Ob Roboter und Drohnen, vollautomatisierte Tomatenproduktion oder Vertical Farms: In der Landwirtschaft ist bereits heute vieles technisch möglich. Für den Gartenbauexperten Dr. Thorsten Kraska kommt es neben aller Technik auf smarte und ethisch vertretbare Konzepte an. // von Chefredaktion

Hightec, gesunde Lebensmittel und smart farming sind Themen, die junge Menschen umtreiben. Das Bild einer traditionellen romantisierten Landwirtschaft habe damit nichts zu tun, sei aber weit verbreitet, sagte Thorsten Kraska, Wissenschaftler an der Universität Bonn. Seiner Meinung nach ist Technik ein wichtiges Hilfsmittel für eine zukunftsfähige Landwirtschaft. Allerdings müsse nicht alles, was machbar sei, umgesetzt werden; hier gebe es ethische Grenzen. Zudem gebe es noch ein riesiges Potential zur Einsparung von Energie und CO2 bei der sogenannten Kasakadennutzung, der Wiederverwertung von Sekundärrohstoffen. 

 

Phänotypisierung hilft, Pflanzenschutzmittel zu sparen

Mit Phänotypisierung, der Erkennung von Pflanzeneigenschaften mittels nicht invasiver Tehniken können heute Pflanzenkrankheiten erkannt werden, bevor sie ausbrechen. Die Wissenschaftler arbeiten dabei mit Strahlung: Sie wird entweder von den Pflanzen reflektiert oder durch Photosynthese verändert und dann gemessen. „Wenn wir es schaffen, diese Tehnik auf Traktoren zu montieren und mit einer smarten Pflanzenschutzspritze zu kombinieren, können wir genau erkennen, wo gespritzt werden muss“, erklärte Kraska. Dann müsste nicht mehr das gesamte Feld, sondern nur bestimmte Stellen gespritzt werden und Pflanzenschutzmittel würde eingespart. Auch Dünger könnte mit diesen Technologien eingespart werden.

Phenorob: Bodenroboter und Drohnen

Bild: Carmen Liebich

Roboter und Drohnen, die mit Techniken zur Phenotypisierung ausgerüstet sind, werden im Forschungssverbund Phenorob auf dem Forschungs-Campus Klein-Altendorf der Universität Bonn getestet. Dort wird beispielsweise mit einem Bodenroboter geforscht, der Unkraut erkennen und gezielt vernichten kann. Kraska sieht darin Vorteile: „Ein Roboter kann 24/7 arbeiten, auch nachts.“ Das hätte große Vorteile, weil sich die Pflanzen nachts nicht nach der Somme ausrichten und somit besser unterschieden werden können. In Klein-Altendorf wird auch mit Wärmebildkameras geforscht: Mit Drohnen ausgerüstet Kameras überfliegen Felder in 600 Meter Höhe und messen die Temperatur der Pflanzen auf den Versuchsparzellen. Pflanzen, die kühler als andere sind, werden für die Züchtung hitzeresistenter Sorten genutzt.

Vertical Farming muss ethisch vertretbar sein

Bild: Carmen Liebich

Die Idee hinter einer Vertical Farm ist laut Kraska einfach: Ausgehend von horizontalen Anbauflächen „kippen wir das Ganze und bringen es in die Senkrechte.“ Auf diese Weise würde Platz gespart. Der amerikanische Mikrobiologe Dickson Despommier habe in „The Vertical Farm“ erstmalig ein solches Konzept beschrieben. Ideengeber waren seine Studierenden, die in einem Seminar Lösungen für eine besonders platzsparende Landwirtschaft entwickeln sollten. Von den vielen Visionen sei heute aber noch keine umgesetzt worden. Zum Beispiel sei der Delta Park in Rotterdam am Widerstand der Menschen gescheitert: Im siebenstöckigen Gebäude, das mit einer Fläche von 1000 x 400 Metern geplant war, sollten auch Schweine und Hühner gehalten werden. „Nicht alles, was technisch realisierbar ist, sollten wir tun“, unterstrich Kraska.

Neue Ideen sind gefragt

Nicht nur Technik ist wichtig, sondern insbesondere gute Ideen. Als Beispiel nannte Kraska die Nutzung von Miscanthus, auch Chinaschilf genannt, als Pflanzsubstrat für Tomaten. Das beliebte Gemüse wird schon heute in vollautomatisierten Gewächshäusern in sogenannten growing bags anstelle von Erde angebaut. Miscanthus könnte die üblicherweise verwendeten Materialien Torf, Steinwolle oder Kokos ersetzen. „Versuche haben gezeigt, dass Miscanthus-Substrat bei Tomaten, Gurken und Erdbeeren die gleichen Erträge erzielt und nachhaltiger ist“, berichtete Kraska. Auch der Brennwert sei nach der Nutzung im Gemüsebau praktisch identisch mit ungenutztem Miscanthus. Auf diese Weise könnten in Deutschland jährlich bis zu drei Millionen Liter Öl und knapp 9.000 Tonnen CO2 eingespart werden. „Das ist nicht viel, aber ein Beitrag einer Sparte“, sagte Kraska.

Kaskadennutzung am Beispiel von Miscanthus

Bild: Carmen Liebich

Kaskadennutzung besagt, dass viele Nutzungsmöglichkeiten miteinander kombiniert werden. „Auch das ist smart: sich überlegen, was ich mit den Stoffen machen kann, die mit der Produktion anfallen“, ist Kraska überzeugt und erklärte die Kaskadennutzung am Beispiel von Miscanthus. Vor der Nutzung als Pflanzsubstrat wäre noch eine Nutzung in der Tierhaltung als Einstreu möglich – so würde das Substrat mit Dünger angereichert. Die Substrate könnten in der Bioraffinerie genutzt werden, denn was seien Growbags anderes, als smarte Bioreaktoren von morgen? Sogar die Asche hätte aufgrund ihres hohen Siliziumgehalts in der Bauwirtschaft einen Wert.

Bildauszug aus Thorsten Kraskas Vortrag

Plädoyer für eine smarte Zukunft

Kraska forderte, die Definition von Abfall im Duden zu ändern: Aus „unbrauchbarem Überrest“ sollte „Sekundärrohstoff“ werden. Als Beispiel führte er Kaffeesatz an. „Jährlich fallen in Deutschland eine Million Tonnen an, allein in der Mensa der Uni Bonn fünf Tonnen“, sagte er. Kaffeesatz hat denselben Brennwert wie Holz und nur 30 Prozent der wertgebenden Inhaltsstoffe werden genutzt. Er könne als Substrat, Bodenhilfsstoff, Dünger oder Pflanzenschutzmittel genutzt werden. Die Herausforderung sei das Sammeln, die Trocknung und die Entwicklung von Nutzungskonzepten. „Wir müssen außerhalb der Box denken“, forderte er, „Wir brauchen Ideen und Menschen, die sie umsetzen – auch das Scheitern muss möglich sein.“

Die gesamte Vorlesung gibt es hier zu sehen:

 

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