U. BommeAnbauversuche mit chinesischen Arzneipflanze

Interdisziplinäres Projekt

Mit der interdisziplinären Erforschung des Feldanbaus chinesischer Heilpflanzen in Deutschland hat die LBP ein in dieser Komplexität und Gründlichkeit in Europa bisher einmaliges und beispielhaftes Forschungsgebiet betreten. Eingebunden in das vom Bayerischen Landwirtschaftsministerium finanziell geförderte Vorhaben sind neben verschiedenen Aufgabenbereichen der LBP das Institut für Pharmazeutische Biologie der Universität Düsseldorf, das Institut für Systematische Botanik der Universität München, die Gesellschaft für die Dokumentation von Erfahrungsmaterial der Chinesischen Arzneitherapie (DECA), die Klinik am Steigerwald in Gerolzhofen und die Staatliche Versuchsgüterverwaltung in München.

Warum Anbau in Deutschland?

Heilpflanzen spielen in der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM) eine sehr wichtige Rolle [2, 3, 7, 9]. Mittlerweile ist die TCM fester Therapiebaustein speziell ausgebildeter deutscher Ärzte geworden. Auch die Versorgung mit chinesischen Pflanzen klappt inzwischen recht gut. Großhändler versorgen die Apotheker mit importierter Ware; in spezialisierten Apotheken werden die ärztlichen Verordnungen rezeptiert [6].

Der Import der Drogen vieler bei uns weitgehend unbekannter Pflanzen aus Asien bereitet aber zunehmend Qualitäts- und Beschaffungsprobleme - vor allem im Hinblick auf eine gut dokumentierte "Entstehungsgeschichte", wie sie heute etwa bei Baldrian-, Pfefferminz- oder Kamillendroge eine Selbstverständlichkeit ist [1, 2]. Die DECA, eine Gesellschaft von Ärzten, die die chinesischen Heilpflanzen anwenden und dokumentieren, ist daher mit der Anregung zu diesem Forschungsprojekt an die LBP herangetreten.

Durch einen Anbau unter kontrollierten und dokumentierten Bedingungen können die Arzneimittelsicherheit und die allgemeine Qualität des Drogenmaterials verbessert werden. Gleichzeitig würde der bayerische Heil- und Gewürzpflanzenanbau durch die Schaffung weiterer Anbau- und Marktnischen erweitert werden. Das Forschungsvorhaben entspricht außerdem den in der Agenda 21 formulierten Zielen einer nachhaltigen und umweltschonenden Landwirtschaft.

Mit diesen Untersuchungen kann und soll keine Konkurrenz zur asiatischen Heilpflanzenproduktion aufgebaut werden. Das scheitert schon allein an der großen Zahl von etwa 600 Pflanzenarten, die in der TCM Verwendung finden [4]. Es soll vielmehr durch partnerschaftliche Zusammenarbeit und Veröffentlichung der hier gewonnenen Erkenntnisse ein genereller Beitrag zu einer qualitativ hochwertigen Rohwarenproduktion dieser Pflanzen geleistet werden.

Auswahl von 16 Pflanzenarten

Gemeinsam mit der Dr. Friedl (DECA) und Prof. Bauer (Uni Düsseldorf) wurden insgesamt 16 in der TCM häufig verwendete Arten für das Projekt ausgewählt, darunter fünf Apiaceen und fünf Lamiaceen (s. Tab. 1). Wichtige Auswahlkriterien waren zum Beispiel Schwierigkeiten bei der Drogenbeschaffung, ein höherer Drogenpreis und größere Bedarfsmengen, damit ein eventueller heimischer Anbau für die Landwirte auch lukrativ sein kann.

Weiterhin standen im Vordergrund die potenzielle Standorteignung für die hiesigen Klimabedingungen und die Wuchsform der Pflanzen: Ausgeschlossen wurden Bäume, Sträucher und Kletterpflanzen, die mit der üblichen Produktionstechnologie nicht wirtschaftlich zu kultivieren wären.

Probleme mit dem Saatgut

Umfangreiche internationale Literaturrecherchen zeigten bald, dass es fast keine allgemein zugänglichen Hinweise zu einem feldmäßigen Anbau dieser Arten gibt. Praktische Hinweise, wie man sie aus ausländischen Saatgutkatalogen oder durch persönliche Kontakte bekommt, erwiesen sich als wenig übertragbar auf einen kommerziellen Anbau.

