Innovatives Forschungsgewächshaus-Nachhaltiger und ressourceneffizienter Anbau

31. Juli 2023 | Ausgabe 4 / 2023, Carmen Planas, Energie, Nachhaltigkeit | 0 Kommentare

2024 soll der Demonstrationsbetrieb eines Deep-Water-Culture-Gewächshauses am Campus Klein-Altendorf der Universität Bonn starten. Im Fokus der Forschenden: Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz.

Ein innovatives Gewächshaus soll auf dem Campus Klein-Altendorf der Universität Bonn zu Forschungszwecken rund um eine nachhaltigere Pflanzenproduktion entstehen. Mit 8,1 Millionen Euro fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung das Gewächshaus-Projekt mit dem Titel START (Sustainable greenhouse production types and resource efficient technologies for future cultivation). Das grundlegende Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Gewächshausproduktion nachhaltiger und ressourceneffizient zu gestalten.

Pflanzen auf schwimmenden Platten

Deep water Gewächshaus (Foto: Simon Steiger)

 

Bei START soll ein System genutzt werden, bei dem der Pflanzenanbau ohne Erde auskommt. Die Pflanzen wachsen in Wasser, das mit Nährstoffen angereichert wird. Entstehen soll ein so genanntes Deep-Water-Culture-Gewächshaus. Die Pflanzen werden direkt in Wasser kultiviert und zwar auf schwimmenden Platten (Floats). Diese haben Löcher, damit die Wurzeln in einer auf die Bedürfnisse der Pflanzen abgestimmten Nährlösung hängen können.

 

 

Gewächshäuser noch zu energieintensiv

Deep water Gewächshaus (Foto: Simon Steiger)
mit Detailansichten Salatanbau und Wurzelsystem Bild: Campus Klein-Altendorf / Uni Bonn

Die Produktion von Pflanzen in Gewächshäusern führe zwar zu hochwertigen Lebensmitteln, so die Mitteilung der Universität Bonn, gälte allgemein jedoch als sehr energieintensiv. Insbesondere unter extremer werdenden klimatischen Bedingungen seien Gewächshäuser oftmals die einzige Möglichkeit, Nutzpflanzen mit hohen Erträgen heranzuziehen. Mit dem interdisziplinär angelegten START-Projekt wollen die Forschenden hier ansetzen.
Projektleiter Ralf Pude, Professor am Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz der Universität Bonn, und sein Team wollen erforschen was die Pflanzen wirklich brauchen, um nachhaltig gute Erträge zu liefern. „Von Temperatur bis Beleuchtung können im Gewächshaus eine Vielzahl von Stellschrauben verändert werden, um dieses Ziel zu erreichen“, sagt Pude

 

Ein Ziel: Ressourceneffizienz

Salatanbau
(Fotos: Campus Klein-Altendorf / Uni Bonn)

Welche Ressourcen bei START effizienter als bei herkömmlichen Gewächshäusern genutzt werden sollen – das wollen wir genauer wissen und haben nachgefragt. Ralf Pude erklärt das so:
„Wasser und die genutzten Nährstoffe im Kreislauf zu führen, ist heute schon Standard. Darauf wollen wir weiter aufbauen. In Deep Water Culture wird durch die Floats, in denen die Pflanzen auf der Wasseroberfläche schwimmen, die Verdunstung des genutzten Wassers zusätzlich reduziert. Trotz der großen Wasserbecken wird so der Wasserbedarf für jede einzelne Pflanze minimiert und ist geringer als in der herkömmlichen Gewächshausproduktion. Das liegt auch daran, dass auf der gesamten Grundfläche des Gewächshauses mehr Pflanzen kultiviert werden können als in herkömmlichen Gewächshäusern und so für ein definiertes Produktionsvolumen weniger Grundfläche versiegelt werden muss.

 

Durch das gezielte Nährstoffmanagement kann so der Einsatz von Wasser und Dünger auf ein Mindestmaß reduziert werden, ohne dass Erträge und Qualität leiden. Die Floats haben den weiteren Vorteil, dass sie mehrfach genutzt werden können. So wird auf Steinwolle (energieintensive Herstellung) oder Pflanzsubstrate (Umweltwirkungen durch Torfabbau oder Import von Kokos) verzichtet und die Produktion wird nicht durch Fremdstoffe beeinflusst. Teilweise werden noch geringe Mengen an Substraten genutzt, um der Pflanze Struktur bei der Keimung oder Bewurzelung von Stecklingen zu bieten. Insbesondere für Stecklinge ist dies jedoch nicht mehr nötig, da auch wiederverwendbare Neoprenringe zurückgegriffen werden kann. Zwar ist der energieautarke Betrieb eines solchen Gewächshauses in unserem Betrieb nicht möglich, dennoch planen wir über Photovoltaik auf den Dächern und an einer Fassade zumindest in Teilen den Betrieb über eigenen Strom zu realisieren. Die Wärme wird über die Biomasseheizung mit unserem selbstangebauten nachwachsenden Rohstoff Miscanthus und geschreddertem Apfelholz (Restholz aus regionalen Obstplantagen) bereitgestellt. So sollen Transportwege kurzgehalten werden. Energieeffiziente LEDs sind ein weiteres Beispiel für effiziente Nutzung, welches jedoch auch schon in der Praxis Einzug gehalten hat.“
Um den interdisziplinären Ansatz umzusetzen, arbeitet das Team um Ralf Pude mit weiteren Institutionen zusammen. Darunter ist zum Beispiel das Institut für Nachhaltigkeit im Bauwesen der RWTH Aachen unter der Leitung von Marzia Traverso. Das Aachener Institut wird sich darum kümmern, den Umwelteinfluss, der durch Bau und Betrieb des Gewächshauses entsteht, zu ermitteln und zu überwachen.

 

 

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