{"id":520,"date":"2018-03-22T17:44:25","date_gmt":"2018-03-22T17:44:25","guid":{"rendered":"https:\/\/livinginnaturalharmony.com\/de\/?p=520"},"modified":"2018-04-12T19:01:17","modified_gmt":"2018-04-12T19:01:17","slug":"wie-nachhaltig-sind-erdlose-anbausysteme","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/livinginnaturalharmony.com\/de\/2018\/03\/22\/wie-nachhaltig-sind-erdlose-anbausysteme\/","title":{"rendered":"Wie nachhaltig sind erdlose Anbausysteme?"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/span><\/p>\n

In meinem vorherigen Beitrag<\/a> habe ich mir die Literatur zum N\u00e4hrstoffgehalt von Obst und Gem\u00fcse aus erdlosen Produktionssystemen (Hydroponik) angeschaut. Es gibt noch nicht so viele Daten dazu, aber es scheint, dass diese Form der Produktion mit den im Boden produzierten Lebensmitteln Schritt halten kann. W\u00e4hrend ich diesen Beitrag schrieb, fragte ich mich immer mehr, wie umweltfreundlich eine solche Produktion sein k\u00f6nnte. Also werde ich in diesem Artikel zusammenfassen, was ich zu dieser Frage gefunden habe. Da die erdlose Produktion oft im Rahmen von gesch\u00fctztem Anbau in Gew\u00e4chsh\u00e4usern mit Temperatur- und Lichtsteuerung durchgef\u00fchrt wird, werde ich auch auf die Nachhaltigkeit dieser Form eingehen.<\/p>\n

Ressourceneffizienz<\/h2>\n

Mit Ressourceneffizienz meine ich, wie viel von den Inputs f\u00fcr die Produktion einer Fruchteinheit ben\u00f6tigt wird. Die Ressourcen umfassen Wasser, N\u00e4hrstoffe, Substrat, Raum, Energie und andere. Ich gehe einige dieser Faktoren durch, um Vor- und Nachteile hinsichtlich der erdlosen Produktion zu beurteilen.<\/p>\n

Wasser<\/h3>\n

Wenn ein geschlossenes erdloses System verwendet wird, bleibt das Wasser gr\u00f6sstenteils im System und tritt nicht unkontrolliert aus. Ein geschlossenes System ben\u00f6tigt im Vergleich zu offenen erdlosen Systemen oder der konventionellen Produktion im Erdboden viel weniger Wasser, da es nicht im Boden verloren geht und auch die Verdunstung ist geringer [1]. Eine Studie simulierte den Wasserverbrauch einer konventionellen und hydroponischen Salatproduktion und stellte fest, dass das hydroponische System 13 Mal weniger Wasser verbraucht als die herk\u00f6mmliche Produktion [2]. Eine weitere Studie untersuchte den Wasserverbrauch verschiedener Tomatenanbausysteme und stellte fest, dass geschlossene Systeme erheblich weniger Wasser verbrauchen [3]. Auch wenn die Tomaten im Boden eines Gew\u00e4chshauses angebaut wurden, ben\u00f6tigten sie im Vergleich zur Freilandproduktion weniger Wasser.
\nDie Tatsache, dass geschlossene erdlose Systeme eine hohe Wassereffizienz aufweisen, macht sie f\u00fcr Gebiete mit trockenem Klima interessant.<\/p>\n

