Das perfekte Gewächshaus

Von KLARA KEUTEL

08.06.2018 · Die konventionelle Landwirtschaft steckt in der Krise. Auch der Ökoanbau kann nicht alle Probleme lösen. Warum nicht gleich auf Hightech umstellen? Wie das geht, machen die Holländer vor.

E in Treibhaus ist eine Welt für sich. Das eine warm und feucht, das nächste erfrischend kühl. Das Winterlicht-Gewächshaus ist heller als die anderen, seine besonders großen milchigen Gläser zerstreuen das einfallende Sonnenlicht effektiver. In einem anderen wachsen die Pflanzen unter pinkfarbenem LED-Licht. Tomaten, Gurken, Paprika, Salat, selbst Papaya und seit ein paar Jahren sogar Vanille werden an der Universität Wageningen zu Forschungszwecken angebaut. Hummeln fliegen eifrig um die Pflanzen, an den Stämmen hängen kleine Beutel mit Insekten, die Schädlinge auf natürliche Art bekämpfen sollen.

„Eine stehende Armee“, nennt sie Caroline van der Salm. Sie ist Teamleiterin der Forschungsgruppe Plant Health, Soil and Water und führt uns durch die Anlagen. „Hier experimentieren wir mit dem Geschmack der Tomaten“, erklärt sie im Vorbeilaufen. „Und hier“, sie zeigt in ein Gewächshaus mit kranken Pflanzen, „testen wir neue Pflanzenschutzmittel.“

In Bleiswijk reiht sich ein Gewächshaus an das andere. Aus der Luft betrachtet gleicht das Ganze einem Meer aus Glas. Die kleine Gemeinde ist eines der Ballungszentren für Gemüse- und Blumenanbau im Westen der Niederlande, nur zwanzig Kilometer entfernt von Rotterdam und Den Haag. Saatgutproduzenten, Gemüse-, Obst- und Blumenzüchter, Forscher und Logistikunternehmen arbeiten hier auf engstem Raum zusammen. Auch die Abteilung Gartenbauforschung der Wageningen-Universität ist hier angesiedelt. Mehr als achtzig Wissenschaftler beschäftigen sich mit neuen Anbautechniken, Pflanzengesundheit, Qualität und Nachhaltigkeit. Kaum irgendwo sonst sind so viele Experten an einem Ort versammelt.

Eine der vielen Forschungsparzellen in Bleiswijk. Die kleine Gemeinde ist eines der Ballungszentren für Gemüse- und Blumenanbau im Westen der Niederlande. Foto: Klara Keutel
Die Abteilung Gartenbauforschung der Wageningen-Universität ist hier angesiedelt. Foto: Klara Keutel
Tulpen bis zum Horizont. Auch ein Forschungsfeld in Bleiswijk. Foto: Klara Keutel

Die braucht es auch. Denn es bleibt eine große Frage, wie mit möglichst geringem Ressourceneinsatz und minimalen negativen Auswirkungen auf die Umwelt ausreichend Nahrung produziert werden kann. „Landwirtschaft ist nicht natürlich“, betont van der Salm. Über Jahrtausende hinweg gezüchtete und optimierte Nutzpflanzen, großflächiger Anbau in Monokulturen – das alles hinterlässt deutliche Spuren. Kontaminiertes Grundwasser, degradierte Anbauflächen, hoher Verbrauch fossiler Energieträger, Abholzung der Regenwälder und Insektensterben sind die Folge.

Die Niederländer könnten einen Teil der Antwort bereits gefunden haben. Zumindest für bestimmte Produkte wie frisches Gemüse. Im September 2017 veröffentlichte der Gartenbauverband LTO Glaskracht Nederland das Buch „Vorwärts Mars(ch)“. Dort steht beschrieben, was als Inspiration für den Gartenbau der Zukunft dienen soll: das Kreislaufgewächshaus. Ein Gewächshaus, das ein gesundes, wenn auch künstliches Ökosystem darstellt, das die Umwelt so wenig wie möglich belastet. Wasser, Nährstoffe, Energie und Kohlendioxid werden mit höchster Effizienz eingesetzt, Stoffkreisläufe möglichst geschlossen. Das Kreislaufgewächshaus soll erneuerbare Energien nutzen, selbst zum Energieproduzenten werden und als integraler Teil des städtischen Metabolismus funktionieren. Der sprachliche Bezug zum Mars ist kein Zufall: Er ruft in Erinnerung, dass die Menschheit nicht nur im Weltraum mit limitierten Ressourcen operiert.

