Wissen & Welternährung - uni-kiel.de · • er rutschte die alte Kurve entlang was zählt ist Innovation: Übergang von alter zu neuer Technologie Woher kommt die neuen Technologien?

Wissen & Welternährung

Prof. Dr. R.A.E. MüllerInstitut für Agrarökonomie

CAU

SHUG SHUG EutinEutin, 07.01.09, 07.01.09

RAEM/Wi&WE/SHUG-Eutin - 2 -

Wein Global > Einleitung> Wer ist er?

aufgewachsen in der Pfalz; Abitur in Kaiserslautern (in der Nähe von Ramstein)Wanderungen in NATO-Oliv im Hunsrück und in der Eifellandw. Praktikum & Gehilfenprüfung Studium der Agrarwissenschaften: TU Berlin & Uni Stgt-HohenheimPromotion in Kielzwischen Promotion und Berufung: auf Forschungs-Wanderschaft in Australien, USA und IndienProfessor in Kiel seit 1990• Abtlg. Innovation & Information im Institut für Agrarökonomie• wiss. Leiter des MultiMedia-Labors der A&E-Fakultät

Forschungsgebiete: • Ökonomie der Innovation & Information in Landwirtschaft und

Agribusiness• Landwirtschaft und Weltbevölkerung• Ökonomie des Weins und der Weinwirtschaft


EinleitungDie Preis-Aufregung des Jahres 2008


EinleitungWissen ? Welternährung

Wissen Welt-ernährung


EinleitungBevölkerungsprognosen

Bevölkerung 06/01/2008:6.753 Mrd.

Bevölkerung 2050:9.2 ± 1.1 Mrd.

Max: ~ 12 Mrd. in 2100Wachstumsrate:

fällt von 1.2% auf 0.6%


Einleitung > Der Pechvogel: Thomas Robert Malthus (1766 – 1834)

Thomas Robert Malthus (1798) An Essay on the Principle of Population. London

"I think I may fairly make two postulata.

First, That food is necessary to the existence of man.

Secondly, That the passion of the sexes is necessary and will remain nearly in its present state.

Assuming then my postulata as granted, I say, that the power of population is infinitely greater than the power in the earth to produce subsistencefor man.

Population, when unchecked, increases in a geometrical ratio.Subsistence increases only in arithmetical ratio.

Malthus' Fluch

Zeit

Men

sche

n; L

eben

smitt

el


Einleitung > Die Stimme der Ökonomen: D. Gale Johnson (1916 – 2003)

Die Menschen von heute• sind besser ernährt als jemals zuvor und • sie erwerben ihre Lebensmittel zu den

niedrigsten Kosten in der gesamten Geschichte der Menschheit,

• während auf der Welt sehr viel mehr Menschenals jemals zuvor leben.

Was emöglichte der Welt Malthus Falle zuentkommen? Die Antwort ist einfach:

die Erschaffung von Wissen!

Johnson 2000.


Einleitung > Malthus harter Kritiker:F.A. von Hayek (1899 – 1992)

"Malthus' bedeutsamer Unsinn"

"Die Ansicht, dass die gegenwärtige Vermehrung der Menschheit ... zum Unheil führen müsse, ist ganz einfach falsch."

"... die Vermehrung der Produktivität ist unter den meisten Umständen eine Wirkung der Bevölkerungs-vermehrung.

Nur eine dichte Bevölkerung kann jene Arbeitsteilung und Nutzung der Leistungen erreichen, von der wir heute abhängen."

F.A. von Hayek 1996, S. 99


EinleitungBevölkerung & Agrar-Technologie


EinleitungZiele des Vortrags

Wir sind noch nicht verhungert, weil wir mehr wissenals Malthus, aber:

1. Wie stehen die Chancen für die Sicherung derWelternährung?

2. Was ist wichtig: Land? Wasser? Technologie?

3. Woher kommen die Agrar-Technologien? Wertreibt Agrar-F&E? Wie ist sie organisiert?

4. Welche Rolle spielt die digitale Info-Tech?


Gliederung

1. Einleitung2. Ernährungssicherheit: Stand und Prognose3. Bedeutung der Produktivitätssteigerung4. Organisationen der Agrar-F&E5. Austausch von Wissen in der Agrar-F&E6. Gefahren und Chancen7. Schluss


ErnährungssicherheitEnergieverzehr & Unterernährung

Entwicklung und Verteilung des Energieverzehrs der Weltbevölkerung,1964-66 und 1997-99.

