Composite Cross Populations (CCPs)

Composite Cross Populations (CCPs)

Composite Cross Populations (CCPs) im ökologischen Weichweizenanbau in Deutschland

Sich ändernde klimatische Verhältnisse sowie das vermehrte Auftreten von unvorhersehbaren Extremwetterereignissen wirken sich auf Erträge, Kornqualitäten und die Verbreitung von Krankheiten und Schädlingen im Anbau von Weichweizen aus. In den letzten Jahren kam es bei Weichweizensorten für den Ökolandbau zu einer verminderten Ertragsstabilität, einem Ausbleiben weiterer Ertragssteigerungen und einem schnellen Verschwinden von Krankheitsresistenzen in Weichweizensorten (AbL NRW, 2010). Eine Strategie zur Erhöhung der Resilienz gegenüber den Veränderungen von Umweltbedingungen ist die Diversifizierung von Anbausystemen – sowohl hinsichtlich der auf einem Betrieb angebauten Kulturen als auch bei der genetischen Diversität innerhalb einer Kulturart (Petersen-Schlapkohl & Weigel, 2015).

Einer der möglichen Ansätze aus diesem Bereich sind sogenannte Composite Cross Populationen (CCPs). Was genau sind CCPs und wo liegen ihre Stärken und Schwächen? Was treibt und behindert eine verstärkte Anwendung dieser “Sorten” in der Praxis? Und: Welche Einschätzung haben Praxisakteure (Landwirt_innen des Ökolandbaus) zu diesen Fragen?

Dem sind drei unserer Studentinnen im vergangenen Sommer nachgegangen. Dazu haben sie den aktuellen Stand der Forschung und Gesetzgebung zu diesem Thema erarbeitet und darüber hinaus mit ökologisch wirtschaftenden Weizenanbauern aus Norddeutschland gesprochen.

 

Was sind CCPs?

In Deutschland werden im ökologischen Weichweizenanbau hauptsächlich Liniensorten verwendet, da bis jetzt in selbstbefruchtenden Pflanzenarten hauptsächlich reine Liniensorten gezüchtet wurden. Im Züchtungsprozess werden dafür zwei reinerbige Elternsorten gekreuzt, vermehrt und danach gezielt selektiert (s. Abb. 1). Die Nachkommen dieser Kreuzungen bleiben genetisch identisch. Diese sehr enge genetische Basis hat zur Folge, dass innerhalb einer Liniensorte alle Individuen eine hohe Homogenität aufweisen. Somit haben alle Individuen dieselben optimalen Anbaueigenschaften und dieselben Anfälligkeiten für Krankheiten (Messmer et al., 2012).

Im Unterschied dazu dienen CCPs dazu, eine höhere genetische Diversität innerhalb einer Sorte Weichweizen zu erreichen (Finckh, 2008; Finckh, 2017). Verglichen mit Liniensorten sind die Individuen in einer CCP – auch in ihrem Phänotyp – nicht mehr homo-, sondern heterogen. CCPs sollen so Wetterextremen wie Trockenheit oder Hitze, sowie dem Befall mit Krankheitserregern und Schädlingen besser standhalten und darüber hinaus auch dem Verlust der genetischen Vielfalt in aktuellen Weichweizensorten (Liniensorten) entgegenwirken (BLE, o.J.; Beckhoff, 2019a).

Züchtungsverfahren

Im Züchtungsverfahren (s. Abb. 2) wird zunächst eine Vielzahl an Hochleistungssorten nach den gewünschten Eigenschaften ausgewählt und als Eltern miteinander gekreuzt. Da Weizen ein Selbstbestäuber ist, muss dies von Hand geschehen (Döring et al., 2011). Die daraus erhaltenen Samen werden dann an einem Standort ausgesät und durch mehrjährigen Nachbau dort weiter vermehrt. Die Individuen, die genetisch am besten an die aktuelle Umwelt anpasst sind, sollen sich stärker herausbilden. Eine Selektierung nach bestimmten Eigenschaften erfolgt so nicht aktiv durch die Züchterin oder den Züchter, sondern auf natürlichem Wege. Dadurch soll erreicht werden, dass sich die CCPs durch eine natürliche Selektion aktiv an die jeweiligen Standortbedingungen anpassen (Messmer et al., 2012; Burwitz, 2019; Spieß, 2017). Eine Weiterentwicklung der Ausgangsidee von CCPs ohne aktive Auslese ist dann ein Hinzukommen eines Selektionsprozesses durch die anbauenden Landwirt_innen. Dadurch können die CCPs nicht nur an individuelle Bedürfnisse angepasst werden, es trägt auch dazu bei, Landwirt_innen wieder vermehrt in das Züchtungsgeschehen einzubinden (Vollenweider & Spieß, 2016; Döring et al., 2011).