D er holländische Tomatenzüchter Peter Duijvestijn hat die Pflanzen in seinem Familienbetrieb einmal mit Profisportlern verglichen. Auch sie können nur unter perfekten Bedingungen zu Bestform auflaufen. Wasser, Nährstoffe, Kohlendioxid, Wärmeenergie und Licht müssen in exakt der richtigen Menge und Zusammensetzung vorhanden sein. „Die Anbauer wollen genau verstehen, was die Pflanze benötigt. Und die Variablen im Gewächshaus entsprechend anpassen“, sagt Maren Schoormans, Manager für Gartenbau bei Priva, dem Marktführer im Bereich intelligenter Gewächshaustechnik. Priva stattet Gewächshäuser mit Sensoren aus, misst alles von Temperatur, Sonneneinstrahlung, Lichtmenge und Luftfeuchtigkeit bis hin zu Nährstoffkonzentration und Wasseraufnahme. Das erlaubt die genaue Abstimmung Zigtausender Parameter auf das Pflanzenwohl. Und es hilft, Ressourcen wie Wasser und Nährstoffe präzise zu dosieren und zurückzugewinnen.

Tomaten, Paprika und Gurken werden mittlerweile fast ausschließlich in Substrat angebaut. Am häufigsten wird Steinwolle verwendet, aber auch Kokostorf und Perlite kommen zum Einsatz. Foto: Klara Keutel

Techniken wie diese haben dazu beigetragen, dass der Energieverbrauch pro Quadratmeter Gemüseanbaufläche in den vergangenen Jahren deutlich gesunken ist. „Für die Tomatenzucht werden nur noch 15 Kubikmeter Gas pro Quadratmeter und Jahr verwendet“, sagt van der Salm. Es waren einmal 60. Gleichzeitig sei die Produktion von 55 Kilogramm pro Quadratmeter auf 70 Kilogramm angestiegen, sogar 100 Kilogramm seien vereinzelt realisiert worden. Zum Vergleich: In Spanien werden durchschnittlich 20 Kilogramm geerntet. Auch der Wasserkonsum konnte deutlich verringert werden. „95 Prozent des Wassers werden bereits im Gewächshaus wiederverwendet“, sagt van der Salm. In einer der Forschungsparzellen in Bleiswijk wird bereits die gesamte Wassermenge recycelt.

Noch vor ein paar Jahren war es gang und gäbe, dass Gewächshäuser ihr Abwasser ins Oberflächenwasser entsorgten. In Gegenden mit intensivem Gartenbau enthielt es dann deutlich mehr Stickstoff, Phosphor und chemische Pestizide als zugelassen. „Seit diesem Jahr ist Abwasserreinigung verpflichtend, von 2027 an dürfen keinerlei Schadstoffe mehr abgeführt werden.“


„95 Prozent des Wassers werden bereits im Gewächshaus wiederverwendet“
Caroline van der Salm

Ebenso wichtig ist, dass die Pflanze gesund bleibt. Tomaten, Paprika und Gurken werden mittlerweile fast ausschließlich in Substrat angebaut. Am häufigsten wird Steinwolle verwendet, aber auch Kokostorf und Perlite kommen zum Einsatz. Substrat hat den Vorteil, dass es steriler ist als klassischer Nährboden. Schädlinge und andere Plagen finden so seltener Einzug ins Gewächshaus. Auch kann es einfacher desinfiziert und der Wasser- und Nährstoffgehalt genauer überwacht werden. Saatgutunternehmen forschen zudem an immer resistenteren Samen. Chemische Pestizide werden zunehmend als Ultima Ratio gesehen. „Ich könnte mir vorstellen, dass man sie künftig nur noch auf Rezept bekommt, wenn eine akute Plage nicht anders unter Kontrolle gebracht werden kann“, sagt van der Salm.

Zu siebzig Prozent kommen schon heute biologische Schädlingsbekämpfer zum Einsatz. Die werden seit den 60er Jahren von der Firma Koppert Biological Systems produziert. Im Gewächshaus der Wageningen-Universität, aber auch bei Duijvestijn Tomaten sieht man kleine Tütchen an den Pflanzen hängen. Nach und nach schlüpfen daraus Wespen, Fliegen, Milben und Käfer und machen sich über Schädlinge her. Hier und da steht außerdem eine Hummel- oder Bienenkiste. Natürliche Bestäubung im Gewächshaus wird von vielen Betreibern bevorzugt. Der Ertrag ist besser, und es schwirren weniger Pollen durch die Luft, die das Klima in den Treibhäusern verderben könnten.

