Wasser ist ein kostbares und zunehmend saisonal knappes Gut, auch in Mitteleuropa. In der Landwirtschaft und im Gartenbau gehören Wasserverbrauch und Ressourceneffizienz zu den zentralen Herausforderungen. Angesichts der politischen und gesellschaftlichen Erwartungen, dass Erzeuger ressourcenschonend produzieren, ist die Suche nach nachhaltigen Lösungen dringlicher denn je. Moderne Phänotypisierungsmethoden ermöglichen zwar theoretisch einen präzisen Einsatz von Wasser und Nährstoffen, aber in der Praxis fehlt oft die konkrete Umsetzung dieser Technologien.

Hier setzt das Projekt IrriStaud 2.0 an. Gefördert von EU Interreg, zielt es darauf ab, eine ressourceneffizientere Produktion von Stauden durch den Einsatz fortschrittlicher Sensortechnik und intelligenter Steuerungssysteme zu erreichen. Diese Technologie soll die Wassernutzung optimieren und die Nährstoffversorgung präzise steuern, um den ökologischen Fußabdruck der Produktion zu minimieren und gleichzeitig die Qualität und Erträge zu maximieren.

Im Rahmen des Projekts nutzen wir moderne Sensortechnik, um den Wasser- und Nährstoffbedarf verschiedener Kulturpflanzen in Echtzeit zu bestimmen. Diese entstehenden Daten ermöglichen eine präzise Analyse des Versorgungszustandes der Pflanzen. Darüber hinaus entwickeln wir ein System zur Bewässerungssteuerung, das auf den in Echtzeit erhobenen Daten basiert. Dieses System gewährleistet, dass Pflanzen genau die Menge an Wasser und Nährstoffen erhalten, die sie benötigen. Ein weiterer wichtiger Aspekt unseres Projekts ist die grafische Aufbereitung der Sensordaten. Diese Datenvisualisierung bietet Produktionsleitern wertvolle Einblicke in den Zustand ihrer Pflanzenbestände und ermöglicht fundierte und schnelle Entscheidungen. Um sicherzustellen, dass unsere Entwicklungen den tatsächlichen Bedürfnissen der Praxis entsprechen, suchen wir den kontinuierlichen Austausch mit gartenbaulichen Beratern und Praktikern. Dieser Dialog hilft uns, bedarfsgerechte Produkte zu entwickeln, die in der Praxis wirklich Anwendung finden und den Produzenten nützlich sind. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der grenzübergreifenden Zusammenarbeit von niederländischen und deutschen Expert:innen, da der Staudenanbau beiderseits der Landesgrenzen eine große Bedeutung hat.

Partner:

• Compas Agro
  Der Lead-Partner Compas Agro ist ein landwirtschaftliches Beratungsunternehmen aus Venlo. Das Unternehmen steht im Zentrum eines Netzwerks von Unternehmern, Bildungseinrichtungen, staatlichen Organisationen und Forschungseinrichtungen, und setzt sich für den Wissenstransfer im Acker- und Gartenbau ein.
• Yookr
  Yookr ist ein Softwareunternehmen mit einem Schwerpunkt im Gartenbau und Agribusiness. Yookr entwickelt Sensor- und Softwarelösungen im „Internet of Things“ für die moderne Pflanzenproduktion. Die Echtzeit-Datenvisualisierung ermöglicht es den Betrieben ihre Produktion optimal zu steuern, und so effizient zu produzieren.
• Hochschule Rhein-Waal
  Die Arbeitsgruppe von Prof. Rolf Becker an der Hochschule Rhein-Waal beschäftigt sich mit Fernerkundung. Im Rahmen des Projektes führt die Arbeitsgruppe unterschiedliche Messungen an Pflanzen (z.B. hyperspektral, LIFT) durch. Dabei kommen sowohl mobile UAV-Systeme, als auch stationäre Systeme zum Einsatz.
• KoGa
  Das Kompetenzzentrum Gartenbau ist ein Netzwerk zur Stärkung des Wissenstransfers zwischen Forschung und Praxis. Das KoGa kommuniziert die Projektergebnisse, und fördert den Austausch der Projektpartner mit externen Stakeholdern, wie etwa Praxisbetrieben, gartenbaulichen Beratern, der Politik sowie der breiten Öffentlichkeit.

Laufzeit: 01.01.2023 – 31.12.2026

Finanzierung: IrriStaud 2.0 wird finanziell unterstützt durch das Interreg-Programm der EU sowie durch das Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen, die Provinz Limburg und das niederländische Ministerium für Wirtschaft und Klimapolitik.

