Steirische Käferbohne als Ideengeber

Biotechnologie. Ein junges Start-up produziert Knöllchenbakterien an einem südsteirischen Weingut. Diese versorgen etwa Käferbohnen mit Stickstoff und unterstützen so ihr Wachstum.

 Christof Winkler-Hermaden, Biologe, Unternehmensgründer Saphium.
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 Christof Winkler-Hermaden, Biologe, Unternehmensgründer Saphium.
Christof Winkler-Hermaden, Biologe, Unternehmensgründer Saphium. – (c) The Schubidu Quartet

Auf dem Kapfensteiner Kogel, einem erloschenen Vulkan in der Südsteiermark, steht das Schloss der Familie Winkler-Hermaden. Sie erzeugt hier im großen Stil, auf 40 Hektar Fläche, Wein. Einer der Söhne, Christof Winkler-Hermaden, hat Biologie an der TU Graz studiert, arbeitet aber nach wie vor zu Hause mit. Weil der Betrieb neuerdings auch Ackerbau betreiben will, besuchte er einen Bodenpraktiker-Kurs. „Die Vortragenden betonten immer wieder, dass Rhizobien und Leguminosen super wichtig sind“, sagt er. Rhizobien sind Knöllchenbakterien, die unsere Ackerböden bewohnen. Sie können Stickstoff aus der Luft fixieren und die Pflanze damit versorgen. Der Maisanbau zum Beispiel brauche sehr stickstoffhaltigen Boden.

 

Bakterien aus dem Onlineshop

„Man sollte Rhizobien auf Hülsenfrüchten in die Fruchtfolge einbauen, um die ausgelaugten Böden mit Nährstoff zu versorgen“, meinte ein Vortragender. Winkler-Hermaden nahm das zum Anstoß und schrieb seine Abschlussarbeit darüber. „Das kann ja nicht so schwer sein, die Rhizobien aus dem Boden zu isolieren, zu züchten und zu kultivieren, dachte ich mir“, erzählt er heute über das gelungene Projekt.

Mittlerweile kann man die Rhizobien im Onlineshop kaufen. Winkler-Hermaden produziert sie jetzt selbst mit seinem Unternehmen Saphium. Mit seinen Mitgründern hat er schon studiert – insgesamt sind sie zwei Mikrobiologen und drei Pflanzenwissenschaftler. Das Thema vereint beide Bereiche und passt zum erklärten Ziel, etwas Nachhaltiges für die Umwelt zu erfinden.

Bevor der Landwirt das Saatgut sät, kippt er die Samen in die Mischmaschine und mengt einen Löffel Pulver dazu. Es überzieht die einzelnen Körner mit einer dünnen Schicht Kohlestaub. Ein Gramm enthält eine Milliarde Knöllchenbakterien. Sie gehen mit den Hülsenfrüchten eine Symbiose ein und bilden kleine Knöllchen an den Wurzeln. Darin reduzieren sie zu Stickstoff aus der Luft zu Ammonium, den man sonst meist mit Dünger künstlich zuführt. Besonders interessant ist das Produkt für die Biolandwirtschaft, wo man auf synthetischen Dünger verzichtet, und für Betriebe ohne Tierhaltung für Gülle, Stallmist und Humuserzeugung.

Laut Winkler-Hermaden steigern die Rhizobien den Ertrag von fünf bis zu 30 Prozent. „Die Pflanzen wachsen mehr, der Humusaufbau wird unterstützt, die Bodenqualität ist besser“, so der Biologe. Zusätzlich zum Stickstoff werden nämlich Pflanzenhormone ausgeschüttet. Sie signalisieren der Pflanze, dass sie loswachsen soll. Und noch eine dritte Funktion erwähnt er: Die Leguminosen, also Hülsenfrüchtler, können aus dem Boden Nährstoffe aufbereiten und Phosphat freisetzen. „Und außerdem gelangt so kein Nitrat ins Grundwasser“, sagt Winkler-Hermaden. Er plant Schulungen mit Bauern, weil er meint: „Rhizobieneinsatz ist noch nicht in den Köpfen, am ehesten im Biobereich.“ Den ersten Versuch wagten die Entwickler bei der Steirischen Käferbohne.

 

Mungobohne, Bockshornklee

Aber auch bei Mungobohne, Bockshornklee, Luzerne und Ackerbohne sowie Linsenarten – in Österreich noch selten – ist das Produkt anwendbar. Für Soja braucht man zum Beispiel das Knöllchenbakterium Rhizobium japonicum. Die Bakterien werden in 400-Gramm-Sackerln auf Kohlemehl geliefert – genügend für einen Hektar – und kosten 25 Euro.

Seit vier Monaten ist es auf dem Markt. Nun verhandelt das Forscherteam mit einem großen Saatguthersteller, der es fertig zu seinem Saatgut gemischt verkaufen möchte. Zudem peilt es die weitere Kooperation mit der TU Graz an. „Es gibt ein paar interessante Forschungsgruppen, etwa jene von Gabriele Berg, die an pflanzenwachstumssteigernden Mikroorganismen forscht“, sagt Winkler-Hermaden. Er arbeitet auch mit Forschern des vom Wissenschafts- und Technologieministerium geförderten Austrian Center of Industrial Biotechnology (ACIB) zusammen.

Eigentlich stand am Anfang von Saphium eine ganz andere Idee. Die Knöllchenbakterien sollten nicht nur den Käferbohnen beim Wachsen helfen, sondern auch dem Start-up: also erste Umsätze generieren, Investoren locken. Doch die Reaktoren an der Produktionsstätte wollen sie auch anders verwenden: In den Tanks – produziert wird direkt am Gelände des Weinguts – sollen Mikroorganismen abbaubares Plastik herstellen: eine ungiftige Alternative, umweltfreundlich und zu 100 Prozent kompostierbar.

 

Bio-Plastik aus dem Reaktor

Mit den Versuchen für Bioplastik startete das Team schon 2015 und stellte biotechnologisch Mikroorganismen her. Konkret geht es um Polyhydroxyalkanoate (PHA). Das sind natürlich vorkommende Polyester, die von den Bakterien in der Natur gebildet werden, durch Fermentation von Zucker oder Fetten. Deswegen füttert man in der herkömmlichen Industrie die Bakterien mit Lebensmittelabfallstoffen oder Rapsöl. Das sei sehr teuer und für die Massenproduktion ungeeignet.

Das Saphium-Team stellte fest, dass das Herauslösen des Kunststoffes aus den Zellen der Kostentreiber ist, und arbeitet an einem physikalischen Verfahren. Wenn in den Tanks also gerade keine Rhizobien sind, füttert das Team dort das zukünftige Bioplastik.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 09.09.2017)

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