N\u00e4hrstoffe<\/h3>\n

Wie im vorherigen Artikel<\/a> besprochen, k\u00f6nnen die N\u00e4hrstoffe in geschlossenen erdlosen Produktionssystemen recycelt werden und gehen nicht im Boden und \u00fcber den Wasserfluss verloren. Gleichzeitig ist die Anpassung der N\u00e4hrl\u00f6sung komplex und erfordert typischerweise unterschiedliche Teiln\u00e4hrl\u00f6sungen, die miteinander vermischt werden. Die Herstellung dieser L\u00f6sungen ben\u00f6tigt Ressourcen und Energie, aber auch bei vielen Anbaumethoden mit Erde werden solche D\u00fcngemittel eingesetzt.
\nEine Alternative zu chemisch hergestellten D\u00fcngemitteln sind organische D\u00fcngemittel wie Kompost oder G\u00fclle. In erdlosen Systemen ist die Anwendbarkeit von organischen D\u00fcngemitteln jedoch begrenzt. Zum einen kann es schwierig sein, die N\u00e4hrl\u00f6sung mit einer so komplexen Mischung aus nat\u00fcrlichem D\u00fcnger wie Kompost oder G\u00fclle anzupassen. Zweitens m\u00fcssen einige Komponenten in diesen D\u00fcngemitteln zuerst durch Mikroorganismen umgewandelt werden, bevor Pflanzen sie verwenden k\u00f6nnen. Diese Umwandlung in erdlosen Systemen kann aufgrund der geringeren Anzahl von Mikroorganismen sehr begrenzt sein. Einige Forscher haben jedoch bereits versucht, Mikroorganismen in hydroponische Systeme einzuf\u00fchren, um organische D\u00fcngemittel zu verwenden, und es schien f\u00fcr sie zu funktionieren [4].
\nIm Prinzip k\u00f6nnen die N\u00e4hrstoffe in geschlossenen erdlosen Systemen sehr effizient eingesetzt werden, da die Verluste sehr begrenzt sind, aber es ist unklar, in welchem Ausmass organische D\u00fcngemittel praktisch verwendet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Anbausubstrat<\/h3>\n

Anstelle von Erde wachsen die Pflanzen in erdlosen Systemen in einem Substrat, das den Wurzeln eine gewisse Struktur bietet und als Puffer dient, der einige der verwendeten N\u00e4hrl\u00f6sungen kurzzeitig speichert. Egal welches Substrat in einem erdlosen System verwendet wird, sei es Steinwolle, Torf oder Kokosfasern, es muss irgendwie produziert und transportiert werden. Nach seiner Verwendung wird das Substrat meist entsorgt und dort ergeben sich bei einigen Substraten Bedenken, da sie nicht abgebaut werden, wie Steinwolle [5]. F\u00fcr andere Substrate wie Kokosfasern stellt sich die Frage, ob es \u00f6kologisch sinnvoll ist, sie \u00fcber weite Strecken zu transportieren. F\u00fcr mich scheint es also, dass die Verwendung einer lokalen Ressource wie Erde verglichen mit irgendeinem Substrat immer noch gewisse Vorteile hat. Substrate haben jedoch noch einen weiteren Vorteil: Sie sind typischerweise frei von Bodenlebewesen und enthalten daher keine Krankheitserreger.<\/p>\n

Raum<\/h3>\n

Erdlose Systeme sind sehr flexibel in Bezug auf den Raum. Sie k\u00f6nnen als vertikale G\u00e4rten gestapelt oder auf einer versiegelten Fl\u00e4che gebaut werden. Dies reduziert den Platzbedarf im Vergleich zur klassischen Feldproduktion. Ein Kompromiss k\u00f6nnte sein, Erde wie ein Substrat zu verwenden und sie in Beh\u00e4lter zu geben, wie wir es bereits bei Topfpflanzen tun. Was dann wahrscheinlich keinen grossen Unterschied mehr zwischen einer Produktion mit oder ohne Boden bedeutet. Ein weiterer wichtiger Punkt bei der vertikalen Stapelung von Pflanzen ist jedoch, ob die Pflanzen gen\u00fcgend Licht bekommen, um gut zu wachsen. In vertikalen Strukturen kann das Licht unter Umst\u00e4nden die Pflanzen wegen dem Schattenwurf und der Sonnenbahn nicht optimal erreichen.<\/p>\n