Quelle: FAO 2002.

Beachte: - < 2200 kcal: "unterernährt"- nahezu die gesamte Bevölkerung von England und Frankreich lebte um 1700 von < 2000 kcal!


ErnährungssicherheitPrognose Unterernährung & DiätEntwicklung der Zahl unterernährter Menschenin den Regionen der Welt, 1990-92 – 2030.


ErnährungssicherheitBauer schlägt Storch: Produktion kann

schneller wachsen als Bevölkerung!

Bevölkerung Landwirtschaft

1.5%1.2%

0.9%


Gliederung



ProduktivitätssteigerungWas Malthus nicht wusste

Malthus kannte nur "alte Tech" • er rutschte die alte Kurve

entlang

was zählt ist Innovation: Übergang von alter zu neuerTechnologie

Woher kommt die neuenTechnologien?

landwirtschaftliche F & E !

Ertrag/ha

Input(z.B. Dünger)

yalt

yneu

alte Tech~ Sorte

neue Tech~ Sorte

qi


ProduktivitätssteigerungQuellen der Produktionssteigerung

Entwicklung der Nachfrage nachGetreide, 1964-66 – 2030.

Quellen des Wachstumsder landwirtschaftlichenProduktion, 1961 -1999.


ProduktivitätssteigerungLand & Wasser begrenzen nicht überall!

Bewässerung &Wasser: genugvorhanden!

Ausser in Asien ist Ackerland nicht das Problem!

mio. ha


ProduktivitätssteigerungIm Einzelfall: Frau Namurunda - I

Der Fall der Frau Namurunda, Siaya Distrikt, Kenia

alleinstehende Mutter von vierKindern1 ha Land• tiefgründig, gut drainiert• sauer, ausgelaugt

Anbaufrüchte: • Mais, Maniok, Bohnen,

BananenBedarf der Familie• 1 t Ernteprodukte: Überleben• 2 t Ernteprodukte: Überleben

plus kleines Einkommendie beiden jüngsten Kinder sind unterernährt und oft krank

Problem

Mais Maniok Bohnen Bananen

Markt-zugang

Schlechte Marktinformation;schlechte Verhandlungsposition

Düngerextrem hoher Preis für N-Dünger

(EU: 90 $/t; Kenia 400 $/t)

Abio-tische

Ertrags-reduz-ierer

periodische Dürre

Bio-tische

Ertrags-reduz-ierer

UnkrautStriga

Stengel-bohrerVirus

Pilzerkrank-ungen

Mealy-bug

Mosaik-Virus

Pilz-erkrankung

KäferNema-todenPilz-

erkrank-ungen

Nach: Conway und Toenniessen, 2003


ProduktivitätssteigerungIm Einzelfall: Frau Namurunda - II

Problem Mais Maniok Bohnen Bananen

Markt NGO organisierte Genossenschaft:- verbilligtes Saatgut & Dünger; bessere Marktpreise

BodenEmpfehlungen zu nachhaltigen Verbesserung

(KARI; ICRAF; TSBF)

Anbau-technik

Empfehlungen für Sorten, Daten, Raten, Reihen (KARI)

BiotischeE-R

Virus-res. Sorte

(Lagrotech, KARI,

CIMMYT)Striga-res.

