1. Resumé
Danmark har en meget effektiv planteproduktion, der har et unikt forskningssamarbejde på tværs af værdikæden. Overalt er planteproduktionen stærkt udfordret af klimaforandringer, ønsket om bedre ressourceudnyttelse, samtidig med at fødevare-, foder- og biomasseproduktionen ønskes forøget. Hvert forsknings- og forædlingstiltag opleves i stigende grad som et utilstrækkeligt bidrag, og der er et kraftigt behov for at udnytte ny tek-nologi bredt indenfor udvikling, produktion og anvendelse af planter. Alle nye teknologier bør afsøges for at accelerere forskningen på området; det gælder genomisk selektion (GS), præcisionsforædling (new breeding tech-niques – forkortes herefter NBT), precision farming, nye downstream pro-cesser og brug af IOT mm. for at sikre en stabil og bæredygtig produktion af fødevarer, foder, biomasse og bioenergi.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Global ressourceknaphed og voksende efterspørgsel efter fødevarer, foder, biomasser og bioenergi er en udfordring, som dansk industri står i en god position til at bidrage med løsninger til. Samtidig er plantebaserede fødevarer i fokus i forhold til sundheds-og velfærdsdagsordenen i Danmark såvel som internationalt. Klimaudfordringen er desuden en stigende udfordring for planteproduktionen både herhjemme og i særdeleshed på de danske eksportmarkeder.
Der er samtidigt muligheder for, at fødevareingrediensindustrien og den farmaceutiske industri i langt højere grad kan understøttes af plantebaserede virksomme indholdsstoffer, samtidig med at produktionen af bioenergi på basis af afgrøder, kan gøres konkurrencemæssig bedre i forhold til fossilt brændstof.
Det kræver en markant forskningsindsats både for at forædle mod nye og langt mere robuste sorter og for at finde frem til de dyrkningsmetoder og forarbejdningsprocesser, der optimerer produktionerne uden at øge klima- og miljøbelastningerne.
Vi har i Danmark et enestående samarbejde mellem primærproduktion, industri, GTS og universiteter, og evnen til at omsætte forskning i praksis styrkes dag for dag. Forskellige forskningssamarbejder eksisterer og er under opbygning på tværs af virksomheder, universiteterne SDU, AU, AAU
og KU samt GTS-institutter som fx Teknologisk Institut. Mange af spillerne er desuden internationalt førende, når det gælder de teknologier, der skal anvendes for at udvikle planteområdet fx GS, NBT, bioraffinering mm.
Mulighederne og udfordringerne understøttes af de analyser Natur og Landbrugskommissionen og Det bioøkonomiske panel har gennemført de seneste år.
3. Forskningsbehov
Mulighederne ligger både i planteforædlingen, inden for dyrkningsmanagement og -teknologi på mark såvel som i væksthus samt i relation til oparbejdning af produkterne, men mulighederne er betinget af forskning. For planteproduktion er der det særlige hensyn, at tidsperspektivet er længere end på andre områder, idet man er afhængig af dyrkningssæsonerne.
Forskningen har altså en dobbelt udfordring: At vi skal producere mere og nyt, fastholde kvalitet, og samtidig sikre lav emission af næringsstoffer, drivhusgasser etc.
Forskningen skal primært fokusere på følgende områder:
- Fødevare-/foderkvalitet og funktionalitet
- Intelligente markteknologier
- Robusthed over for fx tørke, nye plantesygdomme og skadedyr m.v.
- Lav ressourceanvendelse (maks. nærringsstofoptag, min. spild)
- Oparbejdning
Fødevare-/foderkvalitet og funktionalitet
Når det gælder fødevarekvalitet, skal forskningen indenfor NBT styrkes. Ofte er det en enkelt eller få variationer i plantens DNA, der skal ændres for, at kvaliteten bliver markant forbedret. Der er behov for en dybere forståelse af sammenhængen mellem DNA-struktur og planternes egenskaber, herunder hvorledes denne sammenhæng kan påvirkes og styres.
Afgrødernes kvalitet har stor betydning. I forhold til fødevarer kan det være ernæringsmæssige egenskaber, sundhedsegenskaber, smag m.v. For foderafgrøder handler det i høj grad om planternes ernæringsegenskaber, herunder muligheden for at husdyrene kan fordøje og udnytte planternes næringsstoffer og minimere såvel foderindtag, udledning af næringsstoffer og udledning af drivhusgasser. Optimering og maksimering af afgrødernes proteinindhold er særligt vigtigt.
Intelligente markteknologier
Udviklingen af intelligente, sensorbaserede markteknologier er strategien for en lang række af maskinproducenternes udviklingsmål. Det betyder, at maskinerne i stigende grad leverer data og styring, som optimerer plante-dyrkningen i samspil med data indhentet fra satellitter, droner mm. Mulighederne for billige sensorer, der kan kommunikere via nettet – IoT sensorer, sensorer på droner og satellit observationer stiger kraftigt, og der er brug for at se på mulighederne for inddragelse af disse i plantedyrkningen, fx således at fælles varslingssystemer på sigt kan erstattes af præcisionsvarsling og -dyrkning baseret på landmandens egne målinger. Anvendelsen og kvalitetssikringen af data mangler dog forskningsindsats for, at der kan bygges algoritmer, machine learing og andre statistiske modeller, der via automatiserede dataopsamlinger, kan bidrage til bedre management og udbytte i planteproduktionen.
