Graf, Torsten

Grohs, Birgit

Digitale Bibliothek Thüringen

 Thüringer Landesanstalt  für Landwirtschaft  Thüringer Ministerium für Landwirtschaft, Forsten, Umwelt und Naturschutz                     Potenziale zur Verdopplung des Arzneipflanzenan-baus in Deutschland –  Chancen auch für Neueinsteiger  Dr. Birgit Grohs  (Forschungsvereinigung der Arzneimittel-Hersteller e.V. (FAH), Bürgerstraße 12, 53173 Bonn,  Tel.: 0228 / 18486911, Mail: birgit.grohs@fah-bonn.de) und Dipl.-Ing. agr. Torsten Graf  (Thüringer Zentrum Nachwachsende Rohstoffe der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Apoldaer Straße 4, 07774 Dornburg-Camburg, Tel.: 036427/ 868-120, Mail: torsten.graf@tll.thueringen.de)   Seite 2 von 5 Einleitung  Obwohl Deutschland in Europa führend im Hinblick auf die Herstellung pflanzlicher Arzneimit-tel ist, wird nur ein Teil der pflanzlichen Rohstoffe hier vor Ort produziert. Die Gründe dafür sind vielfältig. So braucht es neben Erfahrung und insbesondere einer guten Beratung durch ausgewie-sene Fachleute auch einer landwirtschaftlich-gärtnerischen Spezialtechnologie für d ie Bestands-etablierung, da das in der Regel feine Saatgut gezielt ausgebracht muss bzw. zur Erhöhung der Produktionssicherheit Jungpflanzen eingesetzt werden müssen. Auch die Ernte bedarf häufig spe-zieller landwirtschaftlicher Geräte und Maschinen, weil für die Herstellung der pflanzenbasierten Arzneimittel die verschiedensten Pflanzenteile wie Kraut, Blüten, Wurzel, Samen, etc. als Droge mit hohem Qualitätsanspruch genutzt werden. Darüber hinaus ist das geerntete Pflanzenmaterial für die Lagerung und Vermarktung direkt nach der Ernte zu trocknen und gegebenenfalls aufzu-bereiten. Dieser Produktionsschritt ist aufgrund steigender Energiepreise der kostenintensivste der gesamten Arzneipflanzengewinnung. Eine Reduzierung des Energieeinsatzes während der Trocknung, an der innerhalb des Demonstrationsvorhabens KAMEL intensiv gearbeitet wird, kann die Produktionskosten deutlich senken und damit die Rentabilität des Arzneipflanzenanbaus entscheidend verbessern. Der Anbau von Arzneipflanzen konzentrierte sich in den vergangenen Jahren auf wenige Spezialbetriebe in der deutschen Landwirtschaft mit Schwerpunkt in Bayern, Thüringen, Sachsen-Anhalt und H essen. Die Nachfrage nach inländisch hochwertig erzeugter Droge steigt jedoch zunehmend und ne ue Partnerschaften im Bereich der landwirtschaftlichen Erzeugung/Produktion sind gefragt.    Jedoch sind neben den genannten Herausforderungen insbesondere die Chancen für die Anbauer bei der Produktion von Arzneipflanzen zu sehen. Bei aller Produktionsunsicherheit ermöglichen sie eine hohe Wertschöpfung auf kleiner Anbaufläche und somit einen hohen Deckungsbeitrag. Auch wird von de n Experten aus dem Gesundheitswesen mittelfristig eine Steigerung der Nut-zung von wirksamen und gut verträglichen pflanzlichen Arzneimittel erwartet, da diese zur Vor-beugung und zur Behandlung leichter Erkrankungen insbesondere in einer alternden Gesellschaft effektiv genutzt werden können. Ebenfalls steigt in der Gesellschaft im Zuge der Hinwendung zur biologischen Produktion von Lebensmitteln generell der Wunsch nach einer biobasierten Medika-tion.  