Sorte (KARI, CIMMYT)

BiokontrolleMealybug mitWespe ausParaguay

(IITA; CIAT)Virus-resistente

Klone (IITA)

-

Krankheits-freie Jung-pflanzen(KARI, ISAAA)

AbiotischeE-R

Dürre-res. Sorte (KARI,

CIMMYT- - -

KARI:Kenyan Ag. Res. Institute

ICRAF:Int. Center f. Res.on Agroforestry

TSBF:Tropical SoilBiology & FertilityProgramme

IITA:Int. Institute forTropical Agriculture

CIAT:Centro Int. deAgricultura Tropical

CIMMYT:Int. Maize & WheatImprovementCenter

ISAAA:Int. Service for theAcquisition of Agro-biotech Applications



ProduktivitätssteigerungIm Einzelfall: Frau Namurunda - III

Hunger-Zone

Überlebenslinie1

2

3

N-M

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Dürr

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Pote

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Lebenschancen ohneAgrar-F&E

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Lebenschancen mitAgrar-F&E



Gliederung



OrganisationWozu Organisation der F&E?

Arbeitsteilung & SpezialisierungKoordination & AusrichtungF&E-Kosten senken - Grösseneffekte ausnutzenImport von Wissen und Erkenntnissen derGrundlagenforschungTransaktionskosten senken

(Austausch Wissen & Material)Anpassung an Standortbedingungen

(Klima, Boden, biotische Ertragsreduzierer)


OrganisationFormen - Übersicht

Staatliche AgrarforschungInternationale Agrarforschungszentren derCGIARPrivate Agrarforschung


OrganisationenStaatliche Agrar-F&E: UrsprüngeAlbrecht Daniel Thaer (1753 – 1828)• 1802: Thaers Garten in Celle (erstes landw. Lehrinstitut in Deutschland) • 1804: Gründung der Landw. Akademie Möglin (bei Wriezen)

Johann Nepomuk Schwerz (1759-1844) • 1818: Gründer, ldw. Unterrichts-, Versuchs- & Musteranstalt, Hohenheim

England• 1843: Gründung Versuchsbetrieb Rothamsted durch John B. Lawes

USA• 1855: Agric. College, Michigan & Famers' High School of Pennsylvania• 1864: Rutgers University wird 1. Land Grant University

Indien: 1929 Imperial Council of Ag. Research (heute: Indian Council of Ag. Research - ICAR)


OrganisationenEntwicklung staatliche Agrar-F&E

In allen Welt-Regionen Rückgangder Wachstums-raten der öffentlichenAusgaben für Agrar-F&Ein I-Ländern: Ausgabenschrumpfen!Asien hält das Niveau

Entwicklung der Wachstumsraten der öffentlichenAgrar-F&E-Förderung, 1976 – 2000.

Quelle: Pardey et al. 2006.


OrganisationenInt. Agrar-F&E: Borlaug & die Grüne Revolution

Die Grüne Revolution: Entwicklung des Einsatzes von Produktionsfaktoren in den Entwicklungsländern Asiens, 1965-2006

Source: FAOSTAT, March 2006 and author’s (Norman Borlaug) estimatedon modern variety adoption, based on CIMMYT and IRRI data.

Quelle: Norman Borlaug, 2006http://www.cgdev.org/doc/events/BorlaugGreenRevolution.pdf

Norman Borlaug(*1914)Weizenzüchter1970 Friedens-

nobelpreis2007 Congressional

Gold Medal

~ 2007


OrganisationenInternationale Agrar-F&E: Wer ist CGIAR?

15 F&E-Zentren> 2000 Wissenschaftlerin ~ 100 Ländern

ArbeitsgebieteNahrungsfrüchte

• Getreide: Reis – Mais –Weizen – Gerste – Hirse –Sorghum

• Andere Nahrungsfrüche: Kartoffeln - Maniok –Bohnen – Hülsenfrüchte –Erdnuss – Bananen

Nutztierhaltung & -gesundheitLand- und WassermanagementForstwirtschaftAquakulturPolitik, Ökonomie, F&E-MgmtGenetische Ressourcen

Gegründet 1971, Belagio46 Länder (26 Industrie-L.; 21 Entwicklungs-L.)12 internationale Organisationen5 Stiftungen4 Ko-Sponsoren (FAO, IFAD, UNDP, Weltbank)~ US$ 500 Mio pro Jahr


OrganisationenInt. Agrar-F&E: Stockender Mittelzufluss

Einnahmen derCGIAR, 2005:US$ 450 mio

Beitrag D (2006):€ 14.6 mio

Ausgaben der CGIAR im Jahr 2000:1,5% der23 Mrd. US$ staatlicher Agrar-F&E-Förderung0,9% der gesamtenAusgaben für Agrar-F&E in der Welt

Quelle: Pardey et al. 2006.

