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Erforschung, Herstellung und Vertrieb von nachhaltigen antimikrobiellen Stoffen und deren Herstellungsverfahren

Zielsetzung: Die Verwendung von chemischen antimikrobiellen Stoffen wie Antibiotika, Pestiziden und Kupfer in der Landwirtschaft führt zu erheblichen Umwelt- und Gesundheitsproblemen. Die Rückstände dieser Stoffe verbleiben im Boden und im Wasser und beeinträchtigen die Lebensfähigkeit von Mikroorganismen. Sie stören das natürliche mikrobielle Gleichgewicht in der Umwelt, verringern die biologische Vielfalt und ökologische Funktion, schädigen nützliche Organismen, verunreinigen Trinkwasservorräte und führen zu Bodendegradation und Nährstoffverarmung. Besonders besorgniserregend ist jedoch, dass der nicht-zielgerichtete Einsatz von chemischen antibakteriellen Stoffen zur Resistenzentwicklung von Bakterien und deren Ausbreitung geführt hat. Tatsächlich haben sich die Antibiotikaresistenzen laut WHO zu einer der größten Bedrohung für die öffentliche Gesundheit entwickelt. Resistente Bakterien fordern pro Jahr ca. 1,4 Mio. Opfer (10 Mio. Menschen p.a. im 2050). Besonders der großflächige, ungezielte Einsatz von Antibiotika und Pestiziden in der Landwirtschaft, wird für die Entstehung solcher Resistenzen bei Bakterien verantwortlich gemacht. Medea Biopharma GmbH ist ein Biotechnologieunternehmen, das eine neue Generation nachhaltiger und umweltfreundlicher antibakterieller Lösungen auf Basis von Bakteriophagen (kurz: Phagen) entwickelt, um die globale Krise der antimikrobiellen Resistenz zu bekämpfen. Phagen sind sichere, hochspezifische und natürliche Mikroorganismen, die gezielt Bakterien abtöten. Sie sind biologisch abbaubar, umweltfreundlich, hinterlassen keine schädlichen Rückstände und können sich an bakterielle Resistenzen anpassen. Das Ziel des Unternehmens ist es, eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen chemischen antibakteriellen Mitteln anzubieten. Fazit: MEDEA hat im vergangenen Jahr zentrale Meilensteine beim Aufbau des Labors, der Forschung & Entwicklung erreicht. Gleichzeitig wurde eine klare strategische Positionierung im Veterinärbereich vorgenommen. Daraus resultierte die Auswahl zweier priorisierter Arzneimittelprojekte für Haustiere. Die Entwicklung erster Produktkandidaten wurde gestartet, Regulatorische Analysen und Planungen durchgeführt, erste Fördermittel gesichert und strategische Partnerschaften vorbereitet. Auch auf unternehmerischer Ebene konnte MEDEA internationale Sichtbarkeit erlangen - durch Auszeichnungen bei renommierten Start-up- und Branchenwettbewerben, Teilnahme an internationalen Förderprogrammen. In den kommenden Monaten liegt der Fokus auf den regulatorischen Angelegenheiten, auf dem Aufbau eigener Produktionskapazitäten sowie auf der Weiterentwicklung anvisierter Produkte.

Grundwasserentnahmen Landkreis Rotenburg (Wümme)

Als Grundwasser bezeichnet man das unterirdische Wasser in der Sättigungszone, das in unmittelbarer Berührung mit dem Boden oder dem Untergrund steht. Grundwasser führende Schichten nennt man Grundwasserleiter. Je nach geologischen Verhältnissen können ein oder mehrere Grundwasserstockwerke übereinander liegen, deren einzelne Grundwasserleiter jeweils durch zwischengelagerte undurchlässige Schichten voneinander getrennt sind. Das Grundwasser ist durch die als Filtersystem wirkenden Deckschichten vor Verunreinigungen gut geschützt. Dennoch besteht eine Gefährdung auch tiefer gelegener Grundwasservorkommen durch andauernde Schadstoffeinträge, die z. B. aus Luftverschmutzungen, übermäßiger Ausbringung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln oder aus Altlasten stammen können. Zum Schutz dieses Trinkwassers müssen die Grundwasservorkommen erkundet, bewertet und ständig überwacht werden. Das Entnehmen von Grundwasser ist grundsätzlich erlaubnispflichtig. Dies gilt auch für zeitlich begrenzte Bauwasserhaltungen.