F ür Rob Baan ist eine gesunde Pflanze noch mehr. Mit seinem Unternehmen Koppert Cress baut er auf mehr als zehn Hektar in modernsten Gewächshäusern Kresse an. Gartenkresse, Brokkolikresse, Daikonkresse, mehr als dreißig verschiedene Sorten sind im Angebot. Das Mikrogemüse ist nicht nur schmackhaft und dekorativ, sondern soll auch besonders gesund sein. „Bestimmte Nährstoffe kommen in den jungen Blättern in viel größerer Konzentration vor als in der ausgewachsenen Pflanze“, erklärt Baan. Brokkolikresse enthält beispielsweise neunzig mal mehr von dem Antioxidans Sulforaphan als gewöhnlicher Brokkoli. Unter Sterneköchen sind die Kressen sehr beliebt, 70 000 Restaurants beliefert der Hobbykoch jedes Jahr. Baan spricht gerne über die Ernährungsrevolution, die er vorantreiben will. Mehr Gemüse, weniger Fleisch, stärkerer Fokus auf gutes, nährstoffreiches Essen.

Wasser, Nährstoffe, Energie und Kohlendioxid werden mit höchster Effizienz eingesetzt, Stoffkreisläufe möglichst geschlossen. Foto: Klara Keutel

Baan ist außerdem Vorreiter in der Anwendung innovativer Technologien. Seine Gewächshäuser sind wahre Hightech-Konstrukte. Eine LED-Beleuchtung taucht die Anbauflächen in strahlendes Pink. Er war einer der Ersten, die mit diesem Licht experimentierten. Rotes Licht ist gut für die Nährstoffbildung, blaues Licht hält die Pflanzen klein und kompakt. Bei Kresse ist das gewünscht. Zudem sind LED-Lichter effizienter und produzieren weniger Abwärme.


„Pflanzen verwenden eigentlich nur ein Prozent des Sonnenlichts. Wenn man genau weiß, welche Wellenlängen und Lichtintensität die Pflanzen in welchem Stadium brauchen, kann man Licht viel effizienter und zielgerichteter einsetzen.“
Maren Schoormans, Manager für Gartenbau bei Priva

Auch Maren Schoormans ist begeistert von der Technologie. „Pflanzen verwenden eigentlich nur ein Prozent des Sonnenlichts. Wenn man genau weiß, welche Wellenlängen und Lichtintensität die Pflanzen in welchem Stadium brauchen, kann man Licht viel effizienter und zielgerichteter einsetzen.“ Die auf derartige Lichtanwendungen spezialisierte Firma Hortilux hat LED-Lichtapparaturen für Gartenbauer seit 2008 im Sortiment. „Damit waren wir die Ersten“, sagt der Manager Ronald Monster. Und obwohl diese Art der Beleuchtung noch deutlich teurer ist als traditionelle Natriumdampflampen, wird schon ausgiebig experimentiert.

Auf der Suche nach dem optimalen Licht: In Anbaucontainern wie diesem können Gemüsezüchter gezielt experimentieren. Foto: Klara Keutel

Das perfekte Lichtrezept ist der neue heilige Gral der Gemüsezucht. Welche Mischung bewirkt die gewünschte Blattgröße, Wuchsgeschwindigkeit, Wurzelentwicklung, Nährstoffgehalt und Geschmack? Gemeinsam mit Green Simplicity hat Hortilux für diese Experimente eine Klimazelle entwickelt. Ein geschlossenes Anbausystem in einem handlichen Container von 15 bis 20 Quadratmetern kostet rund 80 000 Euro. Alle Anbauparameter können genau eingestellt und konstant gehalten werden. Die Zellen sind mit LED-Lichtern in Rot, Dunkelrot, Weiß und Blau ausgestattet. Im World Horti Center, einem kürzlich eröffneten Innovationszentrum für Gartenbau, wächst über mehrere Etagen verteilt Basilikum jeweils unter einer anderen Lichtmischung. Ob man den Unterschied schmeckt? „Absolut!“, sagt Ronald Monster. „Der hier“, er zeigt ins oberste Regal, „schmeckt scheußlich. Die anderen sind besser.“ Unterschiedlich groß sind die Pflanzen auch.

Solche Klimazellen sind auch aus anderer Sicht interessant: Sie lösen in einem logisch nächsten Schritt das Hightech-Gewächshaus ab und treiben die technischen Eingriffsmöglichkeiten und Kontrolle über die Stoffströme auf die Spitze. „Das ist die Zukunft des Gartenbaus“, sagt auch Maren Schoormans. Nichts kann mehr entweichen, Wasser, Nährstoffe und Kohlendioxid können praktisch komplett zirkulieren und wiederverwendet werden. Der Anbau ist Tag und Nacht und zu jeder Jahreszeit möglich. Pestizide werden nicht mehr benötigt, denn halbwegs steril ist der Container auch.