Pflanzenschutz<\/h3>\n

Einer der gr\u00f6ssten Vorteile von erdlosen Systemen ist das Fehlen von bodenb\u00fcrtigen Krankheitserregern. Diese Organismen k\u00f6nnen f\u00fcr die Produktion sch\u00e4dlich sein und zu grossen Verlusten f\u00fchren. Daher ist in der Freilandproduktion die Fruchtfolge sehr wichtig, um die Vermehrung von bestimmter Krankheitserreger zu hemmen. Durch den abwechselnden Anbau von verschiedenen Pflanzenfamilien wird ein Krankheitserreger, der auf einer bestimmten Pflanze gedeiht, abnehmen, wenn keine geeignete Pflanze verf\u00fcgbar ist. In einigen F\u00e4llen muss der Boden mit Dampf oder Chemikalien behandelt werden, um die Krankheitserreger loszuwerden. In der erdlosen Produktion enth\u00e4lt das Substrat keine bodenb\u00fcrtigen Krankheitserreger und somit kann der Pflanzenschutz reduziert werden, aber dies ist noch keine Garantie daf\u00fcr, dass keine Wurzelkrankheiten auftreten. Dar\u00fcber hinaus kann die aquatische Umwelt in erdlosen Systemen andere Arten von Krankheitserregern beg\u00fcnstigen, die normalerweise im Boden nicht vorhanden sind [6].
\nEin Vorteil des gesch\u00fctzten Anbaus in Gew\u00e4chsh\u00e4usern, sei es mit oder ohne Erde, ist eine bessere Kontrolle \u00fcber m\u00f6gliche Kontaminationen mit Krankheitserregern. Wind kann Sporen von Mikroorganismen mit sich bringen, die auf Pflanzen wachsen und Sch\u00e4den verursachen k\u00f6nnen. Regen ver\u00e4ndert das Mikroklima und tr\u00e4gt somit zum Wachstum von Pflanzenpathogenen bei.<\/p>\n

Energie<\/h3>\n

Die Produktion und der Transport von Inputs (z.B. Wasser und N\u00e4hrstoffe) zu den Anbausystemen verbraucht bereits etwas Energie. Die Produktion von Stickstoffd\u00fcnger zum Beispiel ist ziemlich energieintensiv (siehe meinen anderen Beitrag<\/a>). Da geschlossene erdlose Systeme fast keinen Verlust von D\u00fcngemitteln haben, ben\u00f6tigen sie weniger, was wiederum weniger Energie verbraucht. Bei erdlosen Systemen besteht aber ein anderer Energiebedarf. Das Pumpsystem welches die N\u00e4hrl\u00f6sungen zu den Pflanzen bringt braucht st\u00e4ndig elektrische Energie. Dies macht erdlose Systeme sehr abh\u00e4ngig von Strom und im Falle eines Stromausfalls k\u00f6nnen grosse Verluste auftreten.
\nBei der Temperaturkontrolle und der k\u00fcnstlichen Beleuchtung wird zus\u00e4tzliche eine grosse Menge Energie gebraucht. In Gew\u00e4chsh\u00e4usern ist eine Heizung \u00fcblich und oft wird auch eine Zusatzbeleuchtung verwendet. In einigen F\u00e4llen werden Pflanzen nur mit k\u00fcnstlicher Beleuchtung aufgezogen. Eine Studie sch\u00e4tzt, dass eine erdlose Salatproduktion mit Heizung und zus\u00e4tzlicher Beleuchtung zehnmal so viel Salat produziert, aber 80 Mal mehr Energie verbraucht als die herk\u00f6mmliche Produktion [2], was bedeutet, dass die Produktion mit solchen Hydrokulturen viel weniger energieeffizient ist.<\/p>\n

Fazit<\/h2>\n

Um die \u00f6kologische Nachhaltigkeit zu bewerten, m\u00fcssen viele Faktoren ber\u00fccksichtigt werden. Erdlose Systeme verbrauchen weniger Wasser und N\u00e4hrstoffe, wenn sie geschlossen sind, daf\u00fcr ben\u00f6tigen sie aber spezielle Substrate, teure Infrastruktur und viel Energie. Wenn Gew\u00e4chsh\u00e4user beheizt werden und k\u00fcnstliche Beleuchtung genutzt wird, steigt der Energieverbrauch dramatisch an, was die Nachhaltigkeit eines solchen Systems verringert. Aber es h\u00e4ngt auch davon ab, woher die Energie kommt. In einigen F\u00e4llen sind Gew\u00e4chsh\u00e4user mit M\u00fcllverbrennungsanlagen gekoppelt, so dass sie die W\u00e4rmeenergie direkt genutzt werden kann [7]. Die derzeitigen erdlosen Systeme sind auch auf einige wenige wertvolle Nutzpflanzen (z. B. Salat, Tomaten, Erdbeeren) beschr\u00e4nkt und es ist unwahrscheinlich, dass die Pflanzen der drei Grundnahrungsmittel – Weizen, Reis und Mais – in grossem Massstab in endlosen Systemen produziert werden, da die Infrastrukturkosten hoch sind und der Marktpreis f\u00fcr diese drei Kulturen niedrig ist. Zum Beispiel sagt der Agrarforscher Louis Albright von der Cornell University, dass die Verwendung von hydroponischen Systemen mit k\u00fcnstlicher Beleuchtung, um genug Weizen f\u00fcr einen Laib Brot zu produzieren, 23 US $ (!) kosten w\u00fcrde, was weit \u00fcber dem liegt, was wir bereit w\u00e4ren zu zahlen [8].<\/p>\n