Entwicklung von ressourceneffizienten und umweltentlastenden Düngestrategien mithilfe innovativer Saatgutbehandlungen

Zielsetzung: Die Pflanzennährstoffe Stickstoff und Phosphat sind fundamental wichtig für ein gesundes Wachstum und hohe Erträge. Doch ein Überschuss an Nährstoffen kann durch Auswaschung ins Grundwasser und durch Oberflächenabfluss in Flüsse und Meere gelangen. Durch die Intensivierung der Landwirtschaft geraten zudem auch landwirtschaftlich genutzte Ökosysteme aus der Balance. Anfällige Pflanzenbestände mit geringer Resilienz sind die Folge. Ein steigender Pflanzenschutzmitteleinsatz wird somit vielerorts notwendig. Der Pestizid-Einsatz stellt jedoch eine weitere Gefahr für die Umwelt auf verschiedenen Ebenen dar und stört das ökologische Gleichgewicht, gefährdet die Wasserqualität und wirkt sich durch die Akkumulation von Rückständen in der Umwelt auf die gesamte Nahrungskette aus. Für eine zukunftsfähige Landwirtschaft stehen Landwirt*innen vor der Herausforderung, Düngemittel und Pflanzenschutzmittel auf das geforderte umweltverträgliche Maß zu reduzieren, ohne dabei die Nahrungsmittelsicherheit zu gefährden. Unter den Bedingungen der novellierten Düngeverordnung muss die Düngemenge bundesweit in nitratbelasteten roten Gebieten 20 % unter dem durchschnittlichem Düngebedarf liegen. Ebenso müssen zusätzliche Auflagen bei der Phosphor-Düngung in gelben Gebieten mit hoher Eutrophierung von Oberflächengewässern durch Phosphor/Phosphat eingehalten werden. Die stark angestiegenen Dünger- und Betriebsmittelpreise kommen erschwerend hinzu. Es braucht eine Landwirtschaft, die umweltfreundlich wirtschaftet und trotzdem bezahlbare Lebensmittel erzeugt. Der durch SeedForward angestrebte Lösungsweg beschreibt die Erprobung von ressourceneffizienten Düngestrategien, die bei reduziertem Düngereinsatz gleichbleibend hohe Erträge ermöglichen. Dies gelingt durch eine verbesserte Ressourcennutzung der Pflanzen, welche auf eine höhere Nährstoffeffizienz der Pflanze zurückzuführen ist, die durch die SeedForward Saatgutbehandlung hervorgerufen wird. An den Kulturen Mais, Getreide und Raps werden neben den Saatgutbehandlungen zusätzlich innovative Mikroorgansimen eingesetzt, denn der Einsatz dieser pflanzenförderlichen Mikroorganismen in Kombination mit der Saatgutbehandlung kann ihren Effekt noch verstärken. Die in dem Projekt geplante Vorgehensweise ermöglicht es, standortbezogene Einsparungen zu prognostizieren und zielgerichtet auszuschöpfen, um die Transformation zu einer zukunftsfähigen Agrarlandnutzung zu unterstützen und die Umwelt zu schützen.

Ernährung und Landwirtschaft mit Zukunft - Phase II: Landnutzung und Transformationspfade

Das Agrar- und Ernährungssystem in Deutschland ist nicht ökologisch nachhaltig, sondern muss transformiert werden. Dabei wird es nicht ausreichen einzelne Problembereiche isoliert voneinander zu betrachten. Wegen der systemischen Vernetzung des Bereichs und um die gesellschaftliche Akzeptanz zu gewährleisten, ist es essentiell, dass der Umbau im Rahmen langfristiger und kohärenter Politiken erfolgt. Dies gilt für einzelne Problembereiche im Rahmen der landwirtschaftlichen Produktion (z.B. THG-Emissionen der Tierhaltung, Nährstoffverluste und PSM-Einsatz) ebenso wie für das Zusammenspiel von Landwirtschafts- und Ernährungsfragen. Dieses Vorhaben knüpft an das bereits bewilligte UBA-Leuchtturmprojekt Phase I (Laufzeit Mitte 2022 bis Mitte 2025) an. Während es in der Phase I vorrangig um Fragen der Produktion und des Konsums tierischer Nahrungsmittel geht, fokussiert sich die Phase II zum einen auf die Frage, welche Praktiken und Konzepte im Pflanzenbau geeignete sind, um die Transformation der Anbausysteme hin zu einer ökologisch nachhaltigeren Landnutzung (mit Schwerpunkt Ackerbau) zu gestalten. Zum anderen soll es um die Frage gehen, mit welchem Set an Politikinstrumenten der Wandel des Agrar- und Ernährungssystems gelingen kann. Dieser Teil schließt daher auch eine Zusammenführung der Erkenntnisse aus Phase I und Phase II zu einer Gesamtstrategie mit Fokus auf die zentralen Stellschrauben zur Transformation des Agrar- und Ernährungssystems in Deutschland ein. Zur Umsetzung der Strategie werden kurz-, mittel- und langfristige politische Handlungsempfehlungen erarbeitet.

