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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-opus-40435

Untersuchungen 
zur Machbarkeit der Kultivierung 
von Drosera rotundifolia
 für 
medizinale Zwecke
 auf wiedervernässten Hochmoorflächen 
in Deutschland
 mit besonderer Berücksichtigung
 der Co-Nutzung bei der Torfmooskultivierung

  • Der rundblättrige Sonnentau (Drosera rotundifolia L.) ist typisch für nährstoffarme Hochmoore und nimmt eine besondere Rolle im Moor-Ökosystem ein. Die Pflanzenart gilt in vielen europäischen Ländern als gefährdet bzw. stark gefährdet. Ihre Gefährdung lässt sich auf drei Ursachen zurückführen: 1) Seit Jahrzehnten führt die Bewirtschaftung der europäischen Moore und die damit einhergehende Entwässerung und Düngung zu einem deutlichen Rückgang der von Drosera-Arten bevorzugten oligotrophen, nassen und sauren Standorte. 2) Bereits im Mittelalter waren Drosera-Arten als Heilpflanzen bekannt und wurden hauptsächlich zur Behandlung von Atemwegserkrankungen (Asthma, Bronchitis, Keuchhusten etc.) eingesetzt. 
 3) Obwohl seit den 1920er Jahren bereits immer wieder Kultivierungsversuche mit Drosera-Arten durchgeführt wurden, konnte bisher keine Methode für den großflächigen Anbau von Sonnentau realisiert werden, um die von der Pharmaindustrie benötigten Mengen des Drosera-Rohstoffs zu produzieren. Daher werden bis heute europäische und nicht europäische Drosera-Arten immer noch in großen Mengen in natürlichen Mooren gesammelt. 
 Die zunehmende Zerstörung der natürlichen Moore und die Sammlung für arzneiliche Zwecke stellen zusammen eine ernsthafte Bedrohung für den Erhalt von D. rotundifolia dar. Die Torfmooskultivierungsflächen in Deutschland sind in vieler Hinsicht vergleichbar mit intakten Hochmooren. Das nährstoffarme Milieu der kultivierten Torfmoose dient als Lebensraum für heimische Drosera-Arten, wie Drosera rotundifolia L. und Drosera intermedia Hayne. Daher bieten diese Kulturflächen eine neue Alternative für den Anbau von Drosera-Arten. In vier Studien wurde die Eignung von Torfmoosrasen für den Drosera-Anbau untersucht, mit Schwerpunkt auf den Anbau von Drosera rotundifolia auf Torfmoos- kultivierungsflächen. In der ersten Studie wurde das Wissen über die Morphologie, Verbreitung, Ökologie, Reproduktion, Nutzung, den Schutz und den Anbau von D. rotundifolia erstmals zusammenfassend diskutiert, um eine wissenschaftliche Grundlage für einen erfolgreichen Anbau auf Torfmoosrasen zu schaffen. Basierend auf diesen Kenntnissen konzentriert sich die zweite Studie auf die Keimfähigkeit von D. rotundifolia und die Überlebensrate von jungen Drosera-Pflanzen auf Torfmoosrasen unter natürlichen, naturnahen und künstlichen Bedingungen. Die dritte Studie fokussiert auf den Gehalt pharmakologisch wirksamer Inhaltsstoffe angebauter und „wild wachsender“ D. rotundifolia- sowie D. intermedia-Pflanzen auf Torfmooskultivierungsflächen. Die vierte Studie untersucht die Biomasseproduktivität und den Ertrag, d. h. den Biomasseanteil der geerntet wird, von beiden o. g. Drosera-Arten auf Torfmooskultivierungsflächen. Die generierten Daten und Erkenntnisse der vier Studien wurden in vier wissenschaftlichen Artikeln zusammengefasst, wovon zwei bereits veröffentlicht und zwei eingereicht sind. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Studien sind die Folgenden: I)  Drosera rotundifolia ist sehr stark mit Sphagnum-dominierten Pflanzengemeinschaften verbunden, welche durch Entwässerung europaweit zurückgegangen bzw. verschwunden sind. Dadurch ist D. rotundifolia in den meisten europäischen Ländern eine seltene und geschützte Pflanzenart geworden. 
