Die landwirtschaftliche Produktion ist weltweit immer stärker auf Bewässerung angewiesen. Doch regionale Wasserknappheiten und daraus resultierende Nutzungskonflikte nehmen zu. Ertragreiche Ernten sind auch in Deutschland aufgrund von lang anhaltender Hitze und trockenen Böden keine Selbstverständlichkeit. Gesucht werden neue, wassersparende Anbauverfahren. Mit dem Forschungsprojekt HypoWave+ unter der Leitung der Technischen Universität Braunschweig fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) deshalb die Umsetzung einer alternativen landwirtschaftlichen Anbauform in Kombination mit Wasserwiederverwendung im großtechnischen Maßstab.

Alternative für die Landwirtschaft

Das hydroponische Verfahren, bei dem Pflanzen in Gefäßen ohne Erde über eine Nährlösung unter Verwendung von recyceltem Wasser versorgt werden, wurde in einem Vorgängerprojekt in Niedersachsen erprobt. „Jetzt geht es darum, die Erfahrungen mit dem wassereffizienten Verfahren auf der Basis von recyceltem Wasser in die Großproduktion zu bringen und wissenschaftlich zu begleiten“, sagt Projektleiter Thomas Dockhorn von der TU Braunschweig.

Im Vordergrund steht dabei die wissenschaftliche Begleitung der Implementierung in Weißenberge bei Gifhorn. Die dortige hydroponische Gemüseproduktion wird mit Bewässerungswasser versorgt, das umweltschonend im Recycling gewonnen wird. Die Aufbereitung baut auf aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen auf.

Im Zentrum steht dabei ein neuartiger Aktivkohle-Biofilter; um eine bedarfsgerechte Düngung zu ermöglichen, wird ein angepasstes Nährstoffmanagement umgesetzt, was die im Ausgangswasser vorhandenen Nährstoffe nutzt. Die Abstimmung zwischen Wasseraufbereitung und Pflanzenproduktion erfolgt über eine technische Einheit basierend auf Sensorik und künstlichen neuronalen Netzen.

Regionale Lebensmittelerzeugung in Zeiten des Klimawandels

Die Wissenschaftler planen gemeinsam mit niedersächsischen Landwirten auf 1 ha Anbaufläche die Produktion von bis zu 700 t Tomaten und Paprika unter Glas. Das Gemüse soll im regionalen Lebensmitteleinzelhandel bis auf eine kurze Winterpause ganzjährig verkauft werden.

„Im Zuge der wissenschaftlichen Begleitung von HypoWave+ konzentrieren wir uns auf Fragen des Qualitätsmanagements und der Marktfähigkeit des Verfahrens“, sagt Projektkoordinatorin Martina Winker vom ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung in Frankfurt. Wichtig sei es, nicht nur für diesen Standort eine tragfähige Lösung zu entwickeln, sondern daraus auch Empfehlungen für andere Orte und Landwirte ableiten zu können. Der Klimawandel schreite sichtbar voran. Der regionale wasserschonende und ganzjährig im Gewächshaus mögliche Gemüseanbau könne daher zu einer echten Option für Landwirte werden. „Dafür wollen wir die notwendigen Weichen stellen“, sagt Winker.

Eckdaten des Projekts

• Projekttitel: Projekttitel: „Implementierung eines hydroponischen Systems als nachhaltige Innovation zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwertung“ – HypoWave+
• Fördersumme: insgesamt 2,8 Mio. Euro, davon 361.734 Euro für Hohenheim

• Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
• Projektdauer: 1.2.2022 – 31.1.2024
• Weitere Projektbeteiligte: TU Braunschweig Prof. Dr. Thomas Dockhorn (Koordination), Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE), Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB), Abwasserverband Braunschweig, Wasserverband Gifhorn, IseBauern GmbH & Co. KG, aquatune GmbH, Ankermann GmbH & Co. KG, Huber SE und Integar - Institut für Technologien im Gartenbau GmbH