Entwicklung der nominalen und realen Ausgabenfür die Zentren der CGIAR, 1960 – 2004.


OrganisationenHaber & Bosch: Uni-Industrie-Partner

Jahr Ereignis

1904 Fritz Haber (1868-1934) beginnt an der TH Karlsruhe im Auftrag der Österreichischen Chemie Werke mit Untersuchungen zur Synthese von Ammoniak

1908 Haber erhält erstes Patent zur Synthese von Ammoniak;Kooperationsvereinbarung zwischen Haber und der BASF

3. Juli 1909

entscheidende Demonstration der Ammoniak-Synthese;Habers Technologie benötigt Autoklaven, die 100 Atü aushalten; bei der BASF explodierten Autoklaven mit 7 Atü;Carl Bosch (1874-1940) von der BASF: "Ich glaube das geht. Ich weiss genau was die Stahlindustrie leisten kann. Es sollte riskiert werden."

1909 Bau einer Pilotanlage für Ammoniak in Ludwigshafen

1911 Entscheidung für Ammonika-Produktionsanlage in Oppau

Sept. 1913

BASF beginnt Produktion von Ammoniumsulfat: ~ 26.000 t/y

1914 Carl Bosch initiiert Einrichtung der landwirtschaftlichen Versuchsstation "Limburgerhof" bei Schifferstadt

Carl Bosch1874-1940

Nobel Preis 1931

Fritz Haber1868 – 1934

Nobel Preis 1918


OrganisationenHaber & Bosch: Väter der "Bevölkerungsbombe"

Dank Haber-Bosch ist die Anzahl der Menschen, die von 1 ha ernährt werden können, gestiegen von• 1,9 Pers. im Jahr 1908 auf• 4,3 Pers. im Jahr 2008

40-45% der gegenwärtig lebenden Menschen, wäre ohne die Haber-Bosch-Synthese nicht auf der Welt

Quelle: Erisman et al. 2008. Nature Geoscience


OrganisationenBedeutung staatliche & private Agrar-F&E

Warum staatliche F&E-Förderung?

Private F&E vernachlässigt arme Leute –rendite-orientiertKleinbetriebe in der LandwirtschaftGrössenvorteileWohltaten für Freunde der Regierungmehr SteuernRisiko"Marktversagen"


Gliederung

1. Einleitung2. Ernährungssicherheit: Stand und Prognose3. Bedeutung der Produktivitätssteigerung4. Organisationen der Agrar-F&E5. Austausch von Wissen in der Agrar-F&E6. Ausblick: Gefahren und Chancen7. Schlussbemerkung


Austausch von WissenWissenschaftler unter sich

JahrLiteratur-Datenbank '04 '05 '06

Summe

%

ISI Web of Science 16 11 31 58 23

ASFA(Aq. Sc. Fisheries Abstr.)

24 23 49 96 38

WorldFish Center 95 59 99 253 100

Beispiel: Publikationen des WorldFish Center in zwei grossen Literaturdatenbanken

Quelle: Seidel-Lass 2008

Vernetzte Wissenschaft:Koautoren-Netzwerk derAquakultur & Fischereiforschung,2000-2005


Austausch von WissenProblemwissen & Tech-Transfer

Wissenschaft

F & E

Produktion

Konsum

Wissen

sketteWer

tket

te

Wert-S

chöpfung

Wer

t-Ane

ignu

ng

F & E Infrastruktur

Problemdefinition

Lösunganwenden

AlternativeProblemlösungen

suchen

Alternativenbewerten

Alternativenauswählen

Produktion und Verwendungvon Wissen in einer

Hierarchie

Partizipative Produktionund Verwendung von Wissen


Austausch von Wissen"Spillover"

Thomas Jefferson schmuggelte im Mantel eingenähte Reis-Saatkörner aus Italien nach South Carolina

