Die Auswirkungen des Klimawandels, wie veränderte Wetterbedingungen, extreme Temperaturen und unregelmäßige Niederschlagsmuster, stellen für den Gartenbau eine erhebliche Herausforderung dar. Diese Veränderungen erfordern angepasste Anbautechniken und Sortenauswahl, um den Ertrag und die Qualität der Pflanzen zu sichern. Der bewusste Umgang mit Wasser ist jetzt und in Zukunft unabdingbar. Folgende Akteure suchen stetig gemeinsam nach Lösungen:

• Allen voran entwickeln Gärtnerinnen und Gärtner selbst Ideen: Viele Betriebe sammeln bereits Regen- und Rückflusswasser, investieren in wassersparende Technik oder führen eigene Versuche mit Pflanzen durch.
• Wissenschaft und Forschung: Ob modernste Sensortechnik, digitale Alltagshelfer, Robotik oder Versuche der Wasseraufbereitung – aktuelle Ansätze aus der Wissenschaft versprechen vielfältige Lösungen für den Gartenbau der Zukunft.
• Hand in Hand mit der Industrie: Mittlerweile existiert ein großer Markt an Produkten, die reduzierten Wasserverbrauch bei gleichzeitiger Einsparung von Arbeitszeit versprechen. Auch als Partner bei Forschungsvorhaben spielt die Industrie eine große Rolle, indem sie passgenau das entwickelt, was die Wissenschaft für ihre Projekte benötigt.

In dieser Forschungsübersicht stellt das BZL ausgewählte Ansätze zum wassersparenden Umgang vor, vorrangig aus der angewandten Wissenschaft und Forschung.

Ein Zweig der Forschung im Verbundprojekt „Mitteldeutsche Innovationsregion Obstbau“ (MIRO) befasst sich intensiv mit regionalem Wassermanagement. Ziel ist es, die Wassernutzung noch nachhaltiger und planungssicherer zu gestalten. Dafür simuliert das Team den Wasserbedarf direkt auf Betriebsebene. Gleichzeitig modellieren sie die regionale Wasserverfügbarkeit. So wird auch eine vorausschauende Steuerung von Speicheranlagen angestrebt, um am Ende bessere Wachstumsbedingungen für die Pflanzen zu schaffen.

„HypoWave“ und „HypoWave+“ sind zwei innovative Projekte, die Umweltverträglichkeit und visionäre Ansätze kombinieren: In einem hydroponischen Anbausystem werden Pflanzen in Gefäßen ohne Erde über eine Nährlösung versorgt – unter Hinzunahme von recyceltem Abwasser. Das Abwasser wird in einem mehrstufigen Verfahren mit Mikrosieb, neuartigem Aktivkohlebiofilter, Sandfilter und einem UV-Reaktor qualitativ hochwertig aufbereitet. Das System gewährleistet die Zufuhr von Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor für die Pflanzen. Aktuell wird die erste großtechnische Anwendung des Systems in einem Teil eines 1.600 Quadratmeter großen Gewächshauses der IseBauern GmbH & Co. KG umgesetzt. Die wissenschaftliche Begleitung läuft bis 2025.

Ziel des bis Mai 2024 laufenden Verbundprojektes „Georeferenziertes Sensorgestütztes Daten-Management-System“ (GeoSenSys) war es, die Bewässerungssteuerung im Gemüsebau effizienter zu gestalten. Das dafür entwickelte Modell ANNI (Artificial Neural Network for Irrigation) liefert eine präzise Schätzung des Wasserbedarfs. Das Forschungsbeispiel zeigt, wie künftig durch KI Wasserverschwendung vermieden und die Pflanzengesundheit sowie der Ernteertrag optimiert werden können.

Ressourcenschonend und zukunftsorientiert ist auch das Projekt „NutzWasser“, das in einem Forschungsverbund bei der Stadt Schweinfurt angesiedelt ist. In einem vierstufigen Reinigungsprozess konnte Abwasser so weit aufbereitet werden, dass es als alternative Wasserressource für die Bewässerung im urbanen Grün und in der Landwirtschaft zum Einsatz kommen kann. Das derzeitige Folgeprojekt „Demonstration eines Nutzwassereinsatzes für eine alternative Bewässerung städtischen Grüns“ fokussiert sich auf die Rückführungswege des gereinigten Wassers in die Stadt Schweinfurt.

Regengärten kombinieren als Bestandteil der blau-grünen Infrastruktur die ästhetische Gestaltung eines Staudenbeetes mit der funktionalen Eigenschaft einer Versickerungsanlage. Sie können den Niederschlag vor Ort zurückhalten und zeitversetzt versickern. Dadurch können Überflutungen und Erosion in urbanen Gebieten verringert werden. Die darin gepflanzten Staudenmischpflanzungen haben nicht nur eine ästhetische Funktion, sondern können auch zur Verdunstung beitragen, was das Mikroklima verbessert und die Luftfeuchtigkeit reguliert. In der aktuellen Versuchs- und Demonstrationsanlage in Dresden-Pillnitz werden konventionelle Staudenmischpflanzungen auf ihre Eignung in verschiedenen Versickerungsmulden und deren Bauweisen getestet.

