicht einmal einen eigenen Bahnhof hat die Stadt. Aber laut dem QS World University Ranking die beste Landwirtschaftsuniversität der Welt: die Wageningen University & Research. 11.000 Studierende und 5000 Angestellte arbeiten dort, um sicherzustellen, dass die Menschen auch künftig genug zu essen haben.

Ernst van den Ende ist der Leiter der Abteilung Pflanzenwissenschaften und empfängt in einem Büro, in dem ein Benjamini-Baum fast bis unter die Decke reicht. Als Erstes erklärt er dem Besucher, wie ernst die Lage ist. Er hat eine Powerpoint-Präsentation aufgerufen, die eine steil ansteigende Kurve zeigt: den Bedarf an Lebensmitteln bis ins Jahr 2050. „In 30 Jahren werden wir 10 Milliarden Menschen auf dem Planeten haben, 2,5 Milliarden mehr als jetzt. Parallel dazu schrumpft die Fläche, die wir für Landwirtschaft zur Verfügung haben. Durch den Klimawandel nehmen extreme Wetterbedingungen wie Überschwemmun- gen und Dürre zu.“

Das alles führt zu jener Schlussfolgerung, die sich der Wissenschaftler für das Ende seiner Slideshow aufgehoben hat: „Wir werden in den nächsten 40 Jahren so viele Nahrungsmittel produzieren müssen wie die gesamte Menschheit im Verlauf der vergangenen 8000 Jahre.“

Umso erstaunlicher ist es, dass van den Ende das für möglich hält. Denn es gebe ja schon ein Vorbild, an das man sich halten könne: die Niederlande. Das kleine, dicht besiedelte Land hat eine enorm produktive Landwirtschaft. Gemessen am Wert der Agrarprodukte, sind die Niederlande der zweitgrößte Lebensmittelexporteur der Welt. Im Jahr 2017 führten sie landwirtschaftliche Produkte im Wert von 91,7 Milliarden Euro aus. Nur die USA nehmen noch mehr Geld auf diese Weise ein, etwas mehr als 120 Milliarden Euro. Die Niederlande schaffen das allerdings mit einer landwirtschaftlichen Fläche, die 217-mal kleiner ist als die der USA.

Sie produzieren weltweit die höchsten Erträge pro Hektar bei Gurken, Chilis und Tomaten, die zweithöchsten bei Birnen und Weizen, die fünfthöchsten bei Kartoffeln, Möhren und Zwiebeln. Und sie tun das sehr sparsam: Bei Gewächshaustomaten zum Beispiel brauchen die Niederländer nur etwas mehr als neun Liter Wasser, um ein Kilogramm zu züchten. Im globalen Durchschnitt brauchen Gemüsebauern dafür 214 Liter.

Die Niederlande haben auch beim Pestizid- und Düngemittelverbrauch eine dramatische Wende eingeleitet. 1999 setzte das Land mehr Pestizide und Dünger ein als jedes andere europäische Land. 500 Kilogramm wurden damals im Schnitt pro Hektar ausgebracht. Im Jahr 2014 hatte man den Verbrauch mehr als halbiert.

In Wageningen wurden viele der Methoden und Techniken entwickelt, die diesen radikalen Wandel möglich gemacht haben. Die Revolution in der niederländischen Landwirtschaft ist eine des Wissens. Genau das ist der Grund dafür, dass van den Ende seine Untergangsstatistik mit solcher Ruhe vortragen kann. Er weiß, dass es sich um ein lösbares Problem handelt. Die Welt muss nur so werden, wie die Niederlande es bereits sind. Und wahrscheinlich noch etwas besser. Genau daran arbeiten hier die Forscher.

