Melonen in der Arktis – Russlands landwirtschaftliche Forschung im Norden | Polarjournal
Melone und Kürbis aus der Region, präsentiert von einer Mitarbeiterin des VIR vor dem Flughafen Kirovsk-Apatity südöstlich von Murmansk. Das Allrussische Institut für pflanzengenetische Ressourcen von N.I. Vavilov (VIR) forscht nach Möglichkeiten, die Lebensmittelsicherung der arktischen Bevölkerung zu sichern. Bild: mit freundlicher Genehmigung des VIR

Da Russland seine Forschung der arktischen Region intensiviert, wird die Frage der Nahrungsmittelversorgung und deren Sicherung in der Region immer dringlicher. In einem exklusiven Interview mit Alexey Zavarzin, stellvertretender Direktor des Allrussischen Instituts für pflanzengenetische Ressourcen von N.I. Vavilov (VIR) in St. Petersburg sprach Ecaterina Cojuhari für PolarJournal über die Arbeit des Bundesforschungszentrums in der Polarregion und seine Zukunftspläne.

Das Programm des Allrussischen Instituts für pflanzengenetische Ressourcen von NI Vavilov (VIR) zur Entwicklung der nördlichen und arktischen Pflanzenproduktion ist etwas weniger als 100 Jahre alt. „Das VIR ist in den nördlichen Regionen fast seit Beginn der modernen Erschließung der Arktis tätig, denn Nikolai Vavilov, der 1920 das Zentrum für angewandte Botanik geleitet hatte und es dann mit dem Akronym VIR zu einem weltberühmten Zentrum machte, war aktiv am Ausbau der Landwirtschaft beteiligt. Etwa zur gleichen Zeit begann die Sowjetunion, die arktischen Gebiete aktiv zu erschließen“, erklärt Alexey Zavarzin, stellvertretender Direktor des Allrussischen Instituts für pflanzengenetische Ressourcen von NI Vavilov (VIR). Er fügt hinzu: „Ich möchte daran erinnern, dass Nikolay Vavilov nicht nur als einer der ersten Genetiker bekannt ist, der an den Ursprüngen dieser Wissenschaft stand, sondern dass es seine Ideen und die umfassende Arbeit, die er mit pflanzengenetischen Ressourcen organisiert hatte, war und in den 20-30er Jahren des 20. Jahrhunderts umgesetzt wurde, die es schließlich ermöglichte, die Welt zu ernähren.“ Die Genbank des VIR gehört mit über 320’000 Proben zu den Top 5 der Welt. Sein von der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) geschätzter Wert übersteigt das Doppelte der Gold- und Devisenreserven der Russischen Föderation. Es ist der Nationalschatz Russlands.

Der stellvertretende Direktor des VIR, Dr. Alexey Zavarzin, ist für die wissenschaftlichen und organisatorischen Belange des VIR verantwortlich. Der promovierte Botaniker selbst interessiert sich für Bodenbildung und symbiotische Interaktionen. Bild: mit freundlicher Genehmigung des VIR

Die erste Versuchsstation des VIR wurde 1923 oberhalb des Polarkreises auf der Kola-Halbinsel in der Nähe des Khibiny-Gebirgsmassivs errichtet. Ziel war es, Experimente zur Akklimatisierung und Erforschung von Anbautechnologien verschiedener landwirtschaftlicher Nutzpflanzen in der arktischen Zone durchzuführen, um die lokale Bevölkerung mit frischem Gemüse, Obst und anderen Produkten des Pflanzenanbaus zu versorgen. An der «Polar Experimental Station» – einer Außenstelle des VIR in der Region Murmansk – werden seit fast hundert Jahren entsprechende Arbeiten durchgeführt. „In unserer Polar-Versuchsstation wurden mehr als 100 Kartoffel-, Gemüse-, Beeren-, Hülsenfrucht- und Getreidesorten gezüchtet. Sie wurden speziell für die Bedingungen der nördlichen Breiten und der Arktis geschaffen. Auch diese Arbeit geht jetzt weiter“, sagt Zavarzin.