Auch die Saatgutbeschaffung erwies sich als äußerst problematisch. Saatgut der meisten Arten konnte erst nach langwierigen, oft auch erfolglosen Versuchen von einigen wenigen Firmen in den USA, Kanada und Frankreich oder über persönliche Kontakte bezogen werden. Dabei zeigte das - auch in Deutschland teilweise angebotene - Saatgut häufig eine erschreckend niedrige Keimfähigkeit bei umgekehrt proportional sehr hohen Preisen (z. B. 300 DM für 100 g Salvia miltiorrhiza bei 3% Keimfähigkeit). Saatgut mit ausreichender Lebensfähigkeit, aber niedriger Keimfähigkeit wies bei manchen Arten auf eine Keimruhe hin, die durch entsprechende Vorbehandlungen gebrochen werden muss.

Als weiteres Problem ergab sich die Unsicherheit, ob es sich bei dem bezogenen Saatgut tatsächlich um die gewünschte Pflanzenart entsprechend den Arzneibuch-Vorgaben [8] handelte. Wegen solcher Schwierigkeiten ist zu befürchten, dass gut gemeinte und mit viel Engagement, aber doch laienhaft durchgeführte Anbauversuche (z. B. [3]) zu Misserfolgen führen oder auf die Realität einer modernen Agrarproduktion nicht übertragbar sind.

Verteilung der Forschungsaufgaben

Die LBP und die mit ihr kooperierenden Versuchsgüter der Staatlichen Versuchsgüterverwaltung in München besitzen inzwischen sowohl eine 25-jährige Erfahrung mit der praxisorientierten Anbauforschung von Heil- und Gewürzpflanzen als auch die dafür erforderlichen Untersuchungseinrichtungen. All dies wird auch für das neue Projekt der chinesischen Heilpflanzen eingesetzt.

Dazu gesellt sich die Zusammenarbeit mit der Universität Düsseldorf (Prof. Bauer), in der alle in den Anbauversuchen gewonnenen Drogenmuster auf ihre relevanten Inhaltsstoffe hin untersucht werden. Am Institut für Systematische Botanik der Universität München (Prof. Heubl) werden die kultivierten Pflanzen, basierend auf Florenwerken, aktuellen Revisionen und Referenzmaterial (Herbar Botanische Staatssammlung), auf ihre Artzugehörigkeit überprüft und die im Versuchsanbau befindlichen Saatgutherkünfte vergleichenden DNA-Sequenz- und Fingerprintanalysen zur eindeutigen Charakterisierung unterzogen. Gleichzeitig erfolgt auch eine vergleichende Qualitätsbestimmung der hier kultivierten Drogen mit chinesischen Handelsmustern durch die DECA (Dr. Friedl) und die Klinik am Steigerwald (Frau Dr. Torres, Dr. Schmincke) sowie durch asiatische Fachleute (vermittelt durch die Klinik am Steigerwald).

Feldversuche

Nach wenigen Vorversuchen im Jahr 1998 wurde 1999 mit dem eigentlichen Forschungsprojekt begonnen. Aufgrund der oben geschilderten Unwägbarkeiten wurden die Feldversuche nicht mit den üblichen drei bis vier Wiederholungen für jeden Versuchsfaktor angelegt, sondern es wurde das Screening-Verfahren mit jeweils nur einer ca. 10 m2 großen Parzelle pro Versuchsvariante (z. B. Saatgutherkunft, Pflanzung vorkultivierter Jungpflanzen, Direktsaat auf das Feld, Ernte im 1. oder 2. Standjahr, Saatgutvorbehandlung) angewendet. Auf zwei Versuchsgütern (Baumannshof und Puch) wurden auf diese Weise 1999 insgesamt 45 Parzellen angebaut, im Jahr 2000 schon 150 und im laufenden Versuchsjahr 2001 sogar 250 Parzellen.

Mit verschiedenen Arten wie zum Beispiel Artemisia scoparia, Scutellaria baicalensis oder Salvia miltiorrhiza konnten aufgrund der guten Screening-Ergebnisse bereits 2001 die ersten exakten Feldversuche angelegt werden. Anhand des unter genau definierten und dokumentierten Bedingungen gewonnenen Pflanzen- und Erntematerials konnten die systematischen Untersuchungen zur botanischen Bestimmung der einzelnen Herkünfte, der Inhaltsstoffe und der Drogenqualität in Gang gebracht werden. So wurden beispielsweise 72 Proben aus der Ernte 1999 an der Universität Düsseldorf analysiert, und aus Ernte der 2000 liegen 217 Drogenmuster vor.