Van den Ende hat einen Leitsatz, der seine Anstrengungen zusammenfasst: mehr mit weniger. „Wir wollen mehr produzieren auf jedem Quadratmeter, mit weniger Mitteln – weniger Pestiziden, weniger Wasser, weniger Energie, weniger Arbeit.“

Wie das aussieht, kann man in einem abgedunkelten Container hinter einer schweren Tür beobachten. Dort leuchten rote und blaue LED-Lampen, die ein Licht erzeugen wie in einem Amsterdamer Bordell. Im Raum herrschen genau 22 Grad Celsius. Hier zieht Leo Marcelis, 54, Salat, jedes Blatt bisher kaum größer als eine Zigarettenschachtel.

Die Pflanzen wachsen auf drei Ebenen, unter maximaler Ausnutzung des Platzes; ohne Sonnenlicht und eingepflanzt in Lehmsubstrat. So sollen in den Städten auf kleinstem Raum Plantagen entstehen, effizienter als jedes Feld.

Vertical Farming gilt seit einigen Jahren als die Lösung für das Problem eines Planeten, dem die Fläche für Landwirtschaft ausgeht: Man stapelt die Felder übereinander, unter künstlichem Licht, meist ohne Erde zu benutzen, sondern nur mit Nährstoffen angereichertes Wasser.

Derzeit testet Marcelis, welche Mischung aus rotem und blauem Licht am besten funktioniert. 90 Prozent rot, 10 Prozent blau scheint gut zu sein. Unter rotem Licht wachsen die Pflanzen besonders schnell, aber es braucht die 10 Prozent blaues Licht, weil ausschließlich rotes Licht auch wieder nicht guttut. „Wir kontrollieren hier alles: wie viel Licht, Wasser und Nährstoffe die Pflanzen bekommen“, sagt Marcelis. „Wir können so das ganze Jahr produzieren, mit zuverlässiger, immer gleichbleibender Qualität.“

Und mit minimalem Einsatz: Selbst das Wasser, das auf den Pflanzen verdampft, wird wieder aufgefangen und neu genutzt. „In unseren vertikalen Gärten wollen wir den Wasserverbrauch auf zwei bis drei Liter pro Kilogramm Tomaten reduzieren“, sagt Marcelis. Pestizide werden überhaupt nicht verwendet, weil die Pflanzen von der Umwelt komplett abgeschottet sind.

Eine unbekannte Frucht namens Banane

Die größte Schwierigkeit seien die Kosten, vor allem die für Strom, die derzeit noch zwei- bis dreimal so hoch sind wie in gewöhnlichen niederländischen Gewächshäusern. „Man darf sich das hier nicht als Ersatz für das Gewächshaus vorstellen, sondern als etwas komplett Neues, eine ganz neue Stufe in der Kontrolle des Pflanzenwachstums“, sagt Marcelis. „Wir haben jetzt schon Städte, die größer sind als die Niederlande. Dort wird es sinnvoll sein, einen Teil der Nahrungsmittel in den Vororten herzustellen, in jedem Klima, auf engstem Raum und mit kurzem Weg zum Kunden.“

Es gibt aber auch Pflanzen, denen neue künstliche Umgebungen nicht helfen werden. Etwa die Banane. Es gibt kaum eine Frucht mit einer schlimmeren Prognose. So gut wie jede Dessertbanane in europäischen Supermärkten gehört zur Sorte Cavendish, die nur mit unglaublichem Pestizidaufwand gegen Krankheiten geschützt werden kann: In Costa Rica werden pro Jahr etwa 45 Kilogramm Pestizide pro Hektar Bananenplantage gesprüht. Kaum eine andere Pflanze benötigt so viel Gift, um geschützt zu sein. Sie ist unglaublich fragil.

Als Kochbanane ist sie eine der wichtigsten Nahrungsquellen in Lateinamerika, Afrika und Asien. Auf den Philippinen und in Brasilien werden im Jahr durchschnittlich 60 Kilogramm Bananen pro Einwohner gegessen. In Uganda, Ruanda und Kamerun sind es sogar rund 200 Kilogramm im Jahr. In einigen Regionen machen Bananen ein Viertel der Kalorienzufuhr aus.