In der Nähe von Murmansk werden verschiedenste landwirtschaftlich genutzte Pflanzensorten in Freilandversuchen auf die Ernteerträge getestet. Das Institut VIR selbst in St. Petersburg beherbergt eine der grössten Genbanken für Pflanzen der Welt. Forscher versuchen hier die genetischen Komponenten für ein optimales Wachstum unter verschiedensten Bedingungen zu finden. Bild: mit freundlicher Genehmigung des VIR

Das moderne VIR-Programm in der Arktis zielt nicht nur darauf ab, die Arbeit mit traditionellen Pflanzen und landwirtschaftlichen Technologien fortzusetzen, sondern auch nach neuen Möglichkeiten zu suchen und das Angebot an Pflanzen zu erweitern, die in den nördlichen Regionen Russlands angebaut werden können. „Wir begannen Experimente mit Kürbisgewächsen wie Melonen und Wassermelonen. Möglich wurden diese Experimente durch die Entwicklung ultraschneller Sorten, die genügend kurze Nordsommer haben können, damit die Früchte reifen können. Und das ist möglich, weil der arktische Sommer zwar kurz, aber intensiv und sonnig ist,“ sagt der stellvertretende Direktor gegenüber PolarJournal. Darüber hinaus werden beispielsweise auch Trauben an nördliche Breitengrade angepasst und der VIR experimentiert auch mit anderen Kulturpflanzen. „Natürlich haben die Spezialisten des VIR auch neue Kulturpflanzensorten gezüchtet, aber wir sprechen hier nicht davon, Pflanzen buchstäblich im Schnee wachsen zu lassen, sondern wir sprechen von den Gebieten im Norden und in der Arktis, die im Sommer schneefrei sind und wo die Vegetationsperiode mehr als 60 Tage dauert. Für solche Flächen wurden von VIR-Spezialisten spezielle Kartoffel-, Gemüse- und Grünpflanzensorten kreiert“, erklärt er weiter.

In den arktischen Regionen finden sich nicht nur Flechten und Moose. Früchte wie Heidelbeeren oder Moltebeeren gedeihen auf den kargen Tundraböden prächtig und boten schon seit Jahrtausenden den arktischen Völkern eine Erweiterung des Speiseplans. Bild: Michael Wenger

Der Pflanzenanbau in der Arktis hat jedoch auch mit speziell angepassten Pflanzen seine Schwierigkeiten. Es hängt auch davon ab, wo die Pflanzen angebaut werden. „Es gibt einzigartige Beispiele – zum Beispiel Solovetsky-Rüben“, sagt der stellvertretende Direktor Zavarzin. „Sie sind süß und lecker, wenn sie an der VIR-Polarstation angebaut werden. Aber wenn wir sie in der Region Leningrad säen, sind die Erntefrüchte nicht mehr so lecker und schön.“

„Der Norden hat seine eigenen besonderen Pflanzen“

Dr. Alexey Zavarzin, Stv. Direktor VIR

Ausserdem sind die arktischen Regionen nicht pflanzenleer. Die Völker der Arktis sammeln seit Jahrtausenden verschiedene Pflanzen und Früchte dort. „Der Norden hat seine eigenen besonderen Pflanzen – zum Beispiel so bemerkenswerte nördliche Beeren wie Moltebeere, Nektarbeere – arktische Himbeere, deren Verbreitungsgebiet nicht einmal den Mittelgürtel Russlands oder Mitteleuropas erreicht. Diese Beeren sind auch ein sehr interessantes und wichtiges Objekt für die Entwicklung des Obstanbaus im Norden und die Bereitstellung hochwertiger und frischer Produkte für die dort lebenden Menschen. Und auch für die Zukunft, um die Lebensmittelvielfalt auch anderen Einwohnern Russlands verfügbar zu machen“, sagt Alexey Zavarzin.

Die Böden und die Bedingungen in der Arktis sind extreme Herausforderungen, sowohl für die Pflanzen selbst wie auch für die Wissenschaftler. Seit fast hundert Jahren versucht man am VIR, diese Herausforderungen zu meistern. Dazu greifen die Forscher auf die umfangreiche Datenbank des Instituts zurück und lassen so auch Melonen in der Arktis wachsen. Bild: mit freundlicher Genehmigung des VIR

