Herr Professor Pillen, der Süden Sachsen-Anhalts wird zur Modellregion für nachhaltige Bioökonomie. Das ist weit mehr als nur ein spannendes Projekt und Sie sind von Beginn an als DiP-Sprecher und Vorstand des Leuchtturm 3 dabei. Wir freuen uns sehr, dass wir Ihnen dazu ein paar Fragen stellen können.

Was ist das übergeordnete Ziel von DiP und welche Rolle spielt dabei die Pflanzenzüchtung?

Prof. Pillen: Unser Hauptfokus ist der Aufbau der Modellregion. Wir wollen digitale Technologien und pflanzliche Wertschöpfungsketten systematisch miteinander verknüpfen um nachhaltige Innovationen und alternative Formen der Wertschöpfung zu fördern – insbesondere als Beitrag zum Strukturwandel in der Region.

Die Pflanzenzüchtung am Beginn der gesamten pflanzenbasierten Wertschöpfungskette ist sozusagen der Taktgeber. Sie liefert das genetische Fundament für klimaangepasste, ressourceneffiziente und qualitativ optimierte Pflanzensorten. Durch die Verbindung moderner Genomik mit digitalen Tools der Hochdurchsatz-Phänotypisierung im Feld, im Gewächshaus und in Klimakammern schafft die Pflanzenzüchtung den größten Hebel für höhere Erträge, verbesserte Qualität und eine widerstandsfähige Landwirtschaft – und leistet damit einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Bioökonomie.

Wie können datengetriebene Methoden wie Künstliche Intelligenz (KI), Drohnen oder automatisierte Phänotypisierung die Züchtung effizienter oder präziser machen?

Prof. Pillen: Die Pflanzenzüchtung steht vor der Herausforderung, aus Tausenden von Linien die besten für künftige Umweltbedingungen auszuwählen – und das oft basierend auf Merkmalen, die erst spät sichtbar werden. Ein Züchtungszyklus dauert zwischen acht und 15 Jahren. Hier setzen datengetriebene Methoden an und machen Züchtung wesentlich effizienter und präziser.

Mit Hilfe von KI und Genomanalyse können wir heute bereits bei jungen Pflanzen vorhersagen, welche genetischen Anlagen beispielsweise für Trockenheitstoleranz oder Nährstoffeffizienz sprechen. Das bringt einen enormen Effizienzgewinn: statt 10.000 Pflanzen zeitaufwändig anzubauen und zu testen, kann der Züchter bereits aus der DNA-Analyse die besten 100 oder 1.000 Pflanzen vor-auswählen.

Drohnen liefern uns hochauflösende Aufnahmen großer Flächen und erkennen Pflanzenstress, bevor er mit bloßem Auge sichtbar wird. Und automatisierte Phänotypisierung ermöglicht es, wichtige Merkmale wie Wurzelarchitektur oder Photosyntheseleistung exakt zu messen. Lassen Sie mich an dieser Stelle ein praktisches Beispiel nennen: Die KI-basierte Auswertung von Drohnen- und Satellitenbildern ermöglichen ein autonomes Bestandsmonitoring bei Zuckerrüben – so können Züchter automatisch erkennen, welche Genotypen bei Trockenheit toleranter reagieren.

In ihrer Kombination entfalten diese Technologien ihr größtes Potenzial: Genomdaten zeigen das Potenzial einer Pflanze, Drohnendaten ihre reale Leistung im Feld, und die KI verknüpft alle verfügbaren Informationen und entwickelt daraus belastbare Vorhersagemodellen für das Leistungspotenzial der Genotypen . So wird die Pflanzenzüchtung zur Präzisionswissenschaft – mit schnelleren Zuchtzyklen, höheren Erfolgsquoten und am Ende besser angepassten, nachhaltigeren Sorten für die Landwirtschaft von morgen.

Was wünschen Sie sich von der Politik, um Innovationen in der Züchtung langfristig zu stärken?

Prof. Pillen: Es gibt aus meiner Sicht mehrere zentrale Handlungsfelder, in denen sich die Politik strategisch und dauerhaft engagieren muss, damit zentrale Zukunftsaufgaben bewältigt werden können:

So bedarf es langfristiger Förderlinien für den Ausbau digitaler Infrastrukturen, ein leistungsfähiges Datenmanagement und die konsequente Umsetzung von Open-Data-Prinzipien. Darüber hinaus sollten technologische Entwicklungen gezielt über frühe Reifegrade (TRL 4-5) hinaus bis zur praktischen Anwendung gefördert werden.

Essenziell sind auch Investitionen in Reallabore – etwa durch den Aufbau von Drohnen- und Sensorflugkorridoren oder die Etablierung von 5G- und perspektivisch 6G-Feldlaboren. Diese ermöglichen praxisnahe Tests und beschleunigen die Integration digitaler Technologien in die Züchtung.

Kleine und mittelständische Züchtungsbetriebe sollten durch steuerliche Anreize unterstützt und gezielt in kollaborative Forschungs- und Entwicklungsprojekte eingebunden werden. Dabei ist wichtig, dass diese Projekte sowohl digitale Innovationen fördern als auch die konkreten Rahmenbedingungen und Herausforderungen landwirtschaftlicher Betriebe berücksichtigen.

Wenn wir an unseren Fachkräfte-Nachwuchs denken, dann braucht es eine Bildungsoffensive: Themen wie moderne Agrarwirtschaft, Pflanzenzüchtung, Bioinformatik und Digital Plant Science müssen stärker sowohl in der akademischen Ausbildung als auch in der beruflichen Qualifikation verankert werden.

Schließlich wünschen wir uns verbesserte regulatorische Rahmenbedingungen: Dazu zählen beschleunigte Zulassungsverfahren, planungssichere Regelwerke – z. B. im Zusammenhang mit Neuen Züchtungstechnologien (NBT) und CRISPR/Cas9 – sowie gezielte Förderungen und Anreize zur Skalierung und zum Markthochlauf pflanzenbasierter Produkte entlang industrieller Wertschöpfungsketten.

Die politische Unterstützung in diesen Handlungsfeldern ist essenziell, damit digitale und biotechnologische Innovationen ihr volles Potenzial für eine nachhaltige und zukunftsfähige Pflanzenzüchtung entfalten können.

Gibt es ein persönliches Highlight aus der DiP-Modellregion, das Sie besonders inspiriert hat?

Prof. Pillen: Ich möchte nicht ein einzelnes DiP-Verbundprojekt an dieser Stelle hervorheben. Stattdessen möchte ich betonen: Das DiP-Konsortium hat das Ziel, den Strukturwandel in Mitteldeutschland durch die Entwicklung und Installation von digitalen Innovationen in pflanzlichen Wertschöpfungsketten weiter voranzubringen. Als Reaktion auf den geplanten Kohleausstieg braucht die Region neue und nachhaltige Wertschöpfungen. In diesem Zusammenhang wurde in den Strategieprozessen von Politik, Forschung, Verwaltung und regionalen Akteuren die pflanzenbasierte Bioökonomie als ein zentrales und potenzialreiches Zukunftsfeld erkannt. Das DiP-Konsortium soll mit seiner wissenschaftlichen Kompetenz und als DiP-Modellregion zu einem Transformationsprozess beitragen, der ein Erfolgsmodell für viele andere Regionen werden kann. 

Nicole Ickstadt