Projektwebseite: https://irristaud.eu

Kontakt: Dr. Jan Ellenberger; ellenberger@ko-ga.eu; ellenberger@uni-bonn.de

Wasser ist eine der zentralen Ressourcen im Obstanbau. Es wird nicht nur zur Bewässerung der Kulturen benötigt, sondern zunehmend, aufgrund der Folgen des Klimawandels, für Frostschutzberegnung im Frühjahr wenn Spätfröste die frühere Blüte gefährden und als Schutz vor Sonnenbrand der sich entwickelnden Früchte während Hitzewellen im Hochsommer. Um das dazu notwendige Wasser vorzuhalten, werden vermehrt Bewässerungstanks oder -becken geplant. Die Planfeststellungsverfahren sind aufgrund von ökologischen aber auch sozialen Gesichtspunkten aufwendig. Oft müssen Obstbauern oder Obstbäuerinnen Ausgleichsmaßnahmen für diese Bewässerungsanlagen anlegen.

Mit diesem Projekt wollen wir untersuchen, welche Möglichkeiten zur ökologischen Aufwertung bei einem bereits existierenden Teich genutzt werden können, wie sich diese auf die Biodiversität des aquatischen und angrenzenden terrestrischen Bereichs auswirkt und inwieweit die Wasserqualität ökologisch aufgewerteter Teiche den Ansprüchen für Beregnungswasser in Hinblick auf Mineralstoffgehalte und Pathogenvorkommen genügt. Der aufzuwertende Teich befindet sich auf dem Versuchsgelände des DLR-Rheinpfalz in Klein-Altendorf. In unmittelbarer Nachbarschaft befindet sich ein weiterer Teich, der nicht aufgewertet wird.
Durch die Dokumentation der Biodiversität an und in den ökologisch aufgewerteten Teichen sollen die Genehmigungsbehörden eine Handreichung erhalten und die Auflage einer Ausgleichsmaßnahme ggf. entfallen. Ebenso sollen die Ergebnisse des Monitorings der Wasserqualität die Betriebsleiter davon überzeugen, dass solche wertvollen Teiche für die Bewässerung einsetzbar sind.

Partner:

• Universität Bonn (Institut für Agrarökologie und Organischen Landbau)
• DLR-Rheinpfalz

Laufzeit: 1.9.2022 – 31.12.2023

Finanzierung: QS Wissenschaftsfonds

Kontakt: Dr. Jan Ellenberger (ellenberger(at)uni-bonn.de), Dr. Andreé Hamm (a.hamm(at)uni-bonn.de)

Tomate ist eine wichtige Kulturpflanze innerhalb der EU, die überall in Europa im Freiland und im geschützten Anbau kultiviert wird. Dadurch repräsentiert der Tomatenanbau ein ideales biologisches und agronomisches Modellsystem. Kombinierter Wasser- und Nährstoffmangelstress ist ein wichtiges Problem für Tomatenproduzenten und Lösungen sind notwendig, um Ernteerträge zu erhalten und gleichzeitig die Umwelt zu schützen. Mithilfe von innovativen Screeningverfahren werden im TOMRES-Projekt aus über 10,000 möglichen Linien Wurzelstock und Pfropfmaterial selektiert werden, das kombinierten Stress toleriert und zugleich Fruchtqualität und Ertrag erhält. Neue Eigenschaften, insbesondere im Wurzelbereich, werden dabei mit berücksichtigt. Auch die Rolle von ausgewählten Pflanzenhormonen (Strigolactonen und Brassinosteroiden) wird erforscht werden um weitere Toleranzeigenschaften zu identifizieren.

TOMRES wird nachhaltige Anbausysteme testen und optimieren, z.B. Zwischenkulturen mit Leguminosen im Freiland, Präzisionsdüngung und –Bewässerung, Einsatz von symbiotischen Mikroorganismen und von besser an Wasser- und Nährstoffmangel angepassten Wurzelstöcken. Neue Genotyp x Management Strategien werden entwickelt mit dem Ziel N und P Einbringung um mindestens 20% und den Wasserbedarf um 40% zu reduzieren, wobei auf die Nachhaltigkeit und die Wirtschaftlichkeit der Lösungen geachtet wird.

Die Untersuchungen werden mit einer Analyse der Umweltaspekte (Gewächshausemissionen, Wasserqualität) sowie der sozioökonomische Auswirkungen verbunden. Die so erhobenen Daten werden in ein im Projekt zu entwickelndes Entscheidungshilfemodell eingespeist.
Disseminationsaktivitäten und Öffentlichkeitsarbeit werden das gesamte Projekt begleiten und die Ergebnisse auf weitere Systeme weiterleiten. Dadurch wird eine Verbreitung der Erkenntnisse innerhalb des EU Wirtschaftsraums ermöglicht.