Untersuchungen zum photochemischen Abbau von gasfoermigen Pestiziden in der Troposphaere

Die Anwendung gasfoermiger Pestizide bringt es mit sich, dass Reste der toxischen Gase in die Troposphaere gelangen. Um entscheiden zu koennen, ob dort eine Anreicherung der Gase erfolgt, sind die chemischen Abbaumechanismen zu erforschen und kinetisch-quantitativ zu bestimmen. Als wesentlichste Abbaureaktion kann die Umsetzung mit OH-Radikalen angesehen werden. Es werden daher primaer die Reaktionen von OH-Radikalen mit HCN, CH3Br, C2H4O sowie PH3 und deren Homologe zu vermessen sein.

Erarbeitung von Strategien zu Erhalt und Verbesserung der Ertragsstabilität und der Nutzung funktioneller Biodiversität sowie der Reduktion des Pflanzenschutzaufwandes im Ökologischen Tafelapfelanbau

Ziel des Projekts ist es, die bestehenden Schwachstellen des Anbausystems im ökologischen Tafelapfelanbau gezielt zu bearbeiten und Kombinationsstrategien zu entwickeln, die sowohl die Ertragsstabilität verbessern als auch zu einer Reduktion des Pflanzenschutzmitteleinsatzes und/oder zu einer Erhöhung der Biodiversität in den Obstanlagen führen. Ausgearbeitet werden soll eine sinnvolle Reduktion der Anwendungen mit Apfelwicklergranuloviren (CpGV) mit Schwerpunkt auf dem Spätsommer in Kombination mit einer Reduktion der Fungizidbehandlungen und dem Test neuer Isolate und Virustypen zur Optimierung des Virulenzmanagements. In enger Verzahnung mit den Arbeiten zum Apfelwickler soll für den Spätsommer eine langfristig tragfähige Gesamtstrategie zur Reduktion der Pflanzenschutzanwendungen mit Schwerpunkt Kupferminimierung unter engem Einbezug der Praxis entwickelt werden. Als Baustein für die Regulierung der Blutlaus sollen Strategien für eine gezielte Förderung von bereits früh aktiven Marienkäfern und Schwebfliegen durch Vegetationsmanagementsmaßnahmen erarbeitet werden. Der Einfluss des Vegetationsmanagements in der Fahrgasse auf Fruchtschäden durch Baumwanzen in Sachsen soll untersucht werden.

Nebenwirkungen von Pflanzenschutzmitteln auf Stickstoffumsetzungen im Boden und die Stickstoffversorgung von Pflanzen

Es wird die Beeinflussung von Nitrifikationsvorgaengen durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln geprueft und die Auswirkung auf die Naehrstoffversorgung von Pflanzen sowie deren Entwicklung verfolgt.

Aquatische Oekotoxikologie von Pflanzenschutzmitteln

A) Verhuetung oekologischer Schaedigungen der Oberflaechengewaesser bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln B) Untersuchungen zum Verhalten von Pflanzenschutzmitteln in Gewaessern; Wirkung auf Fauna und Flora. Bewertung dieser Wirkungen in ihrer Bedeutung fuer das Oekosystem. Erarbeitung von Expositionsmodellen fuer die Abschaetzung von Kontaminationsrisiken bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. Untersuchungen zu interaktiven Wirkungen von Chemikalien auf Gewaesserorganismen. C) Laborversuche, Daten- und Literaturauswertung.

Entwicklung von Verfahren zur Verringerung der Wasserbelastung nach Anwendung von Herbiziden an und in Gewaessern

a) Verhuetung von Umweltschaeden bei Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. b) Untersuchungen zum Verhalten der Herbizide in Gewaessern, Wirkungsspektrum, Herbizidabbau, Beeintraechtigung der Fauna und Flora, Einwirkung auf Wasserzusammensetzung, z.B. Veraenderung des Sauerstoff-Gehaltes. c) Labor-, Gewaechshaus- und Freilandversuche, Datenauswertung.

Kombination innovativer Technologien und Entscheidungshilfen zur Reduktion des Unkrautsameneintrages in den Boden und Steigerung der Teilbrachebearbeitungseffizienz zur Minderung der Unkrautdichte und zur Optimierung des Resistenzmanagements, Teilprojekt A

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