Solche Klimazellen sind auch aus anderer Sicht interessant: Sie lösen in einem logisch nächsten Schritt das Hightech-Gewächshaus ab und treiben die technischen Eingriffsmöglichkeiten und Kontrolle über die Stoffströme auf die Spitze. „Das ist die Zukunft des Gartenbaus“, sagt auch Maren Schoormans. Nichts kann mehr entweichen, Wasser, Nährstoffe und Kohlendioxid können praktisch komplett zirkulieren und wiederverwendet werden. Der Anbau ist Tag und Nacht und zu jeder Jahreszeit möglich. Pestizide werden nicht mehr benötigt, denn halbwegs steril ist der Container auch.

Zuletzt ist es sogar gelungen, Hummeln in einem solchen Container zu kultivieren. Bisher hatte der Mangel an UV-Licht zum Orientierungsverlust der Insekten geführt. Doch das Problem sei jetzt gelöst. „Der Energieverbrauch ist derzeit allerdings noch ein Problem“, gibt er zu. „Wir verwenden ausschließlich künstliches Licht, der Container muss auf konstanter Temperatur gehalten und entfeuchtet werden.“ Dann hinge es davon ab, wie die Energie produziert wird. „Wenn wir zukünftig wie geplant unsere Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen, steht dem Indoor-Gewächshaus nichts mehr im Wege.“ Außer vielleicht der Preis, denn der beträgt laut Schoormans noch das Zehnfache von einem modernen Gewächshaus: etwa 25 Millionen Euro pro Hektar.

A uch die traditionellen niederländischen Gewächshäuser sind große Energiefresser. Im Sommer müssen sie gekühlt werden, im Winter geheizt. Zudem wird immer häufiger künstlich beleuchtet. Erdgas ist nach wie vor die gängigste Heizquelle. Das wird derzeit rund um Groningen gefördert und ist vergleichsweise preiswert. Nachhaltige Energiequellen dagegen decken nur etwa sechs Prozent der nationalen Energieversorgung in Holland. Der Gartenbausektor liegt sogar noch darunter. Damit stehen die Niederländer auf dem vorletzten Platz in Europa. Deswegen - und auch, weil Groningen immer wieder von Erdbeben heimgesucht wird - beschloss die niederländische Regierung den Gasausstieg. Ende März bestätigte Ministerpräsident Rutte in einer Pressekonferenz: Von 2030 an soll in der Provinz Groningen kein Erdgas mehr gefördert werden, bis 2050 der Umstieg auf hundert Prozent erneuerbare Energien vollzogen sein. Die Gewächshausindustrie gibt sich selbst noch ambitionierter: Bis 2040 sollen die Gewächshäuser klimaneutral und nur noch mit Erneuerbaren versorgt werden. Wie das gelingen könnte, haben Rob Baan und die Duijvestijns bereits vorgemacht: Beide heizen schon jetzt nur noch in Ausnahmesituationen mit Gas.

Herkömmliche Gewächshäuser in den Niederlanden Foto: picture alliance

Die Duijvestijns begannen 2010 mit den ersten Erdwärmebohrungen. Seitdem nutzen sie das warme Wasser, das aus zweitausend Meter Tiefe hochgepumpt wird. „Das war unser größter Schritt in Richtung nachhaltige Produktion“, sagt Ted Duijvestijn, einer der Vorstände des Familienbetriebs. Pro Jahr würden so zirka 4,5 Millionen Kubikmeter Erdgas eingespart. Das entspricht dem Gasverbrauch von ungefähr viertausend Haushalten. Duijvestijns Gewächshäuser gehören außerdem zu denen, die Rest-Kohlendioxid aus der Industrie beziehen. Damit wird die Gewächshausluft bereichert, um das Pflanzenwachstum zu befördern. OCAP, eine eigenständige Tochterunternehmung von Linde Gas Benelux und Volker Wessels, nutzt seit dem Jahr 2005 eine brachliegende Ölpipeline, um jährlich 500 000 Tonnen CO₂ aus einer Shell-Raffinerie und einer Bioethanolanlage abzufangen und zu den Gewächshäusern zwischen Rotterdam und Amsterdam zu liefern. Das bringt gleich doppelt Vorteile. Denn alternativ müssten die Gemüsezüchter selbst Kohlendioxid herstellen, indem Erdgas verbrannt wird. In Zukunft soll das System noch ausgebaut werden, denn die Nachfrage nach Restkohlendioxid steigt.