In Trockengebieten mit schlechten B\u00f6den, wo sonst keine Nahrung produziert werden kann, k\u00f6nnte eine erdlose Produktion eine Option sein, wenn Energie auch an Ort und Stelle hergestellt werden kann, z. B. durch Photovoltaik. Aber diese unnat\u00fcrlichen Systeme, so produktiv sie auch sein m\u00f6gen, sind auch ziemlich anf\u00e4llig und h\u00e4ngen von sehr spezifischen Produktionsmittel ab. Sie k\u00f6nnen sich nicht selbst erhalten, wie es nat\u00fcrliche Systeme k\u00f6nnen.<\/p>\n

Erdlose Produktion wird manchmal als umweltfreundlich angesehen, weil sie weniger Wasser und N\u00e4hrstoffe verwendet, aber wir sollten vorsichtig sein und versuchen, alle externen Effekte zu ber\u00fccksichtigen. Dennoch finde ich erdlose Systeme interessant und werde deren Entwicklung verfolgen. Gleichzeitig sind sie von nat\u00fcrlichen Systemen weit entfernt und ich denke, dass die Produktion im Boden sehr wichtig bleibt. Daher halte ich es f\u00fcr entscheidend, dass wir weiterhin nach Wegen suchen, Lebensmittel sowohl wasser- als auch n\u00e4hrstoff- und energieeffizient herzustellen. Das k\u00f6nnen Produktionsformen mit oder ohne Erde sein, nichtsdestotrotz sollte die Regeneration unserer besch\u00e4digten B\u00f6den eine hohe Priorit\u00e4t haben, schliesslich wird der gr\u00f6sste Teil unserer Nahrung auf ihnen produziert.
\nLass uns wissen, was du zu diesem Thema denkst!
\nUnd bleib gesund ?
\nChristoph<\/p>\n

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 <\/p>\n

Referenzen<\/h2>\n
\n

[1] Burrage, S. W. (1998). Soilless culture and water use efficiency for greenhouses in arid, hot climates. In International Workshop on Protected Agriculture in the Arabian Peninsula, Doha (Qatar), 15-18 Feb 1998. ICARDA.<\/p>\n

[2] Barbosa, G. L., Gadelha, F. D. A., Kublik, N., Proctor, A., Reichelm, L., Weissinger, E., … & Halden, R. U. (2015). Comparison of land, water, and energy requirements of lettuce grown using hydroponic vs. conventional agricultural methods. International journal of environmental research and public health, 12(6), 6879-6891.<\/p>\n

[3] Pardossi, A., Tognoni, F., & Incrocci, L. (2004). Mediterranean greenhouse technology. Chronica Horticulturae, 44(2), 28-34.<\/p>\n

[4] Shinohara, M., Aoyama, C., Fujiwara, K., Watanabe, A., Ohmori, H., Uehara, Y., & Takano, M. (2011). Microbial mineralization of organic nitrogen into nitrate to allow the use of organic fertilizer in hydroponics. Soil Science and Plant Nutrition, 57(2), 190-203.<\/p>\n

[5] Resh, H. M. (2012). Hydroponic food production: a definitive guidebook for the advanced home gardener and the commercial hydroponic grower. CRC Press.<\/p>\n

[6] Vallance, J., D\u00e9niel, F., Le Floch, G., Gu\u00e9rin-Dubrana, L., Blancard, D., & Rey, P. (2011). Pathogenic and beneficial microorganisms in soilless cultures. In Sustainable Agriculture Volume 2 (pp. 711-726). Springer, Dordrecht.<\/p>\n

[7] https:\/\/www.srf.ch\/sendungen\/kassensturz-espresso\/themen\/umwelt-und-verkehr\/hydrosalat-ist-unter-umstaenden-am-umweltfreundlichsten<\/p>\n

[8] http:\/\/news.cornell.edu\/stories\/2014\/02\/indoor-urban-farms-called-wasteful-pie-sky<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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