Die vielleicht größte Hoffnung für die Zukunft der Banane befindet sich in einem Gewächshaus in Wageningen, wo riesige Stauden wachsen, bewacht von Roboterkameras, die das langsame Welken der Blätter aufzeichnen. Fast alle Pflanzen hier sind infiziert von einigen der schlimmsten Erreger, die es gibt. Etwa mit TR4, einer Variante der Panama-Krankheit, die das Potenzial hat, den Anbau der Cavendish-Banane zu bedrohen. Es gibt gegen TR4 kein wirksames Gegenmittel. Wenn TR4 eine Plantage befällt, setzen sich die Sporen so tief in der Erde fest, dass sie dort Jahrzehnte überleben können. Die Plantage ist dann auf Jahrzehnte nicht mehr zu gebrauchen. In Südostasien und Afrika werden ganze Felder deswegen aufgegeben. Bis jetzt ist Lateinamerika verschont geblieben. Die Frage ist nur: Wie lange noch?


Den letzten Geheimnissen der Pflanzen auf der Spur

Grüner Salat mag rotes Licht

Gert Kema testet in Wageningen neue Bananensorten, die resistenter gegen Krankheiten sein und eines Tages verhindern sollen, dass der Bananenanbau innerhalb kurzer Zeit kollabiert. „Wir sind Tausende Kilometer entfernt von jeder Bananenplantage“, sagt er. „Wir können hier an diesen Krankheiten arbeiten, ohne die Gefahr, dass etwas aus unseren Gewächshäusern entwischt.“

Um zu testen, ob neue Bananensorten resistent gegen die Erreger sind, werden junge Pflanzen an der Wurzel verletzt. Dann wird eine Flüssigkeit mit mehreren Millionen Pilzsporen draufgetröpfelt. Die große Mehrheit der Pflanzen geht danach binnen sechs Wochen ein. Das Problem für Gert Kema ist, dass dieser Prozess viel zu lange dauert: „Es hat allein vier Jahre gebraucht, einige Hundert Pflanzen mit nur zwei Krankheitserregern zu testen. Wir wissen kaum etwas über die genetischen Grundlagen. Bei Weizen, Mais oder Reis ist die Forschung schon viel weiter.“

Zehn Jahre, sagt Kema, werde es mindestens noch dauern. Dann hofft er, dass er die ersten Bananensorten gefunden hat, die resistent und geeignet sind für einen großflächigen Anbau. „Das Gute ist: Wenn man ein Zuchtprogramm erst einmal am Laufen hat, bekommt man kontinuierlich neue Sorten, die man auf den Markt bringen kann.“

Die Forschung in Wageningen war nie auf die Niederlande begrenzt. In den ersten zwei Jahrzehnten nach der Gründung der Universität im Jahr 1918 machten viele Studenten Abschlüsse in „kolonialer Landwirtschaft“ oder „kolonialer Forstwirtschaft“. Ihre Väter besaßen oft Plantagen in den niederländischen Kolonien im heutigen Indonesien oder in der Karibik. Zu einer international führenden Agrar-Universität wurde Wageningen aber erst nach dem Zweiten Weltkrieg, als die einstigen Kolonien unabhängig wurden.

Die Niederlande waren die letzte westliche Industrienation, die eine große Hungersnot durchmachen musste. Im letzten Kriegswinter starben etwa 20.000 Niederländer, weil die Deutschen die besetzten Gebiete nicht ausreichend mit Nahrung versorgten. In der Nachkriegszeit investierten niederländische Politiker deshalb massiv in die Erforschung landwirtschaftlicher Technik. Nie wieder sollte sich eine Katastrophe wie die des „Hongerwinter“ wiederholen.