Zur Brechung der Keimruhe und damit zu einer gezielten Verbesserung des Auflaufergebnisses wurden 1999 und 2000 umfangreiche Versuche mit Hunderten von Varianten in Zusammenarbeit mit dem Saatgutlabor der LBP durchgeführt. Geprüft wurden dabei verschiedene Varianten zur Stratifikation, zur Vorquellung in Wasser oder Polyethylenglykol 6000, zum Einsatz von Gibberellinsäure und zu verschiedenen Keimtemperaturen.

In der Klinik am Steigerwald werden ein Konzept und die dazu notwendigen Messinstrumente für die qualitative und quantitative Prüfung der biologischen Aktivität von chinesischen Heilpflanzen im Hinblick auf einen Aktivitätsvergleich von Drogen unterschiedlicher Herkunft entwickelt.

Erste Ergebnisse zufriedenstellend

Aufgrund der eingangs geschilderten Probleme und der Komplexität des Forschungsprojektes liegen gegenwärtig noch keine abgesicherten Ergebnisse vor. Da die Thematik aber für viele Kreise interessant und neu ist, sollen in dieser Veröffentlichung bereits erste Ergebnisse aufgezeigt und Denkanstöße und künftige Überlegungen gegeben werden.

Die in Südbayern durchgeführten Anbauversuche erbrachten - mit Ausnahme von Angelica sinensis, Bupleurum sp. und Tribulus terrestris - zufriedenstellende bis sehr gute Erträge, die durchaus mit etablierten Heilpflanzenarten vergleichbar sind (Abb. 1, Abb. 2, Abb. 3 und Abb. 4). Diese Ergebnisse geben also durchaus zu vorsichtigem Optimismus Anlass, umso mehr wenn bei einem späteren gewerbsmäßigen Anbau auch vernünftige Preise erzielt werden. Gegenwärtig können dazu noch keine Aussagen gemacht werden.

Ursachen für die teilweise sehr starken Pendelausschläge bei den Erträgen sind in den unterschiedlichen Anbauverfahren (Saat oder Pflanzung), im Erntejahr und insbesondere in der Saatgutherkunft begründet. Auch die richtige Saatgutvorbehandlung zur Brechung der Keimruhe hat maßgeblichen Einfluss auf den Ertrag. Zu einer deutlichen Beschleunigung und Verbesserung des Auflaufergebnisses kam es durch folgende Behandlungen:

• 8-wöchige 5 Grad Celsius-Stratifikation bei Angelica dahurica, Bupleurum chinense, B. falcatum und Saposhnikovia divaricata.
• 14-tägige Vorquellung in Polyethylenglykol 6000 bei Angelica dahurica, Bupleurum chinense, B. falcatum, Leonurus heterophyllus und Saposhnikovia divaricata.
• 72-stündige Vorquellung in Wasser bei Angelica dahurica, Bupleurum chinense, Leonurus sibiricus und Saposhnikovia divaricata.
• Wechseltemperatur (8 h 30 Grad Celsius, 16 h 20 Grad Celsius) während der Keimphase bei Angelica dahurica, Leonurus heterophyllus und Leonurus sibiricus.

Die bisherigen in- und ausländischen Qualitätsbeurteilungen, Inhaltsstoffanalysen und Untersuchungen zur eindeutigen Bestimmung der botanischen Identität führen zu dem erfreulichen Ergebnis, dass es bei den meisten der untersuchten Arten möglich erscheint, mit chinesischen Handelsmustern vergleichbare Qualitäten unter hiesigen, dokumentierbaren Anbaubedingungen zu erzielen.

Gute Perspektiven für den Anbau

Während der Laufzeit des Forschungsprojektes bis Ende 2003 soll bei den erfolgversprechenden Arten versucht werden, durch exakte Feldversuche mit den begleitenden Qualitäts- und Inhaltsstoffuntersuchungen grundlegendes Datenmaterial zu gewinnen, um praxisnahe, rationelle und umweltverträgliche Kulturanleitungen erstellen zu können.

Wegen der problematischen Saatgutbeschaffung wird das Saatgut für die eigenen Versuche bereits jetzt auf den Staatlichen Versuchsgütern Baumannshof und Puch gewonnen. Das hat schon zu einer deutlichen Verbesserung der Saatgutqualität geführt. Im Winter 2001/2002 könnte daran gedacht werden, erste kleinere Saatgutpartien an Spezialbetriebe für eine gezielte Saatgutproduktion abzugeben. Im Winter 2002/ 2003 könnte dann erstmals an einen kleineren gewerbsmäßigen Anbau für einschlägige Abnehmer wie spezialisierte Händler, Apotheken oder Kliniken gedacht werden.

Auf die Dauer könnte es gelingen, "normale" Phytopharmakahersteller für die inländische Produktion chinesischer Drogen zu interessieren. Damit eröffnet sich nicht nur eine weitere Anbaunische für heimische Landwirte, sondern auch eine höhere Sicherheit hinsichtlich des für die Arzneiherstellung verwendeten Pflanzenmaterials, eine gewisse Konstanz in der Inhaltsstoffführung sowie kurze Wege zwischen Produzent und Abnehmer. Dies hat große Bedeutung für die Arzneimittelsicherheit und die allgemeine Qualität der Produkte, die teilweise doch noch gewisse Mängel zeigen (z.B. [1, 2]).

Kastentext: Innovation aus Bayern

Chinesische Heilpflanzen in Bayern anbauen? Dieses auf den ersten Blick reichlich exotische Vorhaben wird an der Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau in Freising-Weihenstephan in Zusammenarbeit mit anderen Institutionen von 1999 bis 2003 interdisziplinär untersucht. Bei 12 von 16 Pflanzenarten, die für dieses Projekt ausgewählt wurden, deuten sich aussichtsreiche Perspektiven an. Landwirte, Arzneimittelhersteller und Patienten könnten von diesen Forschungen profitieren.

Kastentext: Prof. Dr. Ulrich Bomme

(Jg. 1947) studierte Gartenbauwissenschaften an der TU München-Weihenstephan von 1969 bis 1973, anschließend absolvierte er die zweijährige Referendarzeit im Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten. Er ist Landwirtschaftsdirektor an der Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau in Freising-Weihenstephan und Leiter des Sachgebietes "Heil- und Gewürzpflanzen". 1989 Promotion zum Dr. agr. mit einer Arbeit über das Keimverhalten von Zitronenmelisse. Seit 1989 Lehrbeauftragter an der TU München-Weihenstephan für das Fach "Arznei- und Gewürzpflanzenbau". 2001 Honorarprofessor an der TU München. Mitherausgeber der "Zeitschrift für Arznei- und Gewürzpflanzen".

Hauptarbeitsgebiete: Entwicklung umweltschonender Kultivierungsverfahren für Heil- und Gewürzpflanzen einschließlich der Inkulturnahme von Wildpflanzen. Angewandte Züchtungsforschung. Untersuchungen zur wirtschaftlichen Produktion ätherischer Öle aus Frischpflanzen mithilfe der Wasserdampfdestillation.

Danksagung:

Ein derart komplexes Forschungsvorhaben kann nur durch eine gut funktionierende Zusammenarbeit verschiedener Institutionen und Personen erfolgreich durchgeführt werden. Neben den bereits im Beitrag erwähnten Damen und Herren sei daher besonders gedankt den Damen Kärner, Kleidorfer, Killermann, Mosch, Schumann und den Herren Dr. Fuchs, Gastl, Gatterer, Rinder, Schmidmeier, B. Voit. Dem Bayerischen Landwirtschaftsministerium wird für die finanzielle Förderung des Projektes gedankt.

Literatur [1] Arzneimittelkommission der deutschen Apotheker (2000): Risiken durch chinesische Arzneimittel. Dtsch. Apoth. Ztg. 140, 104 - 106. [2] Bauer, R. (1999): Bei der Prüfung von TCM-Arzneimitteln größte Sorgfalt anwenden. Dtsch. Apoth. Ztg. 139, 922 - 923. [3] Blaszczyk, T. (1999): Anbau der chinesischen Heilpflanzen in Hamm. Z. Arzn. Gewpfl. 4, 199 - 202. [4] Blaszczyk, T. (2001): Gefahr durch chinesische Arzneimittel? Dtsch. Apoth. Ztg. 141, 1687 - 1696. [5] Bomme, U., Friedl, F. (1999): Anbauforschung mit chinesischen Heilpflanzen. Z. Phytother. 20 (2), 66 - 67. [6] Friedl, F., Bomme, U. (1999): Editorial: Chinesische Heilpflanzen für unsere Bauern? Z. Arzn. Gewpfl. 4, 159 - 160. [7] Friedl, F. (2001): Chinesische Medizin. Dtsch. Apoth. Ztg. 141, 1534 - 1537. [8] Stöger, E., Friedl, F. (1999): Arzneibuch der Chinesischen Medizin. Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart. [9] Waller, F. (1998): Phytotherapie der traditionellen chinesischen Medizin. Z. Phytother. 19 (2), 77 - 89.