Effizienz, Nachhaltigkeit und Technologie der zirkulären Lebensmittelproduktion aus Stroh mit Hilfe von Pilzen und Regenwürmern.

Hintergrund und Zielsetzung

Im Jahr 2100 ist die Sicherung der Ernährung in einigen Regionen der Erde wegen hohem Bevölkerungszuwachs, extremer Flächenknappheit und sozio-ökonomisch prekären Bedingungen gefährdet. Besonders wird Afrika südlich der Sahara betroffen sein, wo sich die Bevölkerung bis dahin verfünffachen könnte und nur noch 500 m² Ackerfläche pro Person verfügbar wären, selbst wenn alle potenziellen Flächen verwendet werden. Neben der Intensivierung der Nahrungsmittelproduktion, verbessertem Nachernteschutz und verlustärmeren Verwertungswegen ist auch eine verbesserte Nutzung der Ernterückstände ein Potenzial, um einen Beitrag gegen Hunger und/durch Armut zu leisten. Bislang werden besonders in Afrika Ernterückstände durch Wiederkäuer oder als Brennmaterial verwendet. Dieses ist weder effizient noch nachhaltig. Es soll geprüft werden, ob eine alternative Verwertung durch Pilze und Regenwürmern effizienter und nachhaltiger ist. Mit ihrer Hilfe sollen z.B. aus Getreide- und Leguminosen-Stroh wertvolle Nährstoffe wie Proteine, Vitamine und Mineralstoffe produziert werden. Diese Produktion soll einfach, flächensparend, energiearm, klimafreundlich und kostengünstig erfolgen. Die übrigbleibenden Reststoffe sollen schadstofffrei wieder in den Ackerbau zurückgeführt werden und der Bodenfruchtbarkeit dienen:

1. Ideen für eine effektive Herstellung von zusätzlichen Lebensmitteln aus Reststoffen (Lebensmittelenergie, Proteine, Vitamine) mit Pilzen und Regenwürmern.
2. Konzepte für eine nachhaltige und zirkuläre Herstellung von zusätzlichen Lebensmitteln aus Reststoffen (Klima, Bodenfruchtbarkeit, Wasser, …)
3. Entwicklung von angepassten Technologie-Ideen (Kleinst- bis Großanlagen, unter schwierigen sozio-ökonomische und/oder agro-ökologischen Bedingungen)

Zielgruppe

Arme Menschen in wenig entwickelten Ländern mit knapper Agrarfläche und nicht gesicherter Lebensmittelversorgung.

Vorgehensweise

Es wird ein Modell auf der Basis einer zu ernährenden Person und 500 qm verfügbare Ackerbaufläche experimentell und empirisch bewertet (Rahmann et al. 2020). Experimente sind auf der Versuchsstation in Trenthorst vorgesehen. Es werden verschiedene Stroharten (Mais, Weizen, Reis) sowie Leguminosen (Soja, Ackerbohne) verwendet. Die Qualität soll minderwertig/ungeeignet im Sinne einer Wiederkäuerernährung sein (Modelltier Ziege). Es werden randomisierte „Mit-Ohne“-Versuche (Relativvergleiche) im Labormaßstab (simulierte Kleinstproduktion) durchgeführt. Das Stroh wird mit Austernpilzen beimpft und die Produktion von Pilzfruchtkörpern pro Biomasseeinheit festgestellt. Der Pilzkompost wird Regenwürmern als Nahrungsgrundlage angeboten und auch hier eine Bewertung einer Lebensmittelproduktion durchgeführt. Eventuell werden bei den Regenwürmern Fäkalien und biogene Haushaltsabfälle mit untersucht. Die Pilze und Regenwürmer werden auf ihre Nahrungsenergie sowie den Lebensmittelkomponenten Proteine, Vitamine, Mineralstoffe hin untersucht. Die Nachhaltigkeit wird an den Parametern „Treibhausgasemission“, „Energiebedarf“, „Wasserbedarf“, „Flächenbedarf“ und „Kapitalbedarf“ gemessen. Die Ergebnisse werden in Relation zu anderen Verwertungswegen bewertet. Für eine sozio-ökonomische Bewertung wird abschließend ein internationaler Workshop in Afrika (in Verbindung mit dem BMZ/giz-Projekt „Knowledge Hubs of Organic Agriculture in Afrika“ (2019-2024) in Uganda) durchgeführt. Dieses findet in Zusammenarbeit mit dem Thünen-Institut für Agrartechnologie in Braunschweig statt, die sich in der Verwendung von Algen in Bioreaktoren mit dem Thema befassen (LandLessFood-blue).

Unsere Forschungsfragen

Forschungsfragen:

1. Wie ist die Effizienz, Qualität und Quantität der Lebensmittelproduktion aus Stroh mit Hilfe von Pilzen und Regenwürmern?
2. Wie ist die Nachhaltigkeit einer zirkulären Lebensmittelproduktion aus Stroh mit Hilfe von Pilzen und Regenwürmern (Bodenfruchtbarkeit, Klimawirkung, Nutrient and Energy Cycle Assessment)?
3. Welche Technologie-Ideen können für unterschiedliche sozio-ökonomische und agroökologische Rahmenbedingungen vorgeschlagen werden (Beispiel Afrika: Uganda)?

Thünen-Ansprechpartner

• Rahmann, Gerold Institut für Ökologischen Landbau

Beteiligte Thünen-Partner

• Grimm, Daniel Institut für Ökologischen Landbau
• Kuenz, Anja Institut für Agrartechnologie
• Sonntag, Enno Institut für Ökologischen Landbau

Beteiligte externe Thünen-Partner

• International Society of Organic Farming Research (ISOFAR)
  (Trenthorst, Deutschland)

Zeitraum

10.2020 - 9.2024

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektstatus: läuft

Anzahl der Datensätze: 5