Ein transdisziplinärer Wissenstransfer zwischen Produzenten, Züchtern, verarbeitender Industrie, Verbänden und Wissenschaftlern ist durch den stabilen Multi-Aktor-Ansatz des Projekts schon seit der Planungsphase gegeben.

Die beiden deutschen Partner Universität Bonn und Betrieb Neurather Gärtner arbeiten in diesem Projekt eng in Forschung und Praxisanwendung zusammen. Im Mittelpunkt der Forschung von Dr. Simone Röhlen-Schmittgen im INRES Gartenbauwissenschaft steht die frühzeitige Erkennung von Trocken- oder Nährstoffstress mit optische Sensoren. Diese sind dem menschlichen Auge überlegen und stellen so ein wichtiges Frühwarn-System dar. Mit diesen Methoden sollen aus der Vielzahl zur Verfügung stehenden Linien die gewünschten Tomaten-Genotypen gefunden werden. Frau Dr. Röhlen-Schmittgen erhält hierbei tatkräftige Unterstützung von Jan Ellenberger, der in diesem Projekt promovieren wird sowie von Matheus Kuska aus dem INRES Phytomedizin in Vertretung von Frau PD Ann-Kathrin Mahlein. Prof. Dr. Andreas Schieber und Dr. Fabian Weber von der Molekularen Lebensmitteltechnologie der Universität Bonn untersuchen die Inhaltsstoffe der Tomaten und gehen der Frage nach, welche Varianten besonders wohlschmeckend und gesund sind. Dr. Hannah Jaenicke vom KoGa leitet die Disseminationsaktivitäten des Gesamtprojekts.

Filme zum Projektauf Youtube:

1. Europe teams up for tomato’s future in the TOMRES project
2. TOMRES projects the benefits of the optimized tomato production
3. The different types of Tomatoes from a Farmer's Perspective
4. The Red Fruit: What Makes Tomato So Special?

Partner:

• Universität Turin (Leitung)
• Universität Bonn (KoGa sowie INRES Gartenbau und Lebensmitteltechnologie)
• Neurather Gärtner
• 22 weitere Partner aus Italien, Spanien, Griechenland, Frankreich, Israel, Slowenien, Rumänien, Großbritannien, Belgien

Laufzeit: 1.6.2017 – 30.11.2020

Finanzierung: EU Horizont 2020

Projektwebseite: www.tomres.eu

Kontakt: Dr. Hannah Jaenicke (h.jaenicke(at)uni-bonn.de), Dr. Simone Röhlen-Schmittgen (s.schmittgen(at)uni-bonn.de)

In einem Kooperationsprojekt der Universität Bonn (INRES Gartenbauwissenschaft und Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF)), dem DLR und Partnern aus dem World Agroforestry Centre (ICRAF), Nairobi, Kenia werden die pflanzenphysiologischen Grundlagen des Kältebedürfnisses bei Obstgehölzen untersucht. Das Kältebedürfnis wurde mithilfe von drei am meisten verbreiteten Modellen ermittelt: Chilling Hours (CH) nach Weinberger 1950, Chill Units (CU) nach Richardson et al. 1974 und Chill Portions (CP) nach Erez et al. 1987.
Mithilfe von 160 Containerbäumen und drei Süßkirschsorten wurden 8 Klimaszenarien untersucht, da in unseren gemäßigten Zonen Kirschen vom Klimawandel mit seinen wärmeren Wintern mit am stärksten betroffen sind. Die weit verbreitete Sorte „Schneiders späte Knorpelkirsche“ weist mit 1.500 CH ein hohes Kältebedürfnis auf. Die drei Sorten wurden nach ihrem spezifischen Kältebedürfnis ausgesucht (wenig -500CH-, mittel -1.000 CH-, hohes -1.500 CH- Kältebedürfnis). Um den rezenten Klimawandel mit einer Temperaturerhöhung von maximal 2°C zu simulieren wird ein Teil der Containerbäume in einem nicht beheizten Folienhaus aufgestellt.

Bearbeitung: Heiko Kaufmann, Universität Bonn (INRES - Gartenbauwissenschaft)

Kooperationspartner: Martin Balmer (DLR), Dr. Eike Lüdeling (ICRAF, Kenia), Prof.  Dr. Jens Gebauer (Hochschule Rhein Waal)

Laufzeit: 2012-2017

Kontakt: Dr. Michael Blanke, E-Mail: mmblanke(at)uni-bonn.de