Relare erörtert die Herausforderungen bei der Ausweitung des Einsatzes von Bio-Inputs in Brasilien.

Die Vielfalt der potenziell in der Landwirtschaft einsetzbaren Mikroorganismen muss im Hinblick auf die unterschiedlichen Bedingungen in Brasilien betrachtet werden. Dies erfordert Kenntnisse über Anpassungsfähigkeit, Wirksamkeit und Sicherheit. Dies erklärte Ana Eugênia de Carvalho Campos, Koordinatorin des Biologischen Instituts, während des XXII. Treffens des Netzwerks von Laboren zur Empfehlung, Standardisierung und Verbreitung mikrobieller Impfstofftechnologien von landwirtschaftlichem Interesse (Relare), das am 19. und 20. August im Fiep System Events Center in Curitiba (PR) stattfand. 

„Die Landwirtschaft entwickelt sich in Biomen mit großen Schwankungen in Temperatur, Sonneneinstrahlung, pH-Wert und anderen Faktoren. Das bedeutet, dass ein Mikroorganismus, der in einer bestimmten Region hervorragende Ergebnisse erzielt, nicht unbedingt in einer anderen Region die gleichen Ergebnisse liefert“, betont sie. „Neben den Umweltbedingungen muss der eingeführte Organismus mit der Pflanze, dem Bewirtschaftungssystem und den in der Umwelt vorhandenen einheimischen Mikroorganismen interagieren“, argumentiert Ana Eugênia.

Laut ihrer Aussage lässt sich die brasilianische Biodiversität nicht automatisch in landwirtschaftliche Produkte umwandeln; es ist notwendig, einen wissenschaftlich-technologischen Weg zu beschreiten, der Prospektion, biologische und genetische Charakterisierung, Lagerung und Aufbewahrung in Sammlungen, In-vitro-Tests, Versuche unter kontrollierten Bedingungen und Felduntersuchungen umfasst. 

„Neben Schulungen für Landwirte sind auch Schritte in den Bereichen Regulierung, Produktion, Formulierung und Anwendung notwendig“, sagt Ana Eugênia. „In diesem Prozess dienen die Referenzspezifikationen als Grundlage für die Gewährleistung von Sicherheit, Qualität und schneller Verfügbarkeit biologischer Lösungen im Zuständigkeitsbereich der für Analyse und Registrierung zuständigen Stellen“, betont Ana Eugênia.

Ein weiterer angesprochener Punkt ist die Weiterentwicklung von Werkzeugen, die in der Lage sind, die Suche und Auswahl von Mikroorganismen zu beschleunigen, wie z. B. Testautomatisierung, Genomwerkzeuge, prädiktive Genomanalyse, Hochleistungsgenomik und Analysen von Metaboliten und Mikrobiomen. 

„Diese Technologien können helfen, Kandidaten mit wünschenswerten Eigenschaften zu identifizieren und die Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen, Pflanzen und Umwelt besser zu verstehen“, sagt sie. „Die Analyse von vier Stämmen zeigte wichtige Unterschiede in ihren Genomen und bekräftigte damit, dass Organismen derselben Art nicht zwangsläufig dieselbe Leistung oder dieselben Sicherheitseigenschaften aufweisen“, erklärt Ana Eugenia. 

Der vorgestellte Vorschlag zielt darauf ab, die Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Lösungen zu erweitern, ohne Kompromisse bei Sicherheit und Wirksamkeit einzugehen. „In diesem Zusammenhang wird die Stärkung von Kompetenzen und die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Institutionen als ein Weg gesehen, die brasilianische Biodiversität in biologische Lösungen mit landwirtschaftlichen Anwendungen umzuwandeln“, argumentiert Ana Eugênia.

Mit Mikroorganismen angereicherte Düngemittel 

Laut Fernanda Zanata, Forschungs- und Entwicklungsleiterin bei Mosaic, könnte die Verwendung von mit Mikroorganismen angereicherten Düngemitteln eine neue Kategorie von Betriebsmitteln in der brasilianischen Landwirtschaft darstellen. Die Expertin erklärt, dass das Unternehmen seit 2024 auch im Markt für biologische Produkte aktiv ist und sich auf Produkte zur Pflanzenernährung wie Impfmittel, Bodenverbesserer und Biodünger konzentriert. „Sogenannte Hybriddünger kombinieren mineralische und biologische Düngemittel in einer Formulierung. Die Technologie wird bereits in Ländern wie den USA und Kanada kommerziell eingesetzt und befindet sich in anderen Märkten im Zulassungsverfahren, ist in Brasilien aber noch nicht als eigenständiges Produkt zugelassen“, so Zanata.

Für Fernanda könnte diese Kombination eine Alternative zu den derzeitigen Methoden der Anwendung biologischer Produkte darstellen, wie etwa der industriellen Saatgutbehandlung oder der Behandlung und Ausbringung direkt auf dem Feld in der Saatfurche. „Die Einbindung von Mikroorganismen in Düngemittel könnte den Arbeitsaufwand auf dem Feld reduzieren und in manchen Fällen die Anwendung biologischer Produkte erleichtern“, erklärt sie.

