Die Produktion von Pflanzen in Gewächshäusern führt zwar zu hochwertigen Lebensmitteln, gilt allgemein jedoch als sehr energieintensiv. Insbesondere unter extremer werdenden klimatischen Bedingungen sind Gewächshäuser jedoch oftmals die einzige Möglichkeit, Pflanzen mit hohen Erträgen heranzuziehen. Hier wollen die Forschenden mit ihrem START-Projekt ansetzen und die Gewächshausproduktion nachhaltiger und ressourceneffizient gestalten – START steht für „Sustainable greenhouse production types and resource efficient technologies for future cultivation“.
Die Ziele: Wasser und Nährstoffe sollen zurückgewonnen und im Kreislauf geführt, Energie über nachhaltige Verfahren gewonnen werden. Darüber hinaus soll das Projekt dazu führen, auf kosten- und energieintensive Substrate komplett zu verzichten. Das soll durch eine moderne Gewächshaustechnik gelingen, bei der die Pflanzen direkt in Wasserbecken kultiviert werden („deep water cultivation“). Durch kleine Löcher in schwimmenden Platten, sogenannten Floats, hängen die Wurzeln in einer Nährlösung, die auf die Bedürfnisse der Pflanzen abgestimmt ist. So können sie sich optimal entwickeln – und zu hochwertigen Lebensmitteln führen.
Erweiterung der Infrastruktur an der Exzellenzuniversität
Errichtet wird das innovative Gewächshaus am Nachhaltigkeitscampus Klein-Altendorf der Universität Bonn, wo die gesamte Gewächshaussteuerung und dessen Management in einer Hand liegen. Projektleiter Prof. Dr. Ralf Pude vom Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) und sein Team werden dort erforschen, was die Pflanzen wirklich brauchen, um nachhaltig gute Qualitäten zu liefern. „Von Temperatur bis Beleuchtung können im Gewächshaus eine Vielzahl von Stellschrauben verändert werden, um dieses Ziel zu erreichen“, betont Ralf Pude, Mitglied im Transdisziplinären Forschungsbereich „Sustainable Futures“ der Universität Bonn.
Um den interdisziplinären Ansatz in die Praxis umzusetzen, arbeitet das Team mit renommierten Institutionen zusammen. Die entsprechende Analytik der Kulturführung übernimmt die in Bonn ansässige HGoTECH GmbH um ihren Geschäftsführer Christian Heck. So könne das Nährstoffmanagement nachhaltig optimiert und die Qualität der Lebensmittel quantifiziert werden. „Aufbauend auf langjähriger Expertise werden so alle Teilbereiche der Pflanzenproduktion in Deep Water Culture beleuchtet – sowohl unter, als auch über der Wasseroberfläche“, sagt Pude.
Nachhaltiger Bau
Ein weiteres Ziel des Projekts ist es, den Umwelteinfluss, der durch Bau und Betrieb des Gewächshauses entsteht, zu ermitteln und zu überwachen. Das Institut für Nachhaltigkeit im Bauwesen der RWTH Aachen unter der Leitung von Prof. Dr. Marzia Traverso führt dazu weitgehende Untersuchungen rund um alle Themen der Nachhaltigkeit durch.
Forschende um Prof. Dr. Matin Qaim vom Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF) der Universität Bonn widmen sich einem weiteren Forschungsaspekt: Mikronährstoffmangel ist insbesondere im globalen Süden ein massives Problem. Daher untersuchen sie im START-Projekt, ob ein solches Gewächshaus-Konzept zur Minderung von Mikronährstoffmangel beitragen könnte. Hierfür wird die Gruppe rund um Matin Qaim am Fallbeispiel Ghana verschiedenste Studien, auch vor Ort, durchführen.
Darüber hinaus ist der am Campus Klein-Altendorf beheimatete bio innovation park Rheinland e.V. als Partner vertreten. Er dient als Bindeglied zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Der Verein beschäftigt sich mit Fragen der Markt- und Akzeptanzforschung. Ein weiteres Ziel: die Gesellschaft über den Fortlauf des Projekts zu informieren und so auf die Kernthemen der nachhaltigen Pflanzenproduktion, Energieautarkie und Lebensmittelversorgung aufmerksam machen.
Nach Ansicht der Forschenden ist der Zusammenschluss zu disziplinübergreifenden Teams mit einem gezielten Wissenstransfer in die Gesellschaft der einzige Weg, um ein solches Großprojekt erfolgreich zu bearbeiten.