Auch Rob Baan macht sich den Untergrund zunutze. In wasserführenden Gesteinsschichten 175 Meter unter der Erde speichert er im Sommer warmes Wasser, das im Winter zum Heizen verwendet werden kann. Und im Winter kaltes Wasser, das im Sommer zum Kühlen genutzt wird. So entsteht ein thermischer Kreislauf. Benötigt werden dafür zwei unterirdische Speicher, Wärmetauscher und Wärmepumpen sowie ein Heizsystem, das mit niedrigen Temperaturen arbeiten kann. „Jedes Jahr sparen wir auf diese Weise mehr als 550 000 Kubikmeter Gas“, erklärt Baan.

Im Gewächshaus weist Baan auf die weißen Schächte zwischen den Pflanztischen. „Die saugen die warme Luft ein, die wiederum ihre Wärme an Wasser abgibt. Das wird abgeführt und gespeichert. Die abgekühlte Luft wird am Boden des Gewächshauses wieder ausgeblasen.“ Das verbessere die Luftzirkulation, und es muss weniger gelüftet werden. Das wiederum sorgt dafür, dass das für die Pflanzen so wichtige Kohlendioxid im Gewächshaus bleibt. Selbst die geringe Abwärme der LED-Beleuchtung wird in Wasser aufgefangen. Die Sonnenkollektoren auf dem Dach erwärmen es zusätzlich auf bis zu 45 Grad, bevor es unter Tage gespeichert wird

Die Energiesysteme von Koppert Cress und Duijvestijn Tomaten sind ein Beispiel für die energetische Zukunft, wie sie sich Gartenbauverband LTO Glaskracht Nederland vorstellt. Der Geothermie wird allgemein ein großes Potential zugesprochen. Zwar teuer und nicht ohne jedes Risiko, aber eine nachhaltige Energiequelle, die über lokale Wärmenetze auch ganze Gewächshauskolonien sowie anliegende Wohngebiete, Schwimmbäder und Unternehmen versorgen kann. Sechzehn Erdwärmequellen sind im Gartenbausektor bereits in Betrieb genommen worden. Das spart 75 Millionen Kubikmeter Gas und entspricht drei Prozent der gesamten Wärmenutzung. Bis 2040 sollte sich die Anzahl auf 65 erhöhen und mehr als die Hälfte der nachgefragten Wärme liefern. Restwärme aus den benachbarten Industriegebieten und aus Rechenzentren gilt als weitere Option.

Optimal gewachsene, klimaneutrale, wohlschmeckende Tomaten, Paprika und Peperoni. Foto: Klara Keutel

Auch unterirdische Energiespeicher könnten in Zukunft mehr Anwendung finden und sogar weitere Gebäude mit Wärme und Kühlung versorgen. Zudem könnten Gewächshäuser eine größere Rolle in der regionalen Wasserbewirtschaftung spielen. Die enormen Wasserspeicher der Gewächshäuser könnten bei Überlastung einen Puffer bilden. Dahinter steht die Idee eines nachhaltigen urbanen Deltas in der Rheinmündung. Denn Tausende Hektar holländischer Gewächshäuser liegen praktisch zu Füßen großer Städte, in direkter Nachbarschaft zu anderer Großindustrie und inmitten zivilen Lebens. Restströme von anderen Nutzern können verwertet, die eigenen Abfälle anderen zur Weiterverarbeitung angeboten werden.

In Zukunft könnte die holländische Gewächshausindustrie sogar weniger auf den Anbau und Export von Tomaten setzen, sondern auf den Export von geballtem Wissen und Technologie. Weltweit werden 490000 Hektar Gewächshäuser unterhalten. Nur etwa vier Prozent davon sind nach Hightech-Maßstäben ausgestattet. Da tut sich ein durchaus lukrativer Markt auf.

„Wir haben die Erfahrung und Expertise, aber wir können die Technologie nicht für die ganze Welt bereitstellen.“, sagt Coen Hubers, Koordinator des Greenport Hubs, eines Forschungs- und Innovationsprogramms der Universitäten in Leiden, Delft und Rotterdam. Schoormans erzählt von internationalen Abordnungen, vor allem chinesischen, die sich von der niederländischen Technologie inspirieren lassen wollen. Besucher aus dem Ausland sind vor allem von den Indoor-Farming-Containern beeindruckt. „Da werden dann auch gerne mal vierhundert Hektar Container am Stück bestellt.“

So schnell kommen die holländischen Hersteller aber gar nicht hinterher. „Pro Jahr können in den Niederlanden etwa 1300 Hektