Wasser ist ein kostbares Gut und sorgt nicht selten für Nutzungskonflikte. Denn die für Mensch, Tier und Pflanze lebenswichtige Ressource gerät durch Klimawandel, Urbanisierung und Verschmutzung zunehmend unter Druck. Die Landwirtschaft als Haupternährungsproduzent verursacht Experten zufolge allein 70% des globalen Wasserverbrauchs. Nicht nur in warmen Regionen wie Spanien, auch in Deutschland kommt es durch Dürre und Hitze schon heute zu Engpässen bei der Bewässerung und damit zu Ertragseinbußen. Um Nutzungskonflikte zu vermeiden, sind alternative Lösungen gefragt. Für den Pflanzenbau gibt es nun ein neues Bewässerungskonzept.

Im Verbundprojekt „Einsatz hydroponischer Systeme zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung (HypoWave) haben 13 Partner aus Forschung und Wirtschaft Abwässer für den nachhaltigen Pflanzenbau ins Visier genommen. Das Vorhaben wurde vom Bundesforschungsministerium im Rahmen der Fördermaßnahme Wave unterstützt. Ziel war es zu klären, ob der Einsatz von recyceltem Abwasser den hohen Wasserbrauch in der landwirtschaftlichen Produktion reduzieren kann und ob aus dem Abwasser gewonnene Nährstoffe für die Produktion verschiedener Gemüsesorten und Zierpflanzen nutzbar sind.

Hydroponisches Verfahren durch Abwassernutzung optimiert

Auf dem Gelände der Kläranlage in Hattorf bei Wolfsburg wurde dafür eigens ein Gewächshaus zum Gemüseanbau errichtet. Im Pilotprojekt drehte sich alles um den hydroponischen Anbau von Salatpflanzen, das heißt, die Pflanzen wurden ohne Erde in Gefäße gebracht und ausschließlich mit einer Nährstofflösung versorgt. „Das Besondere am bodenlosen hydroponischen Pflanzenbau in unserer Pilotanlage ist, dass wir das ohnehin wassersparende Verfahren durch den Einsatz von speziell aufbereitetem Abwasser erfolgreich optimieren konnten“, so Projektleiter Thomas Dockhorn von der Technischen Universität Braunschweig. Das aufbereitete Abwasser wurde zuvor in der Kläranlage in einem mehrstufigen Verfahren behandelt und hygienisiert .

Win-win-Situation für Landwirte und Abwasserentsorger

Mit dem Hypowave-Verfahren haben die Forscher nicht nur eine ungenutzte Wasserquelle für den Pflanzenbau erschlossen. Sie konnten auch zeigen, dass sich die Salatpflanzen für die weitergehende Abwasserreinigung eignen, weil sie Stickstoff und Phosphor aufnehmen. Dockhorn spricht von einer Win-win-Situation für Landwirtschaft und Abwasserentsorger. „Für die Umsetzung des HypoWave-Verfahrens sind jetzt landwirtschaftliche Betriebe mit Innovationsinteresse gefragt“, ergänzt Projektkoordinatorin Martina Winker vom ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung in Frankfurt am Main.

Das Verfahren eignet sich nicht nur für den Salatanbau, sondern auch für andere Gemüsearten wie Gurken, Paprika und Tomaten, betonen die Forscher. Vor allem ländliche Gegenden mit regionaler Wasserknappheit und Kläranlagen ohne nennenswerte industrielle Einleitung sowie Länder mit chronischem Wassermangel könnten demnach von dem neuen Bewässerungskonzept profitieren.

Mehrstufiges Risikomanagement empfohlen

Untersuchungen der im Projekt genutzten Abwässer ergaben, dass weder das recycelte Wasser noch die Salate mikrobiell belastet sind. Damit das in der Praxis später auch gelingt, rät das Team schon bei der Wahl der Kläranlage darauf zu achten, dass so wenig wie möglich Abwässer von Industrieanlagen einfließen. Empfohlen wird ein mehrstufiges Risikomanagment - beginnend bei Arbeitshygiene und Arbeitsschutz über zusätzliche Elemente wie eine UV-Bestrahlung des Bewässerungswassers bis hin zur strikten Trennung von Wasser- und Pflanzensphäre. Schließlich liefert das Projektteam auch Tipps, wie sich solch ein Gewächshaus ästhetisch in die Landschaft einbetten lässt, ohne Ökosystemleistungen der Landschaft zu gefährden.

bb