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Im Rahmen des Forschungsprojektes „LemnaProtein“ wird ein standardisierter Produktionsprozess für Wasserlinsen an der Hochschule Osnabrück entwickelt. Durch die Produktion der Wasserlinsen in einem hydroponischen Kultursystem und der anschließenden Nutzung der Wasserlinsen als alternative Proteinquelle im Tierfutter für Monogastrier sollen Nährstoffkreisläufe geschlossen werden. Das Wachstum und die chemische Zusammensetzung der Wasserlinsen können durch verschiedene Umweltfaktoren beeinflusst werden. Zu den wichtigsten Einflussgrößen gehören die Wachstumsfaktoren: Nährstoffangebot, Temperatur, pH-Wert, Licht und Photoperiode. Da der Anbau in einem vertikalen System geplant wird, ist eine Zusatzbelichtung erforderlich. Zur Überprüfung des Einflusses des Lichtspektrums und der Lichtintensität auf die Pflanzenperformance von Wasserlinsen wurde im Sommer 2020 ein Versuch mit zwei Arten (siehe Abb. 1) durchgeführt.
Significance and Vision of Nutrient Recovery for Sustainable City Food Systems in Germany by 2050
(2021)
Within this paper, the authors explain their transdisciplinary vision of nutrient recovery for sustainable urban plant cultivation in Germany from different but complementary perspectives (SUSKULT vision). Nowadays, the demand for fresh, healthy, locally and sustainably produced food in German urban areas is constantly increasing. At the same time, current agricultural systems contribute significantly to exceeding the planetary boundaries. The disruption of the phosphorus and nitrogen cycles in particular stands out from the manifold effects of modern food production on the Earth system. One central issue that will have to be faced in the future is how increased yields in agriculture will be achieved with high-energy requirements in fertilizer production and pollution of water and soil by phosphorus and reactive nitrogen. City region food systems (CRFS) can be a solution to overcome these issues. Nevertheless, to ensure sustainable CRFS, innovative technologies and methods need to be developed, including nutrient and energy recovery and adapted horticultural cultivation methods that fit complex urban dynamics. Such new strategies need to be integrated in long-term social and political transformation processes to enhance acceptance of food produced by recyclates. The joint contribution of experts from the wastewater, horticultural, and political sciences, together with industrial and societal sector actors, is critical to reach these objectives. The overarching goal of SUSKULT’s vision is the establishment of the field of urban circular agricultural production
as an innovative sector of the bio-based economy in Germany.
Die pflanzenbauliche Produktion in hydroponischen Systemen zählt zu den intensivsten Anbauverfahren zur Erzeugung von Nahrungsmitteln. Die Kreislaufschließung und die damit verbundene Rezirkulation der Nährlösung birgt jedoch ein bisher vernachlässigtes Risiko: die Anreicherung migrierender Problemstoffe in der Nährlösung und den Pflanzen. Die Systemkomponenten, zu denen meist Kunststoffbasierte Rinnen gehören, bestehen u.a. aus Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyethylen (PE), die derzeit nicht spezifischen gesetzlichen Anforderungen für den Anbau von Nahrungspflanzen unterliegen. Es ist unklar, wie diese Materialien durch den Kulturführungsprozess beeinflusst werden oder wie sie die Pflanzenperformance und -qualität durch freigesetzte Leachables wie beispielsweise Antioxidantien und Stabilisatoren beeinträchtigen. Das Forschungsprojekt HYDROFARM@material untersucht die Interaktionen zwischen Kunststoffmaterialien und Pflanzen. Die Methodik umfasst die Charakterisierung hydroponischer Systeme und die Extraktion und Analyse der Kunststoffkomponenten. Zusätzlich wird die Pflanze-Material-Interaktion mit Fokus auf Leachables und deren Einfluss auf die Pflanzen untersucht. Ziel ist es, die Auswirkungen dieser Materialinteraktionen auf die Pflanzenperformance zu ermitteln und einen Richtlinienkatalog für den nachhaltigen Einsatz von Kunststoffen, die sowohl Recyclingfähigkeit als auch ressourcenschonende Herstellung berücksichtigen, in hydroponischen Systemen zu entwickeln. Die Erforschung dieser Interaktionen soll nicht nur die Qualität und Sicherheit der Erzeugnisse verbessern, sondern auch zur Ressourceneffizienz und Langlebigkeit der Systeme beitragen. Langfristig strebt das Projekt eine Standardisierung und Optimierung des Materialeinsatzes in hydroponischen Kultursystemen an, um eine nachhaltige und sichere Lebensmittelproduktion zu gewährleisten.