Um die internationale Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Arzneipflanzenanbaus über eine Stei-gerung der Produktionssicherheit und eine Minderung der Produktionskosten zu verbessern, wur-de Ende 2008 das „Demonstrationsvorhaben zur Verbesserung der internationalen Wettbewerbs-position des deutschen Arznei- und Gewürzpflanzenanbaus am Beispiel der züchterischen und anbautechnologischen Optimierung von K amille, Baldrian und M elisse“ begonnen. Dieses hat zum Ziel, die Gewinnung von  K amille, Baldrian und Melisse als Modelle für Arzneipflanzen, bei denen die Blüten, Wurzeln bzw. das Kraut arzneilich genutzt werden, über die gesamte Pro-duktionskette zu verbessern. Finanziert wird das Vorhaben durch das Bundesministerium für Er-nährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über die Fachagentur Nachwachsen-de Rohstoffe e.V. (FNR) als Projektträger sowie verschiedene interessierte phytopharmazeutische und Arzneipflanzenanbauunternehmen.   Das „Demonstrationsvorhaben zur Verbesserung der internationalen Wettbewerbsposition des deutschen Arznei- und Gewürzpflanzenanbaus am Beispiel der züchterischen und anbautechno-logischen Optimierung von Kamille, Baldrian und Melisse“ setzt sich aus einer Vielzahl von in-einandergreifenden Projekten aus den Bereichen von Züchtung, Bestandsetablierung, Ernte und Trocknung zusammen, die an den verschiedensten Forschungsstellen in ganz Deutschland durch-geführt werden und die im folgenden kurz vorgestellt werden.    Seite 3 von 5 Züchtung  Die Züchtungsprojekte des Demonstrationsvorhabens zu Kamille, Baldrian und Melisse widmen sich vorrangig der Verbesserung agronomisch relevanter Parameter der genannten Kulturen.  Entsprechend ist das Ziel der Kamillezüchtung ist es, die maschinelle Pflückbarkeit durch die Veränderung von Pflanzenmerkmalen zu verbessern. Damit wird angestrebt, die Verluste bei der Ernte zu senken und somit in Kombination mit einer neuen Erntemaschine den Flächenertrag zu steigern. Dabei kommen konventionelle Zuchtmethoden wie Selektion und Kreuzung zum Ein-satz. Weiterhin wird die Erzeugung einer innovativen triploiden Kamillesorte angestrebt, bei der die Samenbildung unterbleibt, so dass die Blüten über einen längeren Zeitraum und in einer grö-ßeren Zahl an Schnitten zu ernten sind. Nach den bisherigen Untersuchungsergebnissen erscheint die konventionelle Erzeugung einer maschinell besser beerntbaren Kamillelinie bzw. -sorte reali-sierbar.  Im Falle von Melisse wird die Verbesserung der Winterhärte angestrebt, so dass das Kraut über mindestens zwei Jahre geerntet werden kann. Gleichzeitig gilt es, die im Markt übliche Qualität bezüglich des qualitativen und quantitativen Inhaltsstoffspektrums zu erhalten. Dieses Ziel wird sowohl über die konventionelle Züchtung mit Selektion, Selbstung und Kreuzung als auch über die Erzeugung von Doppelhaploiden mit anschließender Kreuzung angestrebt. Die bislang erziel-ten Ergebnisse zeigen eine wirksame Selektion der Melisseausgangslinien bezüglich Winterhärte.  Ziel der Baldrianzüchtung ist die Gewinnung von Baldrianlinien bzw. -sorten mit gröberen Wur-zeln, so dass diese leichter und vollständig aus der Erde geborgen werden können; entsprechend erhöht sich die Menge an erntbarem Pflanzenmaterial. Um dieses Ziel zu erreichen, kommen so-wohl die konventionelle Züchtung mit Selektion, Selbstung und Kreuzung als auch eine Erzeu-gung von Doppelhaploiden mit späterer Kreuzung des Materials zum Einsatz. Die bisherigen Untersuchungen zeigen dahingehend Erfolg, dass bereits jetzt Pflanzen mit deutlich gröberen Wurzeln vorliegen, die nun zur Erzeugung von homogenem Material geselbstet und anschießend gekreuzt werden; zusätzlich wird eine Kreuzung des bereits jetzt vorhandenen Materials durchge-führt.   