Soja wird in Brasilien durch technologische Innovationen vorangetrieben

Sojabohnen (Glycine max (L.) Merrill) haben ihr Ursprungszentrum im Nordosten Chinas (zwischen 45 und 50° N), einem Breitengrad, der in Amerika im Süden Patagonien und im Norden auf der Nordhalbkugel entspricht der Vereinigten Staaten und Südkanadas. Es gibt Zitate ohne entsprechende historische Grundlage, die besagen, dass Soja schon seit Menschengedenken als Nahrungsmittel verwendet wurde. In der Literatur werden keine Spuren der Hülsenfrucht an einer neolithischen archäologischen Forschungsstätte in Nordchina erwähnt, und führende Wissenschaftler sind sich einig, dass in der Geschichte der Sojabohnen nur Daten nach 1100 v. Chr. als zutreffend angesehen werden können.

 Die Einführung von Sojabohnen im Westen erfolgte in Breitengraden, die dem Ursprungszentrum ähnelten, und begann 1712 in Europa. Der erste Bericht über den Sojaanbau in den Vereinigten Staaten stammt aus dem Jahr 1765. Obwohl langsam, breitete sich der Sojabohnenanbau im Land aus, was Investitionen in die Forschung erforderte dass sie zu einer technologischen Entwicklung führten, die zu produktiven und krankheitsresistenten Sorten in einem Produktionssystem führte, das an die verschiedenen nordamerikanischen Produktionsbedingungen angepasst war.

 Im Jahr 1882 führte Gustavo D'Utra den ersten Sojaanbau in Brasilien durch. Ein Unterfangen, das scheiterte, weil das genetische Material, das für kaltes oder gemäßigtes Klima entwickelt wurde, sich nicht an die Bedingungen Bahias anpasste. Im Jahr 1891 wurden Sorten am Campinas Agronomic Institute (IAC-SP) getestet. Die tatsächliche Erfolgsgeschichte der kommerziellen Sojabohnenproduktion begann jedoch in Rio Grande do Sul von 1920 bis 1940. Davor, im Jahr 1901, war Professor Guilherme Minssen von der damaligen Escola Superior de Agronomia e Veterinária, die heute mit der Bundesuniversität Rio verbunden ist Grande do Sul (UFRGS) hatte mit der Forschung an der Hülsenfrucht begonnen. 

 Transformation durch Wissenschaft

 In den 1970er Jahren gewannen die Forschungs- und Innovationsbemühungen an Umfang und Komplexität, an denen eine Vielzahl öffentlicher und privater Akteure beteiligt waren. Die erste Herausforderung bestand darin, Sorten für die subtropischen und tropischen Bedingungen Brasiliens zu produzieren, um die aus den Vereinigten Staaten importierten Sorten zu ersetzen, die sich im Süden einigermaßen gut entwickelten. Es stellte sich heraus, dass der Nachfragedruck durch den internationalen Handel darauf hindeutete, dass Soja nicht nur dort beschränkt bleiben würde.

Die nordamerikanischen Sorten wuchsen hier nicht richtig, was den Handel unrentabel machte. Der Kern des Problems war die Blüteninduktion, die durch die Länge des Tages (Photoperiode) bestimmt wurde, eine genetisch kontrollierte Eigenschaft. Erst nach der Einführung des Merkmals „lange Jugendphase“ konnten Sojabohnen sicher in andere Regionen expandieren.

Während dieser Zeit blüht die Pflanze nicht, selbst wenn photoperiodische Bedingungen vorliegen. Nur so ist es der Pflanze möglich, zu wachsen und sich zu entwickeln, ausreichend Biomasse zu bilden und hohe Erträge zu erzielen. Diese Entdeckung stellte einen Paradigmenwechsel auf globaler Ebene dar, da es noch nie zuvor möglich war, Sojabohnen in tropischen Regionen erfolgreich anzubauen.

Die Herausforderung des Cerrado

 
Der Schlüssel steckte im Schloss, aber die Öffnung der Türen zum riesigen Cerrado für Sojabohnen erforderte weitere wissenschaftliche Forschung, da die Böden sauer und wenig fruchtbar sind. Es war notwendig, praktikable Formeln zur Korrektur chemischer Eigenschaften bereitzustellen, um ideale Ernährungsbedingungen zu schaffen. Derzeit gibt es für jede Region und für unterschiedliche Produktivitätsniveaus spezifische Düngeempfehlungen.

 
Stickstoff ist eines der wesentlichen chemischen Elemente für die Pflanzenentwicklung. Wenn die Zugabe zum Boden jedoch in Form von chemischem Dünger erfolgen würde, könnten die Kosten dazu führen, dass die Sojabohnenproduktion nicht mehr realisierbar ist oder sie zumindest stark eingeschränkt wird. Ein Netzwerk von Wissenschaftlern und Institutionen entwickelte die Technologie zur symbiotischen Stickstofffixierung in Sojabohnen, die die Identifizierung von Stämmen beinhaltete Bradyrhizobium japonicum - den Bakterien, die Stickstoff aus der Luft binden und an die Sojapflanze übertragen - in Formulierungen, die für den Einsatz unter tropischen Bedingungen geeignet sind.