 

Chancen und Herausforderungen von CCPs

Wie eingangs genannt, bieten CCPs die Chance, Ertragsstabilität in Zeiten stärker schwankender Umweltbedingungen zu gewährleisten (Döring et al., 2011; BLE, o.J.; Beckhoff, 2019a) womit sie wiederum zur Risikominderung für Anbaubetriebe beitragen können. Ihnen wird eine höhere Flexibilität und eine gute lokale Anpassungsfähigkeit zugesprochen (Döring et al., 2011; BLE, o.J.; Kim, 2016; Dottenfelderhof, 2017; Brumlop & Finckh, 2014). Sie werden auch als Möglichkeit diskutiert genetische Vielfalt in der Landwirtschaft auf kostengünstige Weise zu erhalten (Döring et al., 2011; BLE; o.J.; Beckhoff, 2019b).

Allerdings hängen die Eigenschaften einer Cross Composite Population auch stark von der Wahl der Elternlinien ab, die zur Zusammenstellung der jeweiligen CCP Sorte verwendet wurden (Brumlop et al. 2017; Beckhoff, 2019b). Es wird auch bezweifelt, dass CCPs allein zur Gewährleistung des züchterischen Fortschritts ausreichen können (Döring et al., 2011; BLE, o.J.; Brumlop et al., 2017). Außerdem konnten bezüglich verschiedener gewünschter Eigenschaften hinsichtlich Ertragsvolumen, Krankheitsresistenzen oder Qualität bisher keine eindeutigen Aussagen zur Gleichwertigkeit oder gar Überlegenheit von CCPs gegenüber Liniensorten getroffen werden. Weiterhin gibt es Bedenken bezüglich samenbürtiger Krankheiten, da CCPs ihre Vorteile nur durch mehrjährigen Nachbau ausspielen können, was das Risiko z.B. für Steinbrandinfektionen erhöht (Döring et al.2011; Beckhoff, 2018). Bisher gibt es auch noch offene Fragen hinsichtlich der Unterscheidbarkeit und Qualitätsbewertung von CCP Sorten (Döring et al., 2011) sowie Bedenken zur Akzeptanz entlang der Wertschöpfungskette (Weedon, 2018; Beckhoff, 2018). Auch die aktuelle Rechtslage bezüglich der Zulassung stellte Züchter_innen von CCP Sorten in der Vergangenheit vor Herausforderungen (BLE, o.J).

 

Aktuelles rechtliches Umfeld

Da CCPs die zum Inverkehrbringen von Saatgut erforderlichen Eigenschaften der Unterscheidbarkeit, Einheitlichkeit und Stabilität (DUS- Kriterien) nicht erfüllen können, war das legale in Umlauf bringen dieses Saatguts lange Zeit nicht möglich (BLE, o.J.). Die EU-Verordnung zur Förderung der Biodiversität (2014/150/EU) erlaubte schließlich die testweise Zulassung solcher Sorten für einen begrenzten Zeitraum (bis Ende 2018) und wurde nach Ablauf dieser Periode noch einmal um zwei Jahre (bis Februar 2021) durch die Kommission verlängert (Europäische Kommission, 12.10.2018).

Darüber hinaus wurde heterogenes Material in der neuen EU Bioverordnung, die 2021 in Kraft treten soll, definiert und sein Einsatz im Biolandbau geregelt (Messmer, 2018; Europäisches Parlament & EuropäischerRat, 30.05.2018). Die Verordnung erkennt ebenfalls an, dass eine für die ökologische Produktion geeignete Sorte „durch ein hohes Maß an genetischer und phänotypischer Vielfalt der einzelnen Vermehrungseinheiten gekennzeichnet ist“ (Messmer, 2018, S. 8; Europäisches Parlament & Europäischer Rat, 30.05.2018). Dieser Versuch soll die Erprobung von ‘Populationen’ vereinfachen und zur Schaffung eines geeigneten rechtlichen Rahmens bzw. zur Entwicklung geeigneter Identifikations- und Bewertungskriterien für entsprechendes Saatgut beitragen (BÖLW, 2018; Europäische Kommission, 20.03.2014).