Bestandsetablierung  Wie bei den meisten Arzneipflanzen stellt das Saatgut von Kamille, Baldrian und Melisse eine Feinsämerei dar, dessen Aussaat sich schwierig gestaltet. Entsprechend wird heute zur Erhöhung der Produktionssicherheit im Falle von Melisse und Baldrian auf das Pflanzverfahren zurückge-griffen. Da die Pflanzung relativ hohe Kosten verursacht, ist das Ziel der Untersuchungen, den Bestand dieser Arzneipflanzen mittels Säen unter Einsatz einer adaptierten und s pezifischen schlagkräftigen Sätechnik sowie eines verbesserten Saatguts zu etablieren und damit die Produk-tionskosten zu senken. Eine Voraussetzung für da s Säen von Kamille, Baldrian und Melisse ist die Kenntnis über die Qualität des auf dem Markt vorhandenen Saatguts, die bislang nur unzureichend bestimmt wird. Entsprechend gilt es, eine Standardverfahrensanweisung zur Ermittlung der Saatgutqualität zu erstellen, wobei insbesondere die Triebkraft des Samens zu berücksichtigen ist.  Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Saatgutqualität ist die Optimierung der Saatgutchargen auf die  triebkraftstarken großen Samen. Zugleich können die so selektierten Samen in eine Mat-rix aus Pflanzenstärkungs- und P flanzenschutzschutzmitteln sowie Substanzen zur Wasserbin-dung eingebettet werden, die einen besseren Feldaufgang ermöglichen. Nach den bisherigen Kenntnissen lässt sich durch die gezielte Auslese des Saatguts dessen Qualität zwar verbessern, jedoch bedingt der Verlust eines erheblichen Saatgutanteils eine deutliche Erhöhung der Saatgut-kosten. Auch scheint bereits ein geringfügiger Überzug des Saatguts dessen Keimung zu hem-men.  Seite 4 von 5 Darüber hinaus ist die Schaffung einer speziellen Sätechnik für Baldrian und Melisse sowie die Verbesserung der vorhandene Sätechnik für Kamille eine Notwendigkeit. Im Falle von Baldrian und Melisse wird die Einzelkornaussaat – gegebenenfalls als Horst- und Dammsaat - angestrebt. Dabei wird die Arbeitsweise der Sägeräte sowohl in Parzellen- als auch in Praxisversuchen in landwirtschaftlichen Unternehmen, die Erfahrung beim Anbau von Arzneipflanzen haben, getes-tet. Bislang konnten erfolgreich Säaggregate mit Einzelkornsäscheiben für die Aussaat von Bald-rian und Melisse erstellt werden. Auch für das sehr kleine Kamillesaatgut steht eine neue techni-sche Lösung zur Verfügung. Die schwierigen Witterungsverhältnisse erlaubten jedoch bislang nur eine begrenzte Aussage über den Aussaaterfolg.   Erntetechnologie  Da Arzneipflanzen Sonderkulturen mit geringer Anbaufläche darstellen, wurden in den letzten Jahren für die Ernte des entsprechenden Pflanzenmaterials keine speziellen Erntegeräte durch die führenden Landmaschinenhersteller entwickelt. So sind heute ca. 30 Jahre alte und in der Anbau-praxis modifizierte Erntemaschinen für Kamilleblüten im Einsatz; für die Ernte der Baldrianwur-zeln wird häufig auf modifizierte Kartoffelerntetechnik zurückgegriffen. Entsprechend besteht die Notwendigkeit, eine an den aktuellen Stand der Technik angepasste Erntetechnologie für Kamil-leblüten und Baldrianwurzeln zu entwickeln. Seit Beginn des Vorhabens wurde eine auf einem üblichen Trägergerät basierende Erntemaschine für Kamilleblüten gebaut. Für die Ernte der Kamilleblüten wurde ein neues Pflückaggregat mit einem zweireihigen Kamm entwickelt. Mit Hilfe dieses Kamms werden die Kamilleblüten ange-hoben und abgeschnitten. Sodann werden die Blüten pneumatisch gesammelt und in einen Sam-melbehälter überführt. Erste Untersuchungen zeigen, dass das Gerät Kamilleblüten zu ernten vermag; speziell der pneumatische Transport der Blüten sowie weitere Geräteauslegungen sind jedoch noch zu optimieren. Im Falle der Baldrianwurzelernte wird auf bestehende Elemente von handelsüblichen Erntema-schinen wie Siebkette und Siebstern zurückgegriffen, die in neuer Weise kombiniert und auf ein konventionelles Erntegerät aufgebracht werden. Der entstehende Baldrianroder soll somit modu-lar zusammengesetzt und prinzipiell ohne größeren Aufwand nachbaubar sein.  