Elektronenbehandlung 30.05.2022, 07:00 Uhr

Saatgut ohne Pestizide desinfizieren: Geniale Idee aus der Forschung kommt in die Anwendung

Auf der Suche nach Alternativen für die chemische Beizung von Saatgut ist Fraunhofer-Forschenden ein Durchbruch gelungen. Sie zeigen, dass eine Behandlung mit Elektronen ähnlich effektiv ist – und sich erfolgreich kommerzialisieren lässt.

Saatgut

Saatgut muss keinfrei sein.

Foto: panthermedia.net/me

In der Landwirtschaft haben chemische Beizmittel immer noch einen festen Platz. Sie sind wirksam gegen Bakterien, Viren oder Pilze, also Pathogene, die Pflanzen während der Keimung oder kurz danach zerstören könnten: eine große wirtschaftliche Gefahr für Betriebe. Deshalb wird Saatgut niemals direkt ausgebracht, sondern generell vorbehandelt.

Das Verfahren ist etabliert und effektiv, doch Landwirte zahlen einen hohen Preis dafür, und zwar in mehrfacher Hinsicht. Die Chemikalien sind gesundheitsschädlich; auf geeigneten Arbeitsschutz ist zu achten. In Wasserschutz-Gebieten ist der Einsatz tabu, und Saatgut-Reste müssen als Sondermüll entsorgt werden. Auch starker Wind oder die falsche Windrichtung können gefährlich werden. Außerdem werden mehr und mehr Produkte verboten und vom Markt genommen. Die Zeit war reif für eine umweltfreundliche technologische Alternative.  

Ingenieurinnen und Ingenieure am Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden haben herausgefunden, dass eine Elektronenstrahl-Behandlung Pathogene an der Oberfläche ähnlich gut eliminiert wie die chemische Variante. Die Idee hat den Labormaßstab längst verlassen und wird derzeit kommerzialisiert.

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Saatgut mit Elektronenstrahlen behandeln – wie das funktioniert

Ein Blick auf die Technik: Bei der Behandlung wird das Saatgut mit energiereichen Elektronen beschossen. Die Technologie selbst ist bekannt, wird aber in einem völlig neuen Kontext eingesetzt. Elektronen zerstören Pathogene auf der Oberfläche des Saatguts. Sie dringen jedoch nicht in das Innere ein. Sprich, biologische Strukturen wie Embryo und Endosperm bleiben intakt, ansonsten wäre das Saatgut nicht mehr keimfähig.

„Das Ergebnis ist sauberes Saatgut, das keinerlei schädliche Stoffe enthält, keine Toxine an Mensch oder Umwelt abgeben und bei Wind sowie in Wasserschutzgebieten ausgebracht werden kann – ja, es darf sogar verfüttert werden“, sagt André Weidauer. Er ist Geschäftsführer der E-VITA GmbH. Weidauer: „Auch müssen die Landwirte für elektronenbehandeltes Saatgut nicht tiefer in die Tasche greifen als für gebeiztes. Sie erhalten nachhaltiges Saatgut in besserer Qualität zum gleichen Preis.“

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Saatgut-Desinfektion: Zwei wichtige Faktoren führten zum Durchbruch

Bereits seit den 1980er-Jahren haben Ingenieurinnen und Ingenieure verschiedene Anwendungen von Elektronenstrahlen untersucht. Doch der große Durchbruch im landwirtschaftlichen Bereich ist jedoch lange Zeit ausgeblieben. Es mussten sich erst mehrere Rahmenbedingungen ändern, damit das Verfahren zum Erfolg werden konnte.

Zu Beginn gab es nur große, stationäre Anlagen. Landwirte mussten das Saatgut zur Behandlung hinbringen und wieder abtransportieren; keine gute Ausgangslage. Erst durch mobile Anlagen war es möglich, Saatgut vor Ort zu behandeln, ohne aufwändige Transporte. Die Anlage befindet sich in einem 40-Fuß-Container und kann per Lkw transportiert werden. Das mobile System kann aufgrund des hohen Durchsatzes 25 Tonnen Saatgut pro Stunde aufbereiten.

Damit nicht genug: Den Forschenden ist es nämlich auch gelungen, die Elektronenquelle zu minimieren und damit transportabler zu minimieren. Das Ziele war, kleine Anlagen zu entwickeln, die auch noch bei geringem Durchsatz wirtschaftlich arbeiten. Die Forscherinnen und Forscher nennen eine Größenordnung von acht Tonnen pro Stunde.

Saatgut desinfizieren: Gründerpreis für die innovative Idee

Das war der Meilenstein, auf dem wir die Ausgründung E-VITA gebaut haben“, sagt Weidauer. Zum Hintergrund: Die E-VITA GmbH ist ein Joint Venture des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP und der Ceravis AG. Dafür erhielt das junge Unternehmen eine wichtige Auszeichnung. Der mit 5.000 Euro dotierte Fraunhofer-Gründerpreis honoriert vor allem Unternehmen, deren Produkte und Dienstleistungen einen unmittelbaren gesellschaftlichen Nutzen haben.

Weidauer plant jedenfalls, bis Mitte 2022 möchte E-VITA den Piloten einer Kleinanlage fertigzustellen. Die Geräte sollen in einen 20-Fuß-Container passen. Langfristig strebt die E-VITA GmbH einen Marktanteil von bis zu 50% an, erst in Deutschland; später in Europa. Sie rechnen fest mit dem Erfolg des Verfahrens.

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Von Michael van den Heuvel

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