CCPs werden bereits seit mehreren Jahren vor allem in Europa aber auch in den USA (Döring et al. 2011) im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben untersucht, um ihre Eigenschaften und ihr Verhalten über die Zeit zu beschreiben und zu analysieren, oder um die Sorten weiterzuentwickeln und Märkte zu schaffen. Allerdings gibt es bisher erst wenige Projekte, die die Akzeptanz und Implementierungsmaßnahmen im Praxisanbau sowie den Vertrieb an Verarbeiter_innen untersucht haben. Ein Projekt aus diesem Bereich ist das INSUSFAR Projekt. Burwitz et al. (2019) stellen sich im Rahmen des Projektes die Frage, “ob und wie Populationen in der Praxis angenommen werden”. Lea Burwitz (2019) untersucht in ihrer Forschungsarbeit Faktoren, die die Integration von CCPs in die Wertschöpfungskette von Brot beeinflussen sowie Strategien zur Akzeptanz von CCPs unter Einbezug von Züchter_innen, Landwirt_innen (mit CCP-Anbauerfahrung) und Verarbeiter_innen.

Um auf die Erkenntnisse aus dieser Arbeit zu Einstellungen der Landwirt_innen aufzubauen, wurden für das Projekt der Oldenburger Studentinnen in Abgrenzung zur Arbeit von Burwitz drei Praxisakteure aus Norddeutschland ohne CCP Vorerfahrung befragt. Die Hof-Struktur der befragten Landwirte ist sehr divers und reicht von reinen Ackerbaubetrieben (mit einem großen Anteil Weizen an der Gesamtproduktion) bis hin zu Betrieben, die sowohl Ackerbau als auch Viehhaltung betreiben. Dadurch hat der Anbau von Weichweizen für die befragten Landwirte einen unterschiedlichen (wirtschaftlichen) Stellenwert.

 

Ergebnisse

Die durchgeführten Interviews zeigten, dass das Konzept von CCPs bisher unter den befragten Landwirten kaum bis gar nicht bekannt ist. Die größten Potenziale wurden, wie auch in der Literatur, in der verbesserten langfristigen Stabilität von CCPs im Vergleich zu Liniensorten und in einer möglicherweise verbesserten Resistenz gegenüber verschiedenen Krankheitserregern gesehen. Als wichtige Herausforderungen wurden, die ebenfalls in der Literatur diskutierten, samenbürtigen Krankheiten und die hohe Unsicherheit über das Verhalten der bisher unbekannten Sorten über die Zeit, insbesondere im Hinblick auf Qualitätseigenschaften bestätigt. Sowohl die einheitliche Abreife, als auch die Ausbreitung von Krankheiten sollten unbedingt (weiter) erforscht werden, da aus den Interviews ersichtlich wurde, dass beide Aspekte einen erheblichen Einfluss auf die Akzeptanz von CCPs haben können. Der Mangel an gesicherten Informationen über die Leistungsfähigkeit von CCPs (hinsichtlich Ertrag aber auch Qualität) und die damit einhergehende wirtschaftliche Unsicherheit wurde somit auch als wichtige Hürde für die weitere Verbreitung von CCPs im praktischen Anbau identifiziert. Einhergehend damit, wurden positive Versuchsergebnisse sowie deren Kommunikation über branchenübliche Kanäle wie z.B. Landessortenversuche als wichtige Treiber identifiziert.

Insgesamt kann man also sagen, dass sowohl Sorteneigenschaften selbst als auch die Kommunikation der Erkenntnisse darüber zu Treibern bzw. Barrieren werden können. Darüber hinaus können Rahmenbedingungen, wie rechtliche Sicherheit oder die finanzielle Absicherung von Experimenten, einen entscheidenden Beitrag zur schnelleren Verbreitung leisten bzw. kann ihr Fehlen zu einer Barriere werden. Es wurde außerdem deutlich, dass eine Offenheit und Akzeptanz entlang der gesamten Wertschöpfungskette und nicht nur im Anbau gefördert werden muss, um CCPs in der Breite zu etablieren.

Winterweizen Brandex-Population © S. Kußmann (Forschung und Züchtung Dottenfelderhof)

Wie kann man die Hürden für den Anbau von CCP senken?