Damit die Technologie in Brasilien Fortschritte erzielen kann, plädiert Fernanda für klare Regeln bei der Registrierung, der Qualitätskontrolle und dem Nachweis des Überlebens von Mikroorganismen in der Mineralmatrix über einen längeren Zeitraum. „Es fehlt ein spezifischer und verlässlicher Rechtsrahmen für Hybriddünger, da Unternehmen Zeit und Ressourcen in Prozesse investieren, die im Rahmen der Registrierungsprüfung zu neuen Anforderungen führen können“, erklärt sie. „Wir brauchen Klarheit über die notwendigen Anforderungen“, fasst sie zusammen und plädiert für Rechtssicherheit und Vorhersehbarkeit sowohl für die Industrie als auch für die Regulierungsbehörden.

Multifunktionale Mikroorganismen 

Laut einer von Jerri Zilli, Forscher bei Embrapa Agrobiologia, vorgestellten Studie konzentriert sich die Forschung zu multifunktionalen Mikroorganismen in der Landwirtschaft stark auf kontrollierte Umgebungen und weist nur wenige praktische Validierungsstudien auf. Die Auswertung von 430 zwischen 2000 und 2026 veröffentlichten Studien ergab, dass sich die überwiegende Mehrheit auf Labor- und Gewächshausversuche konzentrierte, während lediglich 23 Feldversuche durchgeführt wurden. „Brasilien belegt weltweit den dritten Platz bei Publikationen zu diesem Thema und trägt etwa 10 % zur wissenschaftlichen Arbeit bei“, so Zilli.

Laut seinen Angaben ist die kommerzielle Nutzung dieser Technologie auf dem brasilianischen Markt noch begrenzt. Aufgrund der geltenden Gesetzgebung werden Bio-Inputs mit vielfältigen Funktionen – wie beispielsweise wachstumsfördernde Mikroorganismen, die gleichzeitig die biologische Schädlingsbekämpfung unterstützen – unter einer einzigen Funktionskategorie registriert. „Die Konsolidierung von Multifunktionalität ist für Unternehmen der wichtigste Weg, sich technologisch zu differenzieren und ihre Gewinnmargen zu steigern“, argumentiert der Forscher.

Für Zilli ist die Mikrobiom-Optimierung ein strategischer Ansatzpunkt, um die Nährstoffeffizienz zu steigern, den Klimastress zu mindern und den CO₂-Fußabdruck zu reduzieren. „Damit diese biologischen Lösungen effektiv wirken, müssen lokale Besonderheiten und die tatsächlichen Gegebenheiten jedes einzelnen Grundstücks berücksichtigt werden, anstatt sich auf allgemeine Empfehlungen zu beschränken“, erklärt er. „Ich bin überzeugt, dass die Multifunktionalität direkt von der Fähigkeit der Branche abhängt, Produktionsengpässe zu überwinden und einen geeigneten regulatorischen Rahmen zu schaffen“, so seine Einschätzung.

Gesundheitssicherheit 

Die brasilianische Gesundheitsbehörde Anvisa, vertreten durch Vanessa Xavier von der Abteilung für toxikologische Sicherheitsbewertung, betont die Wichtigkeit strenger technischer Analysen von Produkten für die Pflanzenschutz- und biologische Schädlingsbekämpfung. „Unsere Arbeit basiert auf der Identifizierung und Charakterisierung der Gesundheitsgefährdung durch das formulierte Produkt. Daher müssen Antragsteller unter anderem Studien gemäß den Richtlinien der Guten Laborpraxis durchführen, die Herkunft der verwendeten Bakterienstämme nachweisen, Verunreinigungen kontrollieren und die Pathogenität bewerten“, erklärt sie.

Auch während die Veröffentlichung des Dekrets zur Regelung der neuen Arzneimittelgesetzgebung noch aussteht, führt Anvisa bereits toxikologische Analysen für die Registrierung neuer Produkte durch. „Dieses Vorgehen, das auf einer im März veröffentlichten Stellungnahme der Rechtsabteilung basiert, dient dazu, ein regulatorisches Vakuum zu vermeiden und administrative Kontinuität sowie Rechtssicherheit zu gewährleisten“, so ein Sprecher von Anvisa.

Eines der zentralen Argumente von Vanessa ist, dass die Risikobewertung auf Stammebene und nicht nur auf Artenebene erfolgen muss. „Variationen zwischen Stämmen derselben Art verändern die agronomische Effizienz, das Pathogenitätsprofil, die Virulenz und die Produktion gesundheits- und umweltschädlicher Toxine erheblich“, warnt sie.

Die Erklärung unterstreicht zudem die Komplexität der mikrobiologischen Qualitätskontrolle angesichts fortschreitender Technologien, wie beispielsweise Produkte auf Basis von Metaboliten oder Kombinationen mehrerer Organismen. „Mir ist bewusst, dass Herstellungsfehler und regulatorische Unterschiede zu Kontaminationen mit Krankheitserregern oder Antibiotikaresistenzgenen führen können, was wiederum arbeitsbedingte Risiken, Vergiftungen und die Entstehung hygienischer Hürden für brasilianische Agrarexporte zur Folge haben kann. Um die führende Rolle des Landes zu sichern, setzen wir uns dafür ein, dass jegliche regulatorischen Aktualisierungen strikt auf wissenschaftlichen Erkenntnissen beruhen“, so der Vertreter von Anvisa abschließend.