Die bisher entwi-ckelte Technologie kommt  im Herbst 2011 erstmalig für die Ernte von Ba ldrianwurzeln zum Einsatz.   Trocknung  In der Regel wird für die Herstellung pflanzlicher Arzneimittel auf getrocknetes Pflanzenmaterial zurückgegriffen, da dieses haltbar und jederzeit verfügbar ist. Entsprechend werden die geernte-ten Blüten, Wurzeln oder das Kraut zum Erhalt der wertgebenden Inhaltsstoff bei niedrigen Tem-peraturen über einen langen Zeitraum getrocknet, wobei in Deutschland unterschiedliche Trock-ner wie Flächen-, Band und Kipphordentrockner zum Einsatz kommen. Diese Trocknung ist auf-grund der hohen Energiepreise  de r kostenintensivste Schritt des gesamten Arzneipflanzenpro-duktionsprozesses, den zu verbessern gilt.  Bereits in vorangegangenen Forschungsvorhaben wurde der Energieverbrauch von F lä-chentrocknern durch die Vergleichmäßigung der Luftführung und de n Einbau von Wärmepum-pen mit Wärmerückgewinnung und pa rtieller Luftzirkulaton deutlich reduziert. Das gleiche gilt für Bandtrockner; hier erwiesen sich eine Verbesserung der Luftführung sowie die Nutzung der Abwärme eines naheliegenden Blockheizkraftwerkes als effektiv. In den nun laufenden Projekten werden die bei verschiedenen Arzneipflanzenanbauern vorhande-nen Band-, Flächen- und Kipphordentrocknungsanlagen zur Trocknung von K amille, Baldrian Seite 5 von 5 und Melisse bezüglich des Energieverbrauchs untersucht und verbessert; weiterhin werden grund-legende Daten zum Trocknungsvorgang bei den Arzneipflanzen in Labortrocknungsanlagen ge-wonnen. Die erhaltenen Kenntnisse dienen der Minderung des Energieverbrauchs und e iner punktgenaue Trocknung des pflanzlichen Materials. Eine Verallgemeinerung der Daten auf wei-tere Agrarunternehmen sollte problemlos möglich sein.   Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die genannten Forschungsprojekte zu Züchtung, Be-standsetablierung, Ernte und Trocknung von Kamille, Baldrian und Melisse eine Einheit bilden, die im Falle des Forschungserfolgs eine deutliche Effizienzsteigerung der Produktion dieser Pflanzen über die gesamte Produktionskette und somit eine signifikante Ausdehnung der Arznei-pflanzenanbaufläche ermöglicht; in Folge verringert sich der Kostenaufwand für die Arzneipflan-zenanbauer und s teigt deren internationale Wettbewerbsfähigkeit. Aufgrund des Modellcharak-ters der ausgewählten Pflanzenarten lassen sich viele Erkenntnisse auf die Produktion anderer Arzneipflanzen übertragen. Dies trifft insbesondere auf die Sätechnik sowie die Optimierung der Trocknung zu; entsprechend sind auch Verbesserungen bei der Produktion anderen pflanzlichen Materials zu erwarten.  Dornburg, im Dezember 2011 

Potenziale zur Verdopplung des Arzneipflanzenanbaus in Deutschland - Chancen auch für Neueinsteiger

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Potenziale zur Verdopplung des Arzneipflanzenanbaus in Deutschland - Chancen auch für Neueinsteiger

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