Aus den identifizierten Treibern und Barrieren wurden verschiedene Handlungsansätze abgeleitet, die dazu beitragen können, die Verbreitung von CCP zu verbessern:

  • Informationen über das Verhalten von CCP Sorten müssten noch einer deutlich größeren Gruppe an Anbaubetrieben zugänglich gemacht werden. Mehr Versuche mit Praxisakteur_innen sind notwendig, um die Sichtbarkeit der Sorten zu erhöhen und Landwirt_innen die Einschätzung zu ermöglichen, ob sie in diesen Sorten Potenzial für die Praxis sehen.
  • Versuche unter Einbezug verschiedener Akteur_innen der Wertschöpfungskette, insbesondere eher handwerklich orientierter Höfe und Verarbeitungsbetriebe können weitere Erkenntnisse generieren und Vorbildcharakter für weitere Akteure_innen haben.
  • Die Bekanntheit und Akzeptanz der CCP Sorten wird davon abhängen, wie erfolgreich die Erkenntnisse zu CCP Sorten auf etablierte Informationskanäle (Fachzeitschriften oder Veranstaltungen, wie z.B. Ökofeldtage) für ökologisch wirtschaftende Betriebe gebracht werden können. Dazu wird individuelles Engagement von Multiplikator_innen aus Forschung und Praxis notwendig sein.
  • Die Konzentration auf Standorte, die tendenziell extremeren Umweltbedingungen ausgesetzt sind, würde die Eigenschaft der Ertragsstabilität von CCPs stärker in den Vordergrund rücken. Auch das Ausmaß der Schwankungen von Umweltbedingungen und die Häufigkeit von Extremwetterereignissen werden für den Stellenwert heterogener, anpassungsfähiger, stabiler Sorten in der Diskussion um Sorten der Zukunft eine Rolle spielen.
  • Kommunikationskonzepte, die emotionale Aspekte wie Regionalität und Unabhängigkeit der Landwirt_innen in den Vordergrund stellen, könnten in der Vermarktung erprobt werden.
  • Darüber hinaus könnte eine finanzielle Absicherung von Betrieben, die den Anbau testen wollen, implementiert sowie die Förderung von Kooperationen zwischen Betrieben zum Aufbau notwendiger Infrastruktur (z.B. für Saatguthygiene) angestoßen werden. Um ein Fortbestehen der der züchterischen Arbeit auch im Bereich CCPs zu sichern, müssten für die ökologische Züchtung insgesamt dauerhaft tragfähige Finanzierungsmodelle entwickelt werden.

Ausblick

Aufgrund vieler noch laufender Anbauversuche und Forschungsvorhaben kann davon ausgegangen werden, dass sich die Informationslage zum Verhalten von CCPs im Vergleich zu Liniensorten noch verbessern wird. Dann können künftig eindeutigere Erkenntnisse in die Praxis kommuniziert werden.

Eine Betrachtung der gesamten Wertschöpfungskette unter Berücksichtigung verschiedener Geschäftsmodelle und Vermarktungswege ist notwendig, um weitere Erkenntnisse über Potenziale und Herausforderungen sowie fördernde und hemmende Faktoren auf den verschiedenen Wertschöpfungsstufen zu gewinnen.  Insbesondere die Sichtweisen von Verarbeiter_innen, Handel und Endkonsument_innen sind bisher eher unterrepräsentiert und bedürfen weiterer Forschung.

Es werden noch weitere Befragungen einer größeren Gruppe unterschiedlicher Anbaubetriebe mit verschiedener Ausrichtung aus mehreren Regionen erforderlich sein, um ein umfassenderes Bild über die Einschätzungen und die Akzeptanz von CCPs durch diese Stakeholdergruppe zu gewinnen und in der Folge die breitere Erprobung von CCPs in der Praxis zu fördern.

Die aktuelle rechtliche Lage in Europa schafft durch die Verlängerung der Ausnahmeregelung zur CCP Anmeldung und durch die Berücksichtigung von heterogenem Material in der neuen EU-Bio-Verordnung aktuell gute Voraussetzungen für eine weitere Entwicklung, Erforschung und Erprobung von CCPs. Es bleibt allerdings offen, ob es Forscher_innen und Züchter_innen gelingen wird, geeignete alternative Beschreibungs- und Bewertungskriterien für die heterogenen, sich über die Zeit dynamisch entwickelnden Sorten zu erarbeiten, rechtliche Änderungen anzustoßen und ihre Erkenntnisse erfolgreich in die Praxis zu übertragen.

Quellen:

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Autorinnen: Svenja Puls, Caroline Hoops, Isabel Schödl

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