Spillover: F&E-Ergebnisse (~ Wissen), • die in einem Land gewonnen wurde,• werden in einem anderen Land genutzt,

das sich an den F&E-Kosten nicht beteiligt hat

> 50% des Nutzens der Agrar-F&E sind Spillover!

werden bei der Allokation von F&E-Ressourcen nicht berücksichtigt und führen zur Unter-Finanzierung der Agrar-F&E


Austausch von WissenSpillover & Information

Spillover sind bei Information möglich, wegen

keine Rivalität der Verwendung von Info• mehrere Leute können dieselbe Information zu denselben Kosten

erhalten

hohe Kosten der ersten Kopie – geringe Kosten aller weiteren Kopien• entdecken ist schwer – abschreiben ist leicht

in vielen Ländern lange Zeite keine oder kaum durchsetzbare Rechte zum Schutz geistigen Eigentums

deutlich verstärkt durch digitale Computer & Netzwerke


Austausch von WissenRechte zum Schutz geistigen Eigentums

Patente• World Intellectual Property Organisation:

183 Mitgliedsländer• Patent Cooperation Treaty: 128 Mitgliedsländer

Sortenschutzrecht• UPOV – Übereinkommen zum Schutz von

Pflanzenzüchtungen: 67 Mitgliedsländer

World Trade Organization• Trade Related Aspects of Intellectual Property (TRIPS):

141 Mitgliedsländer


Austausch von WissenBedeutung und Probleme von Patenten

Quelle: WIPO Statistics Database, July 2008

Probleme von Patenten:1. Forschungsbehinderung

Forschungsvorbehalt

2. Erschwerter Zugang zu Forschungs-Tools

nicht-exklusive Lizenz

3. Anti-Commons-Effekt & Patent-Dickicht

PIPRA; BiOS

4. Erschwerte Verwendung für humanitäre Zwecke

territoriale Aufteilung von Rechten


Austausch von WissenWeb: Kollektive Kreativität & Wissen

Was bieten Internet und Web für die Agrar-F&E?Selbstdarstellung• Websites von Personen & Organisationen

Zugang zu Informationen• Literatur(datenbanken)• Forschungs-Datenbanken• Computer-Modelle

Zugang zu Rechenkapazität• SETI• Cloud Computing

verteilte Kooperation• "invisible college": Beispiel SARS

vernetztes Wissen & Kreativität – Open Source• viele wissen mehr als einzelne• Wissen und Kreativität sind kumulativ

One Laptop per Childhttp://laptop.org/en/

http://laptop.org/en/


Austausch von WissenForschungs-Netzwerke: Beispiel SARS- I

Nacherzählt aus Surowiecki 2003: The Wisdom of Crowds, Ch. 8 Science: Collaboration, competition, and reputation

Feb. 2003: China meldet WHO: 305 Menschen schwer an den Atemwegen erkrankt, 5 gestorben; weitere Fälle in Honkong• Erreger völlig neu und unbekannt; die Krankheit wird "SARS" genannt

15. & 16. März 2003: WHO bittet 11 Forschungslabors in allerWelt (F, D, NL, J, USA, HK, Si, Can, UK, China) um Mitarbeit bei derIdentifikation und Analyse des SARS Virus17. März 2003: WHO startet ein "Collaborative Multicenter Research Project"• tägliche Tele-Konferenzen• Website der WHO: Elektronen-Mikroskop-Aufnahmen, Virus-Analysen

und Testergebnisse• Austausch von Virus-Proben• 7-24-Forschung an denselben Viren

16. April 2003: die Labore sind sicher: der Koronavirus verursacht SARS!


Ausxtauschk von WissenForschungs-Netzwerke: Beispiel SARS- II

Was war das Besondere?Wer ist der Entdecker des SARS-Erregers?• WHO: die Labore entdeckten den Korona-Virus gemeinsam!• niemand kann Priorität beanspruchen!

