Salat braucht nicht unbedingt Erde zum Gedeihen.
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Salat braucht nicht unbedingt Erde zum Gedeihen.

Landwirtschaft

Wege aus der Wasserkrise: Das Gemüsebeet neben der Kläranlage?

Wasser wird knapp. Das stellt auch die deutsche Landwirtschaft vor Probleme. Kläranlagen liefern neben Wasser auch wertvollen Dünger fürs Gemüse - klingt eklig, funktioniert aber.

Von Stefan Guggenberger

Im Zuge des Klimawandels wird Süßwasser in vielen Regionen ein knappes Gut. Geringere Niederschläge, längere Trockenphasen und Hitzeperioden führen dazu, dass weltweit mehr als drei Milliarden Menschen von Wasserknappheit betroffen sind. Verteilungskämpfe um die begehrte Ressource könnten dabei schon bald weltweit aufflammen: Eine Studie der Vereinten Nationen legt nahe, dass der weltweite Bedarf an Frischwasser die verfügbare Menge bis zum Jahr 2030 um 40 Prozent übersteigen wird.

In Deutschland kommt es bisher noch selten zu akuten Engpässen. Im niedersächsischen Lauenau kam allerdings schon im August 2020 aufgrund ausbleibender Niederschläge über ein Wochenende lang die Hähne trocken. Solche Ausfälle sind jedoch meist nur ein Symptom der größeren Problematik hierzulande: In vielen Regionen sinken die Grundwasserstände immer weiter. 2020 ergab eine Messung des Umweltbundesamtes in Hessen, dass die Pegel an 73 Prozent der Messstellen auf einem unterdurchschnittlichen Niveau waren. Ab welchem Stand wird schwindendes Grundwasser zum Problem?

Sinkende Grundwasserspiegel: Genug Wasser für alle ist nicht selbstverständlich

Bisher setzt die Landwirtschaft in Deutschland auf Regen. Nur etwa zwei Prozent der Agrarflächen werden künstlich bewässert und das geschieht in der Regel durch die Entnahme von Grund- oder Flusswasser. Verstetigt sich die Tendenz der geringeren Niederschläge und der steigenden Temperaturen, muss die Landwirtschaft jedoch zunehmend das schwindende Grundwasser nutzen. Für die Zukunft bedeutet das, dass öffentliche Wasserversorgung, Landwirtschaft und Industrie bei der Frischwassernutzung konkurrieren.

Genug Wasser für alle ist also nicht selbstverständlich. Das Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) und die zwölf weiteren Beteiligten am Projektverbund Hypowave wollen daher Abwasser aus Kläranlagen recyclen und für den Gemüseanbau nutzen. Wer bei dem Gedanken erstmal zurückschreckt – ist nicht nötig: „Wir ziehen das Gemüse nicht aus Abwasser, sondern nutzen die enthaltenen Ressourcen und klar gereinigtes Wasser zur Bewässerung“, stellt Martina Winker vom ISOE klar.

Der Projektverbund untersucht die Potenziale eines wassersparenden Konzepts für die Landwirtschaft. Dabei kommt Hydroponik, eine erdlose Kultivierung, zum Einsatz. Die Pflanzen erhalten alle nötigen Stoffe durch eine Nährlösung und werden nicht ins Erdreich eingepflanzt. Winker erläutert: „Hydroponik erlaubt es uns, Wasser effizienter zu nutzen, weil es nicht versickert und wir Kreisläufe bilden können, in denen das Wasser zirkuliert, bis es von den Pflanzen verbraucht wird.“ Zudem können wichtige Nährstoffe wie Phosphor, Stickstoff und Kalium aus dem Abwasser gewonnen werden, die normalerweise durch Dünger zugeführt werden.

Hypowave-Konzept: Gemüsebeete werden neben Kläranlagen gebaut

Die Pflanzen werden beim Hypowave-Konzept in Gewächshäusern angebaut. Um den logistischen Aufwand möglichst gering zu halten, wandert die Pflanzenzucht vom Feld direkt neben die Kläranlage. Dass dieser Ansatz funktioniert, hat Hypowave bereits mit einer Pilotanlage in Hattorf bei Wolfsburg bewiesen. Dort hat der Forschungsverbund mehrere Generationen von Salatköpfen angebaut. „Salat eignet sich für wissenschaftliche Untersuchungen besonders gut, weil er innerhalb von sechs Wochen reif ist und wir so schnell Ergebnisse erhalten haben“, sagt Winker.

Bioökonomie

Schwerpunkt: In unserer Reihe „Zukunft hat eine Stimme“ stellen wir über mehrere Wochen hinweg spannende Forschungsansätze vor und berichten, wie Bioökonomie schon jetzt in der Praxis angewandt wird.