Das wissenschaftliche Fundament, das so entstand, ist heute für die ganze Welt interessant. 40 Prozent der Master-Studierenden in Wageningen und 60 Prozent der Doktoranden stammen aus dem Ausland. Die Studierenden kommen aus 126 Ländern, besonders viele aus China, Indonesien, Mexiko und Indien. Wenn man in Wageningen den Anspruch hat, die Nahrungsproduktion der ganzen Welt zu verändern, dann ist das gar nicht so vermessen. Ernst van den Ende: „Unser großer Vorteil ist die Konzentration. Dass wir uns als Forschungseinrichtung ganz auf Landwirtschaft und Lebensmitteltechniken spezialisieren. Das ist so wohl weltweit einzigartig.“

Es wird daran geforscht, wie sich Algen als Treibstoff und Lebensmittel nutzen lassen; wie man chemische Pestizide durch Insekten ersetzt; wie Hightech-Gewächshäuser entstehen können, die ohne Erde auskommen. Aber kaum ein Thema gilt derzeit als so vielversprechend wie die Robotik.

Als Rick van der Zedde, 38, nach seinem Vortrag bei der jährlichen Messe für Agrar-Investoren die Bühne verlässt, dauert es fast eine halbe Stunde, bis er sich von all den Leuten losreißen kann, die zu ihm kommen. Vertreter großer Industrieroboterhersteller stecken ihm ihre Visitenkarten zu, Wissenschaftler wollen über Projekte reden – und über Robotik. Dabei geht es weniger um Automatisierung und mehr um Informationen, die über Kameras und Sensoren gesammelt werden können. 60 Forscher arbeiten in Wageningen inzwischen in dem Bereich.

In einer Klimakammer kann man bestaunen, was das große Versprechen für die Zukunft ist. In dem hellen, sterilen Raum fährt ein Roboter über winzige grüne Jungpflanzen, kaum daumengroß, und bestrahlt sie alle paar Sekunden mit einem Blitz. Der Roboter misst dabei automatisch, wie viel Licht die kleinen Pflanzen aufnehmen können, also wie aufnahmefähig sie bei der Fotosynthese sind, dem Prozess, mit dem Pflanzen Sonnenlicht in Energie umwandeln.

Ein gefährdetes Grundnahrungsmittel: die Banane

Jetzt neu: vegane Steaks

„Das Problem mit der Fotosynthese ist, dass Pflanzen derzeit nur in der Lage sind, etwa ein Prozent des Sonnenlichts aufzunehmen“, sagt van der Zedde. „Wenn wir also die Pflanzen finden könnten, die auch nur etwas mehr, sagen wir zwei Prozent, verarbeiten könnten, dann wären wir potenziell in der Lage, die Produktivität unserer Pflanzen zu verdoppeln.“ Der Roboter, mit seiner extrem lichtsensiblen Kamera und der automatischen Verarbeitung der Daten, soll nicht weniger als die Pflanzen der Zukunft finden. „Es ist klar, dass wir die wichtigsten Probleme der Landwirtschaft nur mithilfe von Automatisierung in den Griff kriegen werden“, sagt van der Zedde.

Wer über die Zukunft der Landwirtschaft redet, kommt am Fleisch nicht vorbei: an der fast grotesken Ineffizienz der Fleischproduktion, die unglaubliche Flächen in Anspruch nimmt. Fast 30 Prozent der eisfreien Erdoberfläche dienen der Viehwirtschaft, ein gutes Drittel aller Nutzpflanzen wird an Tiere verfüttert, 15.500 Liter Wasser werden benötigt, um ein Kilo Fleisch herzustellen. Trotz dieses Aufwands trägt Fleisch nur mit 18 Prozent zur weltweiten Kalorienzufuhr des Menschen bei. Das Problem: Wir mögen es zu gern.

„Sehr viele Menschen schätzen die Textur von Fleisch, diese bestimmte Art der Faserigkeit, wie weich es ist und saftig“, sagt Atze Jan van der Goot. „Wenn wir ihnen etwas bieten können, das sich genauso anfühlt, dann werden sie eher bereit sein, darauf zu verzichten.“ Van der Goot ist Lebensmittelingenieur und arbeitet seit 16 Jahren an einer Maschine, die etwas schafft, was lange nahezu unmöglich schien: die Konsistenz eines Steaks zu imitieren. Acht verschiedene Versionen des Apparates hat er in den vergangenen Jahren gebaut, alle sehen aus wie die Hightech-Versionen eines Mixers. In einem Tiefkühler bewahrt er das künstliche Fleisch auf, hergestellt aus Sojaproteinen. Es sind große, rechteckige Lappen, die eine etwas gräuliche Färbung haben.

