Keine Nachernteverluste: Sensorgestützte Bestimmung der Getreidequalität in geschlossenen Säcken
Die weltweite Landwirtschaft muss bis 2050 mehr als neun Milliarden Menschen ernähren. Allein im südlichen Afrika wird dafür deutlich mehr Getreide benötigt, was mit einer massiven Ausdehnung der Agrarflächen zu Lasten unberührter Naturräume sowie dem Verlust von Biodiversität verbunden ist. Ein Beitrag, um den wachsenden Bedarf zu decken, ist die Minimierung von Ernteverlusten in der Getreidewertschöpfungskette. Bis zu 25 % des Getreides gehen nach der Ernte vor allem aufgrund unzureichender Lagerbedingungen verloren. Diese Verluste durch Schimmel oder Insektenbefall verschärfen Armut, gefährden die Ernährungssicherheit, verschwenden wertvolle Ressourcen und führen zu vermeidbaren Emissionen. Darüber hinaus können sich bei schlechter Lagerung durch Schimmelpilze gesundheitsschädliche Toxine bilden, die mit hohen Raten an verzögerter Entwicklung bei Kindern (Stunting) und Leberkrebs in Verbindung gebracht werden. Die Lagerung und der Transport von Getreide in hermetisch geschlossenen Säcken reduzieren diese Risiken deutlich. Bisher haben sich solche Säcke jedoch kaum durchgesetzt, da ihre Inhalte ohne Öffnen nicht überprüft werden können.
Sichere Lagerung und Nachverfolgbarkeit am Beispiel von Mais
Im DBU-Projekt führte das Sozialunternehmen Saving Grains 301 in Kooperation mit der Humboldt-Universität Berlin durchsichtige, hermetische Säcke in Ghana ein. Außerdem entwickelte und erprobte das Projektteam ein innovatives Sensorsystem anhand verschiedener Maissorten. Mit diesem System lassen sich Qualität, Feuchtigkeit, Dichtigkeit der Lagerung sowie die Rückverfolgbarkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette lückenlos und transparent kontrollieren. Die Messung der Getreidefeuchte in hermetischen Säcken zeigt, ob das Korn zu feucht ist und somit Fermentation oder Verderb droht. Die Kontrolle der Luftdichtigkeit weist nach, dass Insekten und Schimmel im Sack nicht überleben können, wodurch die Bildung gesundheitsschädlicher Mykotoxine wie Aflatoxin mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann.
Sensorsysteme für Qualitätskontrolle über Farbveränderung
Für die Qualitätskontrolle werden kolorimetrische Sensoren eingesetzt, die im Rahmen des Projekts entwickelt wurden und Getreidefeuchte sowie Luftdichtigkeit zuverlässig messen. Die Sensoren reagieren durch Farbumschlag auf Veränderungen, die durch Feuchtigkeit oder Sauerstoffeintrag entstehen. Bei Getreide in hermetischen Säcken kann die Farbe z. B. anzeigen, ob der Sack luftdicht ist oder Feuchtigkeit eingedrungen ist. Der Farbwechsel kann dabei mit bloßem Auge oder über eine kostenfreie, leicht zu nutzende Smartphone-App abgelesen werden. Ergänzend ermöglicht ein QR-Code mit einer ID auf dem Etikett des Sacks eine lückenlose Rückverfolgbarkeit. Dadurch wird das Vertrauen aller Handelsbeteiligten entlang der Wertschöpfungskette in die Produktqualität gestärkt, was Kleinbäuerinnen und Kleinbauern den Zugang zu formalen, lukrativen Märkten und neuen Einkommensquellen erleichtert.
Weiterer Vorteil der hermetischen Säcke mit Sensorkontrolle ist, dass die Erntegüter ohne weitere Behandlung wie Begasung oder Kontaktinsektizide bis zu einem Jahr gelagert werden können. Händler können nach Bedarf Getreide in gesicherten Säcken kaufen, da optische Qualitätsmerkmale durch das transparente Material sichtbar bleiben und Qualitätseinbußen durch Sensoren ausgeschlossen werden Zugleich können die Kleinbäuerinnen und Kleinbauern ihre Erntegüter monatelang qualitätsgesichert lagern und statt unmittelbar nach der Ernte erst später, in Phasen attraktiver Marktpreise, verkaufen. Generell schützt der Verzicht auf Begasungsmittel und Kontaktinsektizide die Gesundheit entlang der gesamten Wertschöpfungskette und reduziert Umweltbelastungen.
Praxisnahe Erprobung und Vernetzung vor Ort
Das System wurde im Rahmen einer Pilotphase unter realen Bedingungen in Ghana getestet, inklusive Schulungen zum Umgang mit hermetischen Säcken speziell für die Kleinbauern. Nach einem kurzen Training waren sie in der Lage die Säcke fachgerecht zu nutzen. Des Weiteren wurden in Ghana und Kenia gemeinsam mit der Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) Workshops durchgeführt. Eingeladen waren relevante Akteure wie Lebensmittel- und Futtermittelhersteller, Getreidehandelsfirmen, Bauernkooperativen, die lokalen Landwirtschaftsministerien sowie weitere Interessierte.
Projektdurchführung:
Saving Grains 301 GmbH
Sigismundkorso 15
13465 Berlin
DBU-AZ: 35986/01
Förderzeitraum: 21.02.2022 – 31.08.2024