Um die Superkräfte der Algen ging es unter anderem. In den kommenden Ausgaben lesen Sie etwa, wie Batterien nachhaltiger werden und warum kein Palmöl auch keine Lösung sein kann.

WEITERLESEN: Alle Texte des Schwerpunkts finden Sie unter www.fr.de/zukunft. Eine Multimedia-Reportage der Studierenden gibt es hier: www.bioökonomie.info; mehr Infos: www.wissenschaftsjahr.de FR

Für die nächste Projektphase, „Hypowave+“ genannt, sind allerdings andere Pflanzen wie Tomaten prädestiniert. Die Nachtschattengewächse benötigen viel Wärme und sind frostempfindlich, weshalb sie in der Regel in Gewächshäusern und nicht im Freiland angebaut werden. Abwasserrecycling macht diese Aufzucht ökologischer und ökonomischer, da weder Dünger noch zusätzliche Bewässerung nötig sind.

Landwirtschaftsbetriebe profitieren vom Anbaukonzept mit geschlossenen Nährstoff- und Wasserkreisläufen

Hypowave+ wird in größerem Maßstab stattfinden als die Pilotanlage in Hattorf. Denn die dort angebauten Tomaten sollen in ortsansässigen Supermärkten vertrieben werden. Damit sich das Projekt wirtschaftlich lohnt, müsse die Anbaufläche mindestens einen Hektar groß sein, sagt Winker. Die neue Anlage wird in der Nähe von Gifhorn, etwa 20 Kilometer von Wolfsburg entfernt, entstehen. Dort sind die Böden eher sandig und Regenwasser versickert zu schnell. Dabei bleibt das Projekt gezielt im periurbanen Raum, wo Stadt und Land aufeinandertreffen. Dort können Landwirtschaftsbetriebe dann von dem Anbaukonzept mit geschlossenen Nährstoff- und Wasserkreisläufen profitieren. Zudem gibt es einen Absatzmarkt für die erzeugten Lebensmittel. „Für uns ist es jetzt wichtig, in der passenden Nische die Marktreife zu erproben“, betont Winker.

Die Ressource Wasser zu verteilen, ist eine sogenannte Nexusherausforderung, weil sie nicht für sich allein gelöst werden kann. Sandra Schwindenhammer vom Projekt Suskult erläutert: „Zum einen ist die Landwirtschaft auf große Mengen Wasser angewiesen. Zum anderen beeinflusst die landwirtschaftliche Nutzung die Wasserqualität, indem beispielsweise Nitrate in das Grundwasser fließen.“ Wasserpolitik müsse immer im Zusammenhang mit Landwirtschaftspolitik betrachtet werden. Das Verbundprojekt Suskult mit insgesamt 15 beteiligten Gruppen, untersucht ebenfalls die Potenziale des Abwasserrecyclings für die Hydroponik. Anders als Hypowave ist Suskult aber in Städten angesiedelt, also dort, wo nach einer Prognose der UN im Jahr 2050 bis zu 85 Prozent der Bevölkerung leben könnten.

Hypowave: Die Kläranlage als Nährstoffcenter für die Bevölkerung?

„In urbanen Räumen gibt es heute schon Impulse aus der Gesellschaft, Städte als Orte der Lebensmittelerzeugung zu erschließen“, ergänzt Schwindenhammer. Das fange bei Stadtbienen an, gehe über Urban-Gardening und münde darin, dass die Kläranlage zum Nährstoffcenter für die Bevölkerung werde.

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Die Vision von Suskult ist es, eine urbane und zukunftsweisende Landwirtschaft zu entwickeln. „In puncto Effektivität und Nachhaltigkeit sind wir auf einem guten Weg“, glaubt Schwindenhammer. „Um den aus Abwasser gewonnenen Flüssigdünger aber als akzeptierte Lösung in der urbanen Landwirtschaft zu nutzen, müssen gesellschaftspolitische Rahmenbedingungen und bestehende Ressortgrenzen angepasst werden.“ Gemeint ist, dass kein Ministerium, keine Stadt oder Interessensgruppe allein Lösungen durchsetzen kann – egal wie sinnvoll sie sind. Projekte wie Suskult zielen daher nicht darauf ab, das Problem Wasserknappheit rein technisch zu lösen. Sie wollen vielmehr einen Prozess anstoßen: „Wir machen ein Angebot an die Gesellschaft, bei dem die Kläranlage zu einem Nährstoffcenter wird. Damit diese Vision angenommen wird, brauchen wir Rückhalt aus der Bevölkerung, politischen Willen und den Mut, neue Wege zu gehen“, sagt Schwindenhammer.

Für den Schwerpunkt Bioökonomie kooperiert die FR mit der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt (FHWS). Die Texte haben Studierende verfasst. Das Projekt von FHWS und der Universität Würzburg wird im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2020/21 – Bioökonomie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.