„Uns geht es nicht um den Geschmack“, sagt er. „Das ist nicht wirklich unsere Expertise. Und künstliche Aromen gibt es zum Glück schon. Aber die Konsistenz hinzubekommen ist immer noch eine große Herausforderung.“

Atze Jan van der Goot: Ist das Fleisch – oder Fake?

Die meisten Fleischimitate werden mithilfe eines sogenannten Extruders erhitzt und in eine Form gepresst, die oft an kleine Hühnchenstücke oder Hackfleisch erinnern soll. Die Konsistenz eines Steaks kann so aber nicht annähernd erreicht werden. „Echtes Fleisch besteht im Grunde aus geschichteten Fasern“, sagt van der Goot. „Bei einem Fleischimitat dürfen die geschichteten Fasern allerdings nicht zu gleichförmig sein, sonst werden die Konsumenten misstrauisch.“

In der Maschine von Atze Jan van der Goot wird eine Sojamasse auf 120 Grad Celsius erhitzt und so rotiert, dass sich Faserschichten bilden, die an die Konsistenz eines Steaks erinnern. „Normalerweise bekommt man nur kleine Stücke Fleischimitat hin. Wir hatten auf einmal einen sieben Kilogramm schweren Lappen.“

Im Moment experimentiert van der Goot mit dem Rezept, versucht, noch bessere Zutaten zu finden. „Der Vorteil von Soja ist, dass es relativ geschmacksneutral ist. Wir haben es auch mit Erbsen versucht, aber die haben einen Nachgeschmack, den man einfach nicht wegbekommt. Es schmeckt immer ein wenig nach Erbsen.“

Die Technik ist so vielversprechend, dass es inzwischen ein Konsortium aus niederländischen, französischen und deutschen Firmen gibt, die das vegetarische Fleisch auf den Markt bringen möchten; darunter ein Gigant wie Unilever, aber auch eine kleine niederländische Firma, die sich der „vegetarische Schlachter“ nennt. Schon in drei Jahren, so hofft van der Goot, wird man das künstliche Steak im Supermarkt finden.

In den Sechzigerjahren sah es schon einmal so aus, als könnte die Landwirtschaft die wachsende Bevölkerung nicht ernähren. Was folgte, war ein unglaublicher Produktivitätsschub. Der hatte zwar durchaus seine negativen Seiten, insbesondere den massenhaften Einsatz von Pestiziden. Aber es ist dennoch gelungen, dass heute so viel Lebensmittel produziert werden, dass zumindest theoretisch niemand hungern müsste.

Ernst van den Ende, der Leiter der Pflanzenwissenschaften, erinnert daran, dass auch damals Wissenschaftler und Züchter zusammengearbeitet haben: „Wir haben es damals geschafft, innerhalb von 20 Jahren die Produktivität zu steigern: mit neuen Sorten, Düngemitteln, Pestiziden. Wir müssen diesmal etwas Ähnliches schaffen.“

Als van den Ende nach dem Gespräch über den Campus der Universität geht, vorbei an den nagelneuen, klimaneutralen Forschungsgebäuden, erinnert er sich daran, dass es noch vor 20 Jahren nichts von all dem gab. „Als ich Student war, stand hier nichts. Das waren nur ein paar Forschungsfelder. Die Universität war ursprünglich überall in der Stadt verteilt. Und viel kleiner. Wir haben jetzt doppelt so viele Studierende wie noch in den Neunzigerjahren.“

Vielleicht ist allein diese Tatsache schon ein Anlass, nicht ganz so pessimistisch in die Zukunft zu blicken: Diese Wissensfabrik wächst und wächst. ---