Robusthed
Når det gælder robusthed har GS store muligheder for hurtigere end tidligere at tilføre sorter nye egenskaber. Det kræver, at videninstitutionerne får avancerede faciliteter, hvor planter kan afprøves under forskellige ekstremer. Disse faciliteter skal i udformning være så tæt på de virkelige produktionsforhold, at resultater er direkte anvendelige under produktionsforhold og samtidig understøtter den forskning, der skal finde de mest optimale dyrkningsmanagements. For at forbedre GS skal præcisionen i alle forsøg øges, og her skal forskningen anvende de nyeste teknologier indenfor remote sensing. Alle disse tiltag genererer store mængder planterelateret data. Der skal forskes i at udnytte al den viden, der ligger gemt i disse og i historiske forsøgsdata.
Lav ressourceanvendelse
I relation til ressourceanvendelse gælder, at der er store og uafdækkede områder indenfor plante-mikrobe interaktioner, der fx kan hjælpe med at frigøre og optage næringsstoffer fra jorden og biostimulanter. Dette område bør prioriteres, således at vi sikrer, at planteproduktionen i fremtiden kan bevares intensiv og bæredygtig.
Der er endvidere store ressourcemæssige perspektiver i at udvikle afgrøderne, så de i højere grad er i stand til at udnytte de perioder, hvor der er mulighed for plantevækst i Danmark. Det kan være afgrøder med længere vækstsæson eller mulighed for at indpasse flere afgrøder i sædskiftet i den enkelte dyrkningssæson.
En forudsætning for lav ressourceanvendelse er en god sundhedstilstand i planteproduktionen. Forskning i genetiske analysemetoder bør prioriteres, efterhånden som forædlingen sikrer plantekulturer med høj tolerance over for skadegørere. Desuden afprøves plantekulturer, som har mere permanente karakterer og overvintrer godt. Forsøg med sådanne kulturer er motiveret af reducerede udgifter til etablering samt reducerede tab af næringsstoffer igennem udvaskning fra bar jord. Det forventes, at sådanne kulturer vil udgøre nye sundhedsmæssige udfordringer.
Der skal desuden forskes i, hvorledes planteproduktion afkoblet fra marken, urban farming og integration på tværs af produktioner kan reducere det samlede klima og ressourcemæssige food-print.
Oparbejdning
Planter skal ses på som biologiske produktionsenheder, der kan designes til at producere en lang række produkter. Planten som fabrik skal således i fremtiden erstatte de fabrikker, som udnytter jordens knappe ressourcer.
Planter kan udnyttes til mange ting og bør ikke blot anvendes til enkelte formål. Det gælder fx udnyttelse af såvel kerner som halm fra kornafgrøder og rod og top fra fx roer. Men det handler også om at nyttiggøre det fulde potentiale i hver enkelt del af afgrøderne gennem fx bioraffinering. Her er det vigtigt at have fokus på både at nyttiggøre afgrøderne til fødevare- og foderingredienser og biomaterialer, samt at de sidste rester udnyttes til energiproduktion, som samtidig sikrer recirkulering af næringsstofferne.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Indsatser inden for dette forskningsfelt bør tage udgangspunkt i nye teknologiske muligheder og have et stærkt anvendelsesorienteret islæt. Forskningen skal styrke samarbejdet mellem de offentlige og private vidensinstitutioner og danske virksomheder. Dette er afgørende vigtigt for, at den danske plante- og fødevareproduktion kan stå sig i den internationale konkurrence. Både de private samt de offentlige aktører har desuden tætte forbindelser til ledende internationale forskningsgrupper. Den kommende forskningsindsats skal rumme muligheder for, at denne ekspertise kan medinddrages i danske projekter.
For planteproduktion er der det særlige hensyn, at tidsperspektivet er længere end på andre områder, idet forædlingsresultaterne både skal opnås og kunne bevises over adskillige dyrkningssæsoner, hvilket også gør forskningen relativt omkostningstung. Derfor skal der etableres planteforskningsprogrammer, der går ud over den vanlige tidsramme på 3-5 år; nærmere 10 år, som man også bruger i Frankrig ved forædlingsrelateret forskning.
En forudsætning for at udnytte potentialet er en nuanceret vurdering af NBT’erne, og at de teknikker, som er baseret på gensplejsning, bliver kategoriseret som GMO, mens de teknikker, som ikke er GMO, herunder fx enzymatiske mutageneseteknikker, bliver undtaget på linje med de klassiske mutageneseteknikker m.v. Sidstnævnte præcisionsforædlingsteknikker kan målrettet introducere forbedrede egenskaber i forhold til udbytte, resistens, højværdistoffer, ernæringsværdi, klimatilpasning m.v.
5. Danske forudsætninger
Vi har i Danmark både historisk set og i dag et stærkt og solidt forsknings- og innovationssamarbejde fra planteforskning til planteproduktion og oparbejdning. Dette tager udgangspunkt i stærke forskningsmiljøer på de danske universiteter. Hertil kommer innovations- og forskningsaktive danske virksomheder indenfor planteproduktion og ikke mindst forædling og brug af plantebaserede råvarer. Virksomhederne står konkurrencemæssigt godt, ikke alene i EU men er også globalt er førende både forsknings- og markedsmæssigt. De forskningstiltag, der iværksættes, har derfor overordentlig gode betingelser for at blive gennemført og afsat i produktionen.
6. Mål, effekt og perspektiver
Denne forskningsindsats skal sikre, at Danmark fortsat kan:
- Bevare en lønsom og bæredygtig intensiv planteproduktion
- Sikre en stabil forsyning af højkvalitetsprodukter til den danske og internationale forbruger
- Udvide den globale afsætning af danske plantebaserede produkter og teknologier til produktion og anvendelse af vegetabilske råvarer
- Styrke Danmarks position som førende indenfor effektiv og intensiv planteproduktion med lav ressource input.
7. Kontaktperson
Thomas B. Olsen, Direktør for divisionen AgroTech, Teknologisk Institut, 7220 3344, thbo@teknologisk.dk
8. Forslagets prioritering
Forslaget har høj prioritet.