Die Hauptschwierigkeit der Pflanzenproduktion in der Polarregion ist laut dem russischen Wissenschaftler die Böden, die arm an organischer Substanz ist. Daher müssen sie angereichert werden, was wiederum eine eigene Technologie ist, die aufgrund von Temperatur, Bodenbeschaffenheit und Wetter ihre Schwierigkeiten hat. Ein weiteres nicht minder schwieriges Problem bildet die Tageslänge. Denn am Polarkreis dauert der Polartag den ganzen Sommer und daran sind viele Nutzpflanzen überhaupt nicht angepasst. „Die Herkunftszentren der von Nikolai Vavilov entdeckten Kulturpflanzen liegen in subtropischen und tropischen Zonen, wo es einen deutlichen Wechsel von Tag und Nacht gibt“, so Zavarzin. „An einem langen Tag vegetieren die meisten Pflanzen weiter und treten nicht in das Stadium der Blüte oder Fruchtbildung ein. Unsere Aufgabe ist es, die Formen zu finden, die aus irgendeinem Grund die Fähigkeit verloren haben, auf den Wechsel von Tag und Nacht zu reagieren und bereit sind, alle Phasen des Lebenszyklus zu durchlaufen – um zur Blüte und Fruchtbildung überzugehen. Dies ermöglicht uns die umfangreiche Vavilov-Sammlung genetischer Ressourcen von Kulturpflanzen, die aus der ganzen Welt gesammelt wurde und die im VIR weiterhin aufgefüllt, aufbewahrt und untersucht wird. Es ist die sorgfältige Untersuchung dieser genetischen Vielfalt, die es uns erlaubt, neue Formen zu identifizieren, die wir brauchen. Wir überprüfen die Sammlung auf die Reaktion der Proben auf Photoperiodismus, um Pflanzen zu identifizieren, die Früchte produzieren, wenn der Tag lang ist. Natürlich sind auch unterschiedliche Anpassungen an Kältestress (periodische Temperatursenkung) während der Vegetationsperiode und andere Aspekte des Daseins im Norden wichtige Merkmale für die Auswahl des Elternmaterials bei der Sortenbildung. Aber dank der Sammlung sind diese Probleme lösbar“, so Alexey Zavarzin weiter.

In Bezug auf die Wachstumsbedingungen sagte der stellvertretende Direktor des VIR, dass sich der VIR jetzt auf Freilandkulturen konzentriert. „Wenn wir von frühreifen Melonen und Wassermelonen sprechen, die wir bereits im zweiten Jahr an unserer Polar-Versuchsstation testen, züchten wir sie in gewöhnlichen unbeheizten Gewächshäusern. Die Vegetationsperiode im Norden bedeutet Abend- oder Nachtfröste. Daher ist natürlich ein Foliengewächshaus wünschenswert, das das Beet, auf dem unsere Pflanzen wachsen, bedeckt, und wir nutzen dies auch. Aber wir verwenden keine spezielle Heizung und zusätzliche Beleuchtung. Kartoffeln, Salat, Kohl, Rüben, Rüben, andere Gemüsekulturen, Erdbeeren, verschiedene Arten von Johannisbeeren, Roggen, Gerste, Weizen – all das wächst bei uns im Freien“, sagt Alexey Zavarzin.

Mitarbeiter kontrollieren die Qualität der Versuchspflanzen. Denn die Arbeiten des VIR dienen auch der Sicherung der Lebensmittelversorgung der Bevölkerung in den arktischen Regionen. Eine gute Qualität bedeutet auch eine bessere Gesundheit in Regionen, in denen die medizinische Versorgung schwierig ist. Bild: mit freundlicher Genehmigung des VIR

Es stellt sich die Frage, warum das VIR überhaupt solche Experimente in der Arktis durchführt. „Zweifellos ist es eines unserer Hauptziele, die Erschließung der Arktis zu ermöglichen. Erstens leben die Menschen in einigen arktischen Regionen bereits unter dauerhaften Bedingungen und die vor fast hundert Jahren begonnenen und sehr erfolgreichen Arbeiten zielten auf die Versorgung von Gebieten mit einer ständigen Bevölkerung mit Nahrungsmitteln ab. Das Wichtigste dabei ist die Qualität der Ernährung und damit die Gesundheit“, sagt der stellvertretende Direktor Zavarzin. „Zweitens ist es die regionale Ernährungssicherheit. Im Falle von Katastrophen oder Notfällen die Fähigkeit, sich selbst zu ernähren und Nahrungsversorgung auf begrenztem Gebiet zu schaffen, definiert diese Sicherheit. Daher stellt die Schaffung von Gewächshauskomplexen in nördlichen Städten und die Bereitstellung von künstlichen geschlossenen Strukturen wie Polarstationen eine separate Aufgabe dar. Die notwendige Wachstumsrichtung ist die Entwicklung wirksamer Sorten für geschützte Böden und den Anbau unter vollständig kontrollierten Bedingungen. Im letzteren Fall – wenn draußen nur Schnee und Nacht herrschen – spielt Indoor-Gardening neben der funktionalen Aufgabe der Bereitstellung von frischem Gemüse und Grün eine besondere Rolle: Es erhöht die psychische Anpassung des Menschen an die nördlichen Bedingungen“, sagt der Stellvertreter Direktor des VIR. „Auch hier ist es die Vielfalt des in der Sammlung Vavilov erhaltenen Materials, die uns die Möglichkeit gibt, Arbeiten zur Auswahl von Formen für die weitere Züchtung unter den Bedingungen von geschützten Böden und geschlossenen Systemen zu entwickeln.“

Ecaterina Cojuhari

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