The governance of plant breeding - a social-ecological systems perspective

Abstract

Climate change and social conflicts put modern agricultural systems under pressure, necessitating systemic transformations of these systems towards sustainability. At the core of these sustainability challenges to agriculture lie the seed we use to produce plants giving us food, feed and fiber. To achieve high crop yields, farmers need varieties with the right combination of characteristics, called traits, which fit to the pedo-climatic conditions of their farms and to other preferences regarding product qualities. The route from developing a trait combination in a plant that such characteristics, however, is long and novel traits need to pass through a complex social-ecological system to reach the farm gate. Each chapter of this thesis engages with different organizing principles of social-ecological systems and what they mean for the governance of plant breeding within the seed systems. Seed systems entail all activities along the breeding and seed supply chain needed for creating (new) varieties for use on farms. These activities of plant breeding depend on sustained flows of genetic material within the seed and cropping system. The various activities are structured by rules, norms and strategies, also referred to as institutions (Ostrom 2005). Institutions need to be designed consciously to achieve sustainable outcomes. The aggregated processes of creating, maintaining, directing, recognizing, and enforcing institutions are the governance of the seed system. Overall the thesis inquires how to best govern seed systems towards more sustainable outcomes in seed and cropping systems. Hence, we first ask what the governance challenges are in providing and appropriating crop genetic diversity as the underlying resource. We found that provisioning symmetric and credible information between different actor groups will grant a smoothly running seed system. Second, we further unpack the activities around the nested adjacent action situations for social-ecological systems and provide a set of diagnostic questions to untangle the nested and multi-tiered variables of the resource system within mid to large-scale SESs. Third, we develop a governance heuristic showing that Genetics, Environment, Management and Social system (GxExMxS) are core elements, which need to be considered when governing plant breeding research under the premise of mission-oriented governance. Fourth, we ask the question whether pest shocks lead to a increase in multiplication area of resistant varieties. Using data from seed variety trials matched with data on seed multiplication area per variety. The no-effect hypothesis could not be refuted.

Durch den Klimawandel und gesellschaftliche Konflikte erhöht sich zunehmend der Druck auf moderne Agrarsysteme sich zu nachhaltigeren Systemen zu transformieren. Im Zentrum dieser systemischen Transformation zu einer nachhaltigen Landwirtschaft steht das Saatgut zur Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln sowie zur Produktion von Pflanzenfasern. Um hohe Erträge zu erreichen benötigen Landwirt*innen Sorten die die entscheidenden Eigenschaften in sich vereinen und sowohl zu den jeweiligen Boden-Klimaräume ihrer Standorte passen als auch die gewünschten Produktqualitäten gewährleisten. Doch der Weg von der Entwicklung dieser Eigenschaften bis zum Anbau auf dem Acker führt durch ein komplexes sozial-ökologisches System. Jedes Kapitel dieser Dissertation setzt sich mit verschiedenen Organisationsprinzipien sozial-ökologischer Systeme und deren Konsequenzen für die Steuerung, Führung und Governance von Pflanzenzüchtungs- und Saatgutsysteme auseinander. Saatgutsysteme umfassen alle Aktivitäten entlang der Wertschöpfungskette der Saatgutentwicklung und -vermarktung, die notwendig sind, um neue Sorten auf den Acker zu bringen. Die Saatgutentwicklung ist dabei auf eine zuverlässige Weitergabe von genetischem Material durch das Saatgut und Anbausystem angewiesen. Die verschiedenen Aktivitäten werden durch Regeln, Normen und Strategien strukturiert, den sogenannten Institutionen (Ostrom 2005). Um nachhaltigere Ergebnisse zu ermöglichen, müssen diese Institutionen bewusst verändert werden. Die Prozesse, die notwendig sind, um Institutionen zu gestalten, zu erhalten, zu steuern, zu erkennen und durchzusetzen, werden als Governance der Saatgutsysteme bezeichnet. Die Dissertation beschäftigt sich mit der generellen Frage wie die Governance von Saatgutsystemen am besten aussehen sollte um nachhaltigere Saatgut- und Agrarsysteme zu erreichen. In Kapitel 2 wird untersucht, welchen Herausforderungen sich das Saatgutsystem bei der Steuerung und Organisation der Bereitstellung und Verwendung von genetischer Vielfalt von Kulturpflanzen stellen muss. Wir haben festgestellt, dass die Bereitstellung symmetrischer und glaubwürdiger Informationen zwischen verschiedenen Akteursgruppen ein reibungslos funktionierendes Saatgutsystem gewährleistet. Im Anschluss, Kapitel 3, analysieren wir vernetzte und angrenzende Handlungssituationen (nested adjacent action situations) sozial-ökologischer Systeme und stellen einen diagnostischen Fragenkatalog zur Verfügung, welcher die vernetzten und mehrschichtigen Variablen des Ressourcensystems für mittlere bis große sozialökologische Systeme beinhaltet. In Kapitel 4 entwickeln wir eine Faustformel für die Governance der Pflanzenzüchtungsforschung, welche belegt, dass Genetik, Umwelt, Bewirtschaftung und Rückkopplungen aus dem Sozialen System (GxExMxS) als Kernelemente bei der zielorientierten Governance der Pflanzenzüchtungsforschung zu berücksichtigen sind. Kapitel 5 ist eine empirische Arbeit, die analysiert ob sich Schädlingsepidemien auf die Entscheidungen in der Saatgutvermehrung zur Allokation von Vermehrungsflächen auswirkt. Dies konnte für Vermehrungsflächen in Bayern nicht nachgewiesen werden.