Arznei- und Gewürzpflanzen

Arznei- und Gewürzpflanzen

In unserem Schwerpunkt "Arznei- und Gewürzpflanzenforschung" stehen eine Vielzahl an Kulturen und somit eine ebenso große Vielzahl an Forschungsthemen im Fokus. Die sind bspw. die Anbauoptimierung und Qualitätssicherung von Kraut-, Blüten-, Wurzel- und Samendrogen. Ausschnitte aus unserer Arbeit finden sich hier.

Im Forschungsprojekte REGIO-Mohn (2018-2021) entstand unter anderem die Bilder Serie MohnLandschaften. Diese Aktion wurde vom Forschungsbereich Nachwachsende Rohstoffe der Universität Bonn, der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, der OCS Vollkorn-Mühlenbäckerei GmbH und der Ölmühle Solling umgesetzt.

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© Moierhof, Familie Müller
Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© © Katharina Luhmer

Anbauoptimierung

Grundlage für den erfolgreichen Anbau von Arznei- und Gewürzpflanzen ist ein fundamentales Wissen über die Produktion auf dem Acker.

Viele Arznei- und Gewürzpflanzen sind Nischenkulturen, über die begrenztes oder altes, fast vergessenes Wissen vorliegt. Daher gilt es dort immer noch Grundlagenforschung zu Fragen des Anbaus, bspw. Optimierung von Saatzeit, Saatstärke, Nährstoffzufuhr, Unkrautregulierung, Krankheits- und Schädlingsmanagement sowie Ernte und Nachernte zu beantworten.

Auch die Frage der Sorten- und Standortwahl spielt eine große Rolle und wird bspw. über die Testung verschiedener Sorten und Herkünfte im Hinblick auf den Einfluss von Standort- und Managementfaktoren untersucht.

Unkrautregulierung

Die Unkrautregulierung ist im Arznei- und Gewürzpflanzenanbau von essentieller Bedeutung, da insbesondere bei bodennahen, krautigen Kulturen ein unkrautfreier Bestand für die Vermarktung als Lebens- oder Arzneimittel entscheidend ist.

Um Rückstände zu vermeiden und weil nur wenige Pflanzenschutzmittel für die Spezialkulturen zugelassen sind, wird in den allermeisten Fällen auf mechanische Unkrautregulierung gesetzt und in mehrfachen Bearbeitungsgängen das Feld mit Striegel oder Hacke bearbeitet.

Hieraus ergeben sich Fragen zum optimalen Einsatzzeitpunkt und zur richtigen Maschineneinstellung für die verschiedenen Entwicklungsstadien der unterschiedlichen Pflanzen. In Forschungprojekten wie Optimech untersuchen wir die Anwendung verschiedener mechanischer Unkrautregulierungstechniken in den Kulturen Petersilie, Pfefferminze und Melisse.

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© Hanna Blum
Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© Julian Elfers

Produktqualität

Für die erfolgreiche Vermarktung der Arznei- und Gewürzpflanzen ist neben einem hohen Biomasseertrag vor allem die inhaltsstoffliche Qualität von besonderer Bedeutung. Für die Verwendung als Arzneimittel macht das Deutsche Arzneibuch (DAB) Vorgaben zu Wirkstoffgehalten, hinzukommen Produktspezifikationen der unterschiedlichen Abnehmer und Verarbeiter.

Daher wird in unserer Forschungsgruppe ein weiterer Schwerpunkt auf die Erforschung von qualitätsbestimmenden und qualitätsmindernden Eigenschaften gelegt und die mögliche Beeinflussung durch Anbau, Nachernte und Verarbeitung.

Unter anderem konnten im Forschungsprojekt REGIO-Mohn in Kooperation mit dem Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften (IEL) Erkenntnisse zur Fettsäuren, Vitaminen, Proteinen und Aromatstoffen der Mohnsamen gewonnen werden. Im Projekt Linovit wird an den Qualitätseigenschaften der Leinpflanze, insbesondere den Bitterstoffen, geforscht.

Biodiversität

Viele Arznei- und Gewürzpflanzen bieten verschiedenen Insektengruppen durch ihr Angebot an Nektar und Pollen eine Nahrungsgrundlage, gleichzeitig profitieren die Pflanzen durch die Bestäubung. Durch die Vielfalt an Pflanzenarten entstehen unterschiedliche Blühzeiträume, so bietet bspw. der Fenchel bis in den Herbst hinein ein Blühangebot.

Auch der Mohn (s. Foto rechts) besitzt eine hohe Menge Pollen, die nicht nur für Honigbienen, sondern auch für verschiedenste Schwebfliegen- und Wildbienenarten interessant ist.

Unterschiedliche Forschungsprojekte untersuchen die biodiversitätswirksamen Leistungen der Arznei- und Gewürzpflanzen, ein Beispiel ist das 2020 abgeschlossene FNR Projekt AuGÖkosystem: Entwicklung eines Bestäubungsmanagements im Arzneipflanzenanbau zur Steigerung der Erträge und gleichzeitigen Erhöhung der Ökosystemleistungen (Ergebnisse und Abschlussbericht).