Typ der Organisation: Netzwerk-Organisation• niemand hatte Anweisungsbefugnis, auch die WHO nicht• kein Projektleiter, Forschungs-Direktor, oder dgl.• keine Hierarchie unter den Laboren• jedes Labor fokussierte sich auf das, was es für es am

erfolgversprechendsten hielt, und wo es glaubte, seine analytischen Stärken ausspielen zu können

• Info-Fluss unter den Laboren: schnell und direkt


Austausch von WissenBiOS: Open Source der Biotech

Open Source:Beispiele

• Linux Betriebssystem• Firefox Browser• Apache Internet Server• Perl• Wikipedia

Prinzip • Kooperation der vielen• gemeinsam erarbeitetes

Info-Produkt wird nichtzu privatem Eigentum

Richard A. Jefferson


Gliederung

1. Einleitung2. Ernährungssicherheit: Stand und Prognose3. Bedeutung der Produktivitätssteigerung4. Organisationen der Agrar-F&E5. Austausch von Wissen in der Agrar-F&E6. Ausblick: Gefahren und Chancen7. Schlussbemerkung


AusblickGefahren

Gefahren für die AgrarforschungMilitante Öko-Romantiker

• Versuchsfeld-Zerstörer in Deutschland

Geschäftsmodelle von NROs• Greenpeace Kampagne gegen Golden Rice

Ideologie des Vorsichtsprinzips - Beispiel Biotechnologie

• Ohne Biotech-Forschung - keine Forschungs-Spillover

Intellektuelle Eigentumsrechte• Wem nutzt TRIPS – ausser den Patentanwälten?

Vernachlässigung durch die Politik• Hits auf der BMZ-Website:

Agrarforschung: 28 – Genitalverstümmelung: 90


Ausblick: Chancen

Chancen für die AgrarforschungSpill-ins aus wachsenden anderen F&E-Bereichen• z.B. GPS & GIS

Mehr und besser ausgebildete Forscher• Absolventen von heute wissen mehr als ihre Vorgänger

Netzwerk-Revolution in der F&E• Netzwerke in der Forschung: z.B. SARS, BiOS• mit der Praxis venetzte Forschung

digitale IT als Forschungsinstrument• Moorsches Gesetz der Computerentwicklung• Simulation und Verbesserung komplexer Systeme


SchlussbemerkungWissen & Welternährung

Positive Feed-Back-SchleifeJe mehr Wissen die Menschen erwerben,desto mehr können sie ihre Zahl vermehren und die Umwelt verändern,worauf sie wieder mehr neues Wissen brauchennur um weiterhin überleben zu können.

E.O. Wilson 1998, p. 270.

Das sollte die Nachfrage nachAgrar-F&E nachhaltig sichern!


Schluss Wissen & Welternährung


Ausgewählte Quellen & Literatur - I

Aussie Biologist Richard Jefferson’s Radical Open-Source Plan. Red Herring, 17/04/2006.Borlaug, N.E. (2006). In Search of an African Green Revolution. Vortrag. Center for Global Development, Washington, DC, September 6, 2006. http://www.cgdev.org/doc/events/BorlaugGreenRevolution.pdfConway, G. and Toenniessen, G. (2003). Science for African food security. Science299(5610):1187 – 1188.Erisman, J.W., Sutton, M.A., Galloway, J., Klimont, Z. and Winiwarter, W. (2008). How a century of ammonia synthesis changed the world. Nature Geoscience, 1, 636-639.FAO (2002) Agriculture towards 2015/2030. Summary report. Rome: FAO.FAO (2008. Assessment of the World food security and nutrition situation. Committee on World Food Security, 34th session, Rome, 14-17 October 2008. FAO (2008). The state of food and agriculture 2008. Rome: FAO.Hardin, L.S. (2008). Bellagio 1969: The Green Revolution. Nature, 455(25 September 2008):470-471.Johnson, D.G. (1997). Agriculture and the wealth of nations. American Economic Review, 87, 1-12.Pardey, P.G. and Beintema, N.M. (2001). Slow Magic. Agricultural R&D a century after Mendel. Washington, DC: International Food Policy Research Insititute (IFPRI).Smil, V. (2001). Enriching the earth. Cambridge, Mass.: MIT Press.Surowiecki, J. (2004). The wisdom of crowds. New York, NY: Doubleday.

http://www.cgdev.org/doc/events/BorlaugGreenRevolution.pdf


Ausgewählte Quellen & Literatur - II

Documents

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