Fünf Praxisbetriebe vom Niederrhein waren maßgeblich an der Entwicklung des funk- und sensorbasierten „Nursery Stock Growing Support System" (NSGSS) beteiligt. Fazit der Entwicklung und Testung: Es konnten valide Werte der Feuchtigkeitsmessung im Blumentopf ab einer Größe von zehn Zentimetern und die Datenübertragung in große Entfernung erreicht werden. Die Vorteile für Betriebe des Zierpflanzenbaus liegen klar auf der Hand: Die Fachkräfte werden bei der Feuchtekontrolle der Pflanzen auf dem Feld unterstützt und das über größere Entfernungen vom Stammbetrieb. Zudem ergibt sich ein hohes Einsparungspotenzial der Ressource Wasser, weil das System die Bewässerungsempfehlung an dem tatsächlichen Bedarf der Pflanzen ausrichtet.

In Zeiten des Klimawandels stehen auch Friedhofsgärtnerinnen und Friedhofsgärtner vor großen Herausforderungen, insbesondere wenn es um die nachhaltige Bewässerung von Pflanzen und Grünflächen geht. Obwohl die Gartenbausparte häufig nur begrenzte öffentliche Mittel für wissenschaftliche Projekte erhält, zeigt diese ein hohes Maß an Eigeninitiative, um effektive Bewässerungskonzepte zu entwickeln:

Klimaversuchsfelder in Wiesbaden seit 2021: Auf drei Wiesbadener Friedhöfen (Süd, Nord, Biebrich) existieren 72 Versuchsparzellen. Blühende Sommerpflanzen, verschiedene Substrate, Bodendecker und Stauden werden dort auf ihre Trockenheitsverträglichkeit getestet. Das Hauptziel des langfristigen Vorhabens lautet: Es sollen Pflanzen gefunden werden, die in Verbindung mit geeigneten Substraten wenig Gießwasser benötigen. Die Testphasen der Jahre 2022 und 2023 lieferten bereits wertvolle Erkenntnisse, die in ein Folgeprojekt mündeten: „Wiesbadener Friedhöfe Torffrei 2025“.

Im Zentrum der neu entwickelten gärtnerbetreuten Grabanlage „Baumerbe – Ein Grab am Zukunftsbaum“ steht ein neu gepflanzter Baum mit hoher Trockenstresstoleranz und Hitzeresistenz. Um das Wasser effizient zu nutzen, liegt der Mittelpunkt der Grabanlage etwas tiefer als die Umrandung, was das Auffangen von Regenwasser fördert. Auf eine Wechselbepflanzung im Frühjahr, Sommer und Herbst wird verzichtet, was die Pflege erleichtert und Ressourcen spart. Bei der flächigen Begrünung wird auf trockenresistente Pflanzarten geachtet. Die Begrünung trägt zusätzlich dazu bei, die Wasserverdunstung zu verringern und somit den Wasserverbrauch zu reduzieren.

Wie im Maßnahmenpaket „Zukunft Gartenbau“ betont, sind die Betriebe des Gartenbaus keine reinen Wasserverbraucher, sondern „produzieren mit dem Wasser Nahrung und Wohlfahrtseffekte“. Ob der Produktionsgartenbau oder der Dienstleistungsgartenbau – um die gärtnerischen Leistungen aufrechtzuerhalten, ist die Verfügbarkeit von Wasser essentiell. Spartenübergreifend erarbeiten Betriebe bereits jetzt Hand in Hand mit Wissenschaft, Forschung und Industrie vielfältige Lösungen, um Wasser einzusparen und effektiver zu nutzen.

Diese Übersicht zeigt vielfältige Ansätze vorrangig aus Wissenschaft und Forschung auf und ermöglicht so einen Blick in die Zukunft des Gartenbaus. Diese Zukunft setzt verstärkt auf Technologien wie Sensoren, KI, automatisierte Bewässerungssysteme, Wiederverwendung von Abwasser oder trockenresistente Pflanzen. Kontinuierliche Forschung und Innovation sind erforderlich, um nachhaltige und effiziente Bewässerungslösungen zu entwickeln. Die Einbindung gartenbaulicher Betriebe mit ihrer Expertise und ihren konkreten Bedürfnissen ist bei der Lösungssuche elementar. Ein starker Wissenstransfer in die Praxis ist unerlässlich für den langfristigen Erfolg wissenschaftlicher Forschungsaktivitäten.