Mohnpflanze mit Honigbiene
© Katharina Luhmer

Vielfältige Kulturen

Abhängig von aktuellen Themen und Forschungsprojekten stehen immer wieder unterschiedliche Pflanzen im Fokus unserer Arbeit. Beispielsweise forschen wir an Fenchel, Kümmel, Anis, Mohn, Lein, Schwarzkümmel, Petersilie, Minze, Sonnenhut, Thymian, Bohnenkraut, Melisse uvm.


Aktuelle Projekte

Linovit

Ob als Leinsaat, Leinschrot oder als Leinöl erfahren Leinprodukte einen steigenden Absatz und der Bedarf nach Rohware nimmt deutlich zu. Neue Technologien und das gesteigerte Interesse der Verbraucher an proteinreichen Lebensmitteln ermöglichen der Industrie, aus Nebenströmen der Rohstoffverarbeitung neue Produkte und funktionelle Lebensmittel zu kreieren. Neben den wertgebenden Inhaltsstoffen der Leinsamen und deren Verarbeitungsprodukten, können Leinsamen für den Menschen deutlich wertmindernde Inhaltsstoffe enthalten, welche im Sinne der Lebensmittelsicherheit minimiert werden müssen. Durch die Entölung der Saat erfahren nicht nur die wertgebenden Inhaltsstoffe des Leins im Presskuchen eine Anreicherung, sondern auch die problematischen. In dem geplanten Vorhaben sollen in der ersten Projektphase die qualitätswirksamen Faktoren entlang der gesamten Wertschöpfungskette dokumentiert und analysiert werden. Auf diese Weise können die Stellschrauben zur Anreicherung wertgebenden und Vermeidung wertmindernden Stoffe identifiziert werden. In der zweiten Phase wird die Blausäure, die als kritische Substanz immer weiter in den Fokus der Öffentlichkeit rückt, durch die Entwicklung von technologischen Prozessen auf der Verarbeitungsebene minimiert. Es werden technologische Verfahren zum Umgang mit der Risikosubstanz entwickelt, welche neben der Minimierung des Blausäuregehaltes gleichzeitig die Erhaltung der wertgebenden Faktoren sicherstellen. In der dritten Projektphase wird die Nutzung von Reststoffen aus dem Leinölverarbeitungsprozess hin zu neuen, funktionellen, proteinreichen Lebensmitteln untersucht.

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© Hanna Blum

NemaAG

Recent studies confirmed that plant parasitic nematodes can be a serious threat to medicinal and aromatic plants. Neither growers nor consultants usually know about this problem. Thus, there there is an acute need for action. In order to ensure high yields and optimum quality, losses due to plant parasitic nematodes need to be identified in time and the causual organisms reduced or eliminated as part of a sustainable nematode management system. This results to the following objectives of this applied research project: 1) investigations on the occurrence of plant parasitic nematodes on medicinal and aromatic plants, 2) identification of the primary harmful nematode species, 3) determination of the damage potential of plant parasitic nematodes on selected medicinal and aromatic plants, 4) effects of nematode infestation on relevant compounds of selected medicinal and aromatic plants, 5) development of sustainable nematode management and 6) transfer of the acquired knowledge into practice. Overall, these measures should result in a significant increase of the productivity and competiveness of farms producing medicinal and aromatic plants. To achieve these goals a powerful and competent team has been formed that covers the entire value chain in medicinal and aromoatc plant cultivation: research (JKI Münster, University of Bonn), consultancy (University of Bonn, Ökoplant e.V.) and producers (agrimed Hessen, MAWEA / Calbe) and processors. To ensures that results are available in time, only established methods will be used to address the research questions. This will allow transferring the generated resutls into practice within the project period.

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© Hanna Blum

QuAAP

The use of hyperspectral data for quality assessment is an emerging field and holds great potential for the application at the interface of agronomy and food research. In this proposed research, quality parameters of the medicinal plant Mentha sp. will be evaluated from both the hyperspectral and biochemical approach with the aim of building valid models for quantification of important plant compounds non-invasively. The data generation is supported by field and greenhouse trials that will cover a range of environmental and management factors to provide a solid knowledge base for interpreting sensor data. The goal is a better understanding of the relations between genotypes, environment, management and biochemicals as well as hyperspectral sensor data. To achieve this goal, close collaboration between the INRES - Renewable Resources institute and the IEL groups of Food Chemistry and Molecular Food Technology are established. The translation of hyperspectral data to agronomic and biochemical traits can build a starting point for non-invasive quality assessment of medicinal and aromatic plants in producing and processing industries.

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© Julian Elfers

Ansprechpartner

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Dr. Katharina Luhmer

Wissenschaftliche Assistentin

02225-99963-38

Avatar Blum

Hanna Blum

Projektmitarbeiterin

02225-99963-17

Avatar Hubert

Charlotte Hubert

Doktorandin

02225-99963-54

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