Forschung
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Pflanzenforschung
Mit dem Oktokopter werden Daten über die Pflanzendecke am Boden gesammelt.
Die nachhaltige Bioökonomie ist eine biobasierte Kreislaufwirtschaft, die ohne fossile Rohstoffe auskommt und stattdessen auf die effiziente Nutzung biologischer Ressourcen wie Pflanzen, Tiere oder Mikroorganismen setzt. Wissenschaftler:innen des Forschungszentrums entwickeln zum Beispiel neue Wertschöpfungsprozesse. Aus nachwachsenden Rohstoffen oder Abfällen wie Pflanzenresten erzeugen sie mit maßgeschneiderten Mikroorganismen und biologischen Katalysatoren Wertstoffe etwa für Medikamente, Bioplastik oder auch Treibstoffe. Automatisierung, Miniaturisierung und Digitalisierung spielen dabei in der Biotechnologie eine wichtige Rolle, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und planbarer zu machen.
Auch die Landwirtschaft und die Pflanzenforschung sind Teil der Bioökonomie. Forschende helfen mit experimentellen Daten von Versuchsfeldern sowie Simulationen von Boden-Pflanze-Wechselwirkungen, Erträge zu optimieren, Dünger zu reduzieren und Veränderungen durch den Klimawandel zu begegnen. Digitale Überwachung unterstützt maßgeschneiderte Bewässerung und kann Stress bei Pflanzen frühzeitig zeigen.
Wie ein Wechsel zur fossilfreien Wirtschaft nach dem Ausstieg aus der Kohleverstromung gelingen kann, soll im Rheinischen Revier demonstriert werden, welches hierzu als Modellregion dient. Ein Baustein dazu ist die Initiative BioökonomieREVIER. Sie wird vom Forschungszentrum koordiniert und vernetzt die lokalen Akteure. Bereits seit mehr als zehn Jahren werden wissenschaftliche Expertise und moderne Infrastrukturen in wichtigen Themenfeldern der Bioökonomie im Bioeconomy Science Center gebündelt, dem Kompetenzzentrum des Forschungszentrums Jülich sowie der Universitäten Bonn, Düsseldorf und der RWTH Aachen.
Unter Jülicher Leitung hat ein internationales Forschungsteam herausgefunden, dass Mikroalgen lebensnotwendigen Stickstoff in Form winziger Guanin-Kristalle speichern. Ein effizienter Sticktoffhaushalt macht CO2-speichernde Mikroalgen zu exzellenten Nährstofflieferanten für die Landwirtschaft.
Ein internationales Team mit Jülicher Beteiligung hat ein Gen identifiziert, das bei einigen Gerstenpflanzen die Wurzeln deutlich steiler nach unten wachsen lässt. Dadurch können die Wurzeln bei Dürre besser an Wasser und Nährstoffe tief im Boden herankommen.
Seit November 2021 ist der Jülicher wasser-monitor.de online. Das Tool zeigt detailreiche Simulationsergebnisse des pflanzenverfügbaren Wassers in Deutschland. Damit liefert es nützliche Informationen angesichts extremer Witterungsbedingungen, die im Zuge des Klimawandels häufiger werden und bedeutsam für die Landwirtschaft sind.
In deutschen Gewässern und Seen ist zu viel Phosphat, das schadet den Ökosystemen. Deutschland will bis 2027 die Orientierungswerte in allen Gewässern einhalten. Ein Simulationsmodell aus Jülich hilft dabei.
FOTOS: Forschungszentrum Jülich/Sascha Kreklau, Forschungszentrum Jülich/Ralf- Uwe-Limbach