 
Einer der anfänglichen Engpässe war die Produktion von qualitativ hochwertigem Saatgut unter widrigen Bedingungen, hohen Temperaturen und unzureichenden Niederschlägen. Es wurde ein komplexes System mit günstigen Bedingungen für die Verarbeitung und Konservierung des Saatguts entwickelt, damit der Erzeuger es mit den erforderlichen Qualitätsstandards, insbesondere Vitalität und Keimfähigkeit, erhält.

 
Die Bodenbearbeitung mithilfe von Pflügen und Eggen mit starken Bodenstörungen, die für die nördliche Hemisphäre geeignet sind, bedeutete unter brasilianischen tropischen Bedingungen eine wirtschaftliche und ökologische Katastrophe, da die Oberflächenschicht landwirtschaftlicher Flächen schnell erodierte. Dies war die Motivation für die Entwicklung des Direktstroh-Anbausystems, das derzeit auf rund 90 % der brasilianischen Anbaufläche eingesetzt wird und den Anbau von Sojabohnen und anderen Getreidearten ohne häufige Bodenstörungen ermöglicht.

Das System ermöglicht die Einarbeitung organischer Stoffe, die Fixierung eines erheblichen Teils des von den Pflanzen aufgenommenen Kohlenstoffs und die Bildung einer Strohdecke auf dem Boden, was sich positiv auf die Mikrofauna und Mikroflora des Bodens auswirkt und auch zur thermischen Wirkung beiträgt Kontrolle und Aufrechterhaltung der Luftfeuchtigkeit.

  
Eine Sojabohne für Brasilien

 
In gemäßigten oder kalten Klimazonen sind Sojabohnen zwar Wirt für mehrere Schädlinge, unterliegen aber nicht so viel Stress, der ihre Produktivität einschränkt wie in tropischen Klimazonen. Um dieses Problem zu lösen, wurden Technologien entwickelt, und die wichtigste bestand zweifellos darin, genetische Merkmale der Toleranz oder Resistenz gegenüber Viren, Bakterien, Pilzen und Nematoden in Sorten zu integrieren.

 
Die Vielfalt der Schädlinge und die Intensität ihres Befalls und ihrer Schäden erforderten jedoch technologische Innovationen, um phytosanitäre Bedrohungen zu überwinden. Es wurden invasive Pflanzenmanagementsysteme entwickelt, die in der Einbeziehung der genetischen Resistenz von Sojabohnen gegen Breitbandherbizide durch Transgenese gipfelten. Mit dem gleichen Werkzeug wurde eine Resistenz gegen entlaubende Insekten eingebaut, indem ein Gen in das Sojabohnengenom eingefügt wurde, das ein für diese Insekten tödliches Protein exprimiert.

 
Die Sojaschädlingsbekämpfung kombiniert Kenntnisse über die Biologie und Ökologie von Schädlingen und deren Schäden mit Bekämpfungstechniken, zu denen Pflanzenmanagement, biologische und chemische Bekämpfung sowie Konzepte wie das wirtschaftliche Schadensniveau gehören. Aggressivere Pilzarten, wie etwa der, der Sojabohnenrost verursacht, werden mit einer Reihe von Techniken bekämpft, die die Hygienelücke – das Verbot des Sojabohnenanbaus für einen Zeitraum von 60 bis 90 Tagen während der Nebensaison – und eine Überwachung umfassen Netzwerk, Diagnose und Warnung sowie die Empfehlung effizienterer Kontrollmaßnahmen.

 
Eine angemessene Bodenbewirtschaftung, die Korrektur des Profils, der Porosität und Mikrostruktur des Bodens, des Gehalts an organischer Substanz und das Fehlen verdichteter Schichten erforderten Technologien, die eine ideale Umgebung für das Wachstum von Sojabohnenwurzeln und der Rhizosphäre ermöglichten und auch nützliche Mikroorganismen begünstigten.

 
Im Laufe der Geschichte des Sojaanbaus in Brasilien haben wir einen doppelten Druck erlebt. Die erste stammt vom internationalen Markt und erfordert jedes Jahr eine höhere Produktion. Zweitens die Notwendigkeit, mit möglichst geringen Auswirkungen auf die Umwelt zu produzieren. Zusätzlich zu den vorgestellten Technologien, die unter dem Gesichtspunkt einer geringeren Umweltbelastung entwickelt wurden, erfüllen einige Techniken speziell diese Anforderungen. Beispielsweise verdichtet das Crop, Livestock and Forest Integration System (ILPF) dieses Anliegen sowie die Intensivierung der Landwirtschaft mit der Abfolge von zwei oder drei Getreideernten (z. B. Sojabohnen, Mais, Baumwolle oder Bohnen) oder sogar von einer Weide, die in der Nebensaison den Boden einnimmt, was den Druck zur Flächenausweitung verringert.

Der Weg endet nicht in der Gegenwart. Wir stehen immer vor neuen Herausforderungen, die den ständigen Einsatz von Wissenschaftlern erfordern, um Barrieren zu überwinden und Paradigmen zu durchbrechen, wobei der Schwerpunkt stets auf der Nachhaltigkeit der Sojaproduktionssysteme in Brasilien liegt, die auf der besten Wissenschaft und Technologie basieren.

Von Decio Luiz Gazzoni; Mitglied des Sustainable Agro Scientific Council (CCAS), Agraringenieur und Forscher bei Embrapa Soja