 II)  Verschiedene Drosera-Arten, u. a. D. rotundifolia, D. intermedia, D. anglica und D. madagascariensis, werden immer noch von Pharmaunternehmen verwendet. Die Pflanzen werden in der freien Natur gesammelt, weil deren Anbau zeitaufwendig und (noch) nicht effizient ist. Daher ist die Entwicklung von Anbaumethoden erforderlich. 
 III)  Die selbstentwickelte „Torf-Gefäß-Methode“ ergab sich als die meist geeignete Drosera-Anbau-Methode durch das spezielle Mikroklima des Sphagnum- Rasens, das konkurrenzarme Milieu und den permanent nassen Sphagnum- Torf in den Pflanzgefäßen. 
 IV) In den Feldversuchen wurden bei der Aussaat sehr niedrige Keimungsraten < 1 % registriert. Deshalb sind für den Anbau mit Aussaat große Mengen an Samen erforderlich. V) Die Entfernung von Gefäßpflanzen zeigte im ersten Jahr eine positive Korrelation mit der Anzahl der Drosera-Keimlinge und führte im zweiten Jahr zu einer höheren Anzahl überlebender Drosera-Pflanzen. VI)  Auf Torfmooskultivierungsflächen wachsende Drosera-rotundifolia-Pflanzen wiesen eine 7- bis 8-mal höhere Konzentration von 7-Methyljuglon auf als D. madagascariensis, die hauptsächlich für ‘Droserae herba’ verwendet wird. 
 VII)  Für Drosera rotundifolia gab es bezüglich der Tageszeit keine signifikanten Unterschiede in den Konzentrationen bioaktiver Inhaltsstoffe. Dies bedeutet, sie kann ganztägig zwischen 7 und 16 Uhr gesammelt werden. Die höchsten Konzentrationen bioaktiver Inhaltsstoffe wurden für D. rotundifolia und D. intermedia bei 13 bis 24 Monate alten blühenden Pflanzen festgestellt 
 VIII)  Im Vergleich zu natürlichen Mooren Mittel- und Nordeuropas, zeigte D. rotundifolia auf den Torfmooskultivierungsflächen eine 3-34 Mal höhere Biomasseproduktivität (275 kg ha-1 a-1) und einen 2-21 Mal höheren Ertrag (214 kg ha-1 a-1). 
 IX) Der höchste Ertrag von D. rotundifolia und D. intermedia wurde im Juli und August dokumentiert. In diesen Monaten erreichen die Pflanzen ihr höchstes Gewicht. Auf Torfmooskultivierungsflächen erreichte D. rotundifolia einen viermal höheren Ertrag als D. intermedia. Deshalb ist D. rotundifolia für den Anbau zu bevorzugen. X) Für eine langfristige nachhaltige Produktion von Drosera wird die Ernte von mindestens 12 Monate alten Pflanzen empfohlen.
  • The round-leaved sundew (Drosera rotundifolia L.) is typical for nutrient-poor raised bogs and plays a special role in the ecosystem. In many European countries, this plant species is considered endangered or highly endangered. This can be attri- buted to three causes: 1) For decades the management and therewith drainage and fertilization of European peatlands have led to a significant decline of wet, oligotrophic and acidic habitats, which are favoured by Drosera species. 
 2) Already in the Middle Ages, Drosera species were used as medicinal plants mainly for the treatment of respirator y diseases (asthma, bronchitis, whooping cough etc.). 
 3) Cultivation experiments with Drosera species have been conducted since 1920. Nevertheless, no method for the large-scale cultivation of sundew has yet been realized to produce the quantities of the Drosera raw material required by the pharmaceutical industry. Therefore, large quantities of European and non-European Drosera species are still being collected in natural peatlands. 
 The increasing destruction of the natural bogs and the collection for medicinal purposes together pose a serious threat to the conservation of D. rotundifolia. Sphagnum farming areas in Germany are in many respects comparable to intact raised bogs, and the nutrient-poor environment of the cultivated Sphagnum serves as a habitat for native Drosera species, such as Drosera rotundifolia L. and Drosera intermedia Hayne. Therefore, these cultivated areas offer a new alternative for the cultivation of Drosera species. The suitability of Sphagnum lawn for Drosera cultivation was investigated in four studies, with a focus on the cultivation of Drosera rotundifolia in Sphagnum farming areas.In the first study, the available knowledge on the morphology, distri- bution, ecology, reproduction, use, protection and cultivation of D. rotundifolia is comprehensibly discussed to provide a scientific basis for the successful culti- vation on Sphagnum lawn. Based on this knowledge, the second study focuses on the germination rate of D. rotundifolia and the survival rate of young Drosera plants on Sphagnum lawn under natural, near-natural and artificial conditions. The third study focuses on the content of pharmacologically active substances in cultivated and wild growing D. rotundifolia and in D. intermedia plants from Sphagnum farming areas. The fourth study investigates biomass productivity and yield of both above-mentioned Drosera species on Sphagnum farming areas. The generated data and findings of the four studies were summarized in four scientific articles, two of which have already been published and two of which have been submitted. The main results of these studies are as follows: I) Drosera rotundifolia is strongly associated with Sphagnum-dominated plant communities, which have declined or disappeared throughout Europe due to drainage. As a result D. rotundifolia has become a rare and protected plant species in most European countries. 
 II) Several Drosera species, including D. rotundifolia, D. intermedia, D. anglica and D. madagascariensis, are still used by pharmaceutical companies. The plants are collected in natural peatlands, because their cultivation is time- consuming and not (yet) efficient. Therefore, the development of cultivation methods is necessary. 
 III) The self-developed „peat pot method“ turned out to be the most suitable Drosera cultivation method because of the special microclimate of the Sphagnum lawn, the low-competitive environment and the permanently wet Sphagnum peat in the plant pots. 
 IV) In the field with sowing very low germination rates < 1 % were recorded. Therefore large quantities of seeds are required for cultivation with sowing. V) The removal of vascular plants showed a positive correlation with the number of Drosera seedlings in the first year and led to a higher number of surviving Drosera plants in the second year. VI) D. rotundifolia plants growing in the Sphagnum farming area showed a 7 to 8 times higher concentration of 7-methyljuglon than D. madagascariensis, which is mainly used for ‚Droserae herba‘. 
 VII) With respect to the daytime there were no significant differences in the concen- trations of bioactive constituents in Drosera rotundifolia. This means that the material can be collected throughout the day between 7 and 16 o‘clock. The highest concentrations of bioactive ingredients of D. rotundifolia and D. inter- media were found in 13 to 24 month old flowering plants. 
 VIII) Compared to natural bogs of Central and Northern Europe, biomass produc- tivity of D. rotundifolia on Sphagnum farming areas was 3-34 times higher (275 kg ha-1 yr-1) and the harvestable yield 2-21 times higher (214 ha-1 yr-1). IX) The highest yield of D. rotundifolia and D. intermedia was documented in July and August. In these months, the plants reach their highest weight. On Sphagnum farming areas D. rotundifolia yields were 4 times higher than for D. intermedia. D. rotundifolia should therefore be preferred for cultivation. X) For a long-term sustainable production of Drosera, harvesting of plants older than 12 months old is recommended.

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Metadaten
Author: Balazs Baranyai
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-40435
Title Additional (English):Investigations on the feasibility of the cultivation of Drosera rotundifolia for medical purposes on rewetted bog areas in Germany, with special consideration of co-use in the cultivation of peat moss.
Referee:Prof. Dr. Stephan Glatzel, Prof. Dr. Dr. h.c. Hans Joosten
Advisor:Prof. Dr. Dr. h.c. Hans Joosten
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2020
Date of first Publication:2020/10/28
Granting Institution:Universität Greifswald, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Date of final exam:2020/09/29
Release Date:2020/10/28
Tag:Paludiculture, cultivation, medicinal herb, medicinal plant, round-leaved sundew, sundew
GND Keyword:Drosera rotundifolia, Heilpflanze, Heilpflanzenanbau, Paludikultur, Rundblättriger Sonnentau, Sonnentau
Pagenumber:129
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Botanik und Landschaftsökologie & Botanischer Garten
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 580 Pflanzen (Botanik)