Ein hybrider Kaffee, der gegenüber Klimaveränderungen resistent ist und zusätzliche Gewinnmöglichkeiten bietet
Der Temperaturanstieg und die Niederschlagsveränderungen durch den Klimawandel werden in vielen Kaffeeanbauregionen zu einem schwächeren Wachstum und einer schwächeren Blüte- und Fruchtbildung von Kaffeepflanzen, mehr Schädlingen, niedrigeren Ernteerträgen und einer geringeren Tassenqualität führen. Agroforstsysteme (AFS), die Kaffee zwischen Bäumen anbauen, sind in tropischen Erzeugerländern von Arabica-Kaffee weit verbreitet. Da Arabica-Kaffee schattenverträglich ist, kann sich eine korrekte AFS-Bewirtschaftung hier als besonders nachhaltig erweisen und landwirtschaftlichen Kleinbetrieben damit stabilere Einnahmen ermöglichen. Kaffeebohnen, die in Schattenlagen gewachsen sind, zeichnen sich zudem durch intensivere Säuren und angenehmere Aromen aus. Doch aufgrund der traditionellen Kaffeezucht verwenden AFS-Betriebe in der Regel Arabica-Sorten, die eigentlich für die Intensivlandwirtschaft und den Anbau in voller Sonne entwickelt wurden. Das führt zu einem Produktivitätsverlust von 15-40 %. Das EU-finanzierte Projekt BREEDCAFS untersuchte die Variabilität der Arabica-Art, um Genotypen zu selektieren, die besonders gut an schattige Lebensräume angepasst sind, und auf dieser Grundlage neue Methoden zum Anbau zwischen Bäumen zu entwickeln. „Im Gegensatz zu vielen anderen Arten verstärken Arabica-Kultivaren bei erhöhten CO2-Konzentrationen oder Hitze- und Dürrebedingungen ihre photochemischen Eigenschaften, Abwehrmechanismen und Zellreparatur – eine erfreuliche Überraschung“, so Benoit Bertrand, Projektkoordinator vom Zentrum für internationale Zusammenarbeit in der Agrarforschung für Entwicklung (CIRAD), der Gastgebereinrichtung des Projekts. Das Projekt stellte fest, dass bestimmte F1-Hybriden sowie bestimmte äthiopische Wildkaffeepflanzen eine starke Fähigkeit zur Anpassung an schattige Standorte bei gleichbleibend hoher Produktivität aufwiesen. F1-Hybridkultivare von Arabica entstehen durch die Kreuzung von amerikanischen Sorten mit äthiopischen Akzessionen.
Untersuchung von Genotypen
BREEDCAFS führte über einen vierjährigen Zeitraum mehrere Experimente in Partnerschaft mit NOMAFSI in Vietnam, Irad in Kamerun und FNF in Nicaragua durch. Das Team charakterisierte verschiedene Kaffeesorten unter Einfluss unterschiedlicher Stressoren wie u. a. hohen Temperaturen, Dürre und Schatten. Es führte außerdem Studien unter kontrollierteren Bedingungen durch, wie etwa in Gewächshäusern und Klimakammern an der Universität Kopenhagen, am CIRAD in Frankreich und an der Universität Lissabon. Anhand von transkriptomischen und metabolomischen Analysen identifizierte das Projekt Gene und biochemische Signalwege, die als Reaktion auf Umweltreize exprimiert werden. Dadurch wollten die Forschenden Variationen zwischen Pflanzengenotypen auf molekularer Ebene charakterisieren. Die transkriptomische Untersuchung zeigte, dass sich die zirkadianen Rhythmen in F1-Hybriden je nach Temperatur und Lichtintensität verändern, was wohl eine wesentliche Anpassung an den Klimawandel darstellt. BREEDCAFS stellte fest, dass F1-Hybriden im Agroforstsystem im Vergleich zu konventionellen Kultivaren höhere Erträge sowie auch eine höhere Tassenqualität liefern. Zudem sind F1-Hybridsorten gegenüber abiotischem Stress widerstandsfähiger, wenn ein kombinierter Schattenanbau mit angemessener Stickstoffdüngung und agrarökologischen Ansätzen zur Krankheitsbekämpfung erfolgt. „F1-Hybriden sind für Agroforstsysteme profitabler. Zuchtprogramme können die Einnahmen landwirtschaftlicher Kleinbetriebe steigern und fördern zugleich die Biodiversität und Kaffeeindustrie, da sie ein breites Spektrum an aromatischen Kaffeesorten mit hoher Resilienz gegenüber Klimaveränderungen bieten“, fügt Bertrand hinzu.
Entwicklung von agroforstwirtschaftlichen Clustern
BREEDCAFS führte Vor-Ort-Bewertungen von mehr als 100 landwirtschaftlichen Betrieben in Kamerun, Mittelamerika und Vietnam durch. Die Forschenden kamen zu dem Ergebnis, dass die fortgesetzte Verwendung konventioneller Kaffeesorten starke Preisanstiege mit sich bringen und den gesamten Sektor bedrohen könnte, die Umstellung auf neue F1-Hybridsorten für Kleinbetriebe jedoch ein wirtschaftliches Risiko mit sich bringt. BREEDCAFS errichtete lokale Gärtnereien und Mikropropagationslabore für F1-Hybriden in Nicaragua und Vietnam. Um eine bezahlbare großmaßstäbliche Vermehrung in landwirtschaftlichen Kleinbetrieben zu ermöglichen, spricht sich das Team für die Verwendung des F1-Hybrids „Starmaya“ aus – den einzigen derzeit erhältlichen Hybrid, der nicht geklont, sondern auf Grundlage der cytoplasmisch-männlichen Sterilität aus Samen gezogen wird. „Bei einem Kostenaufwand von nur zwei bis drei Millionen Euro für die Beschaffung von Saatgut für die Erzeugerländer liegt das für die Industrie im Bereich des Machbaren“, merkt Bertrand an. „Wir schlagen außerdem agroforstwirtschaftliche Cluster vor, die einen direkten Handel zwischen Erzeugern und Röstereien und zugleich eine lückenlose Rückverfolgbarkeit von Umweltnormen ermöglichen würden.“
Schlüsselbegriffe
BREEDCAFS, Kaffee, Schatten, Hybrid, Genotyp, Arabica, Klimaveränderung, Dürre, Aroma, Zucht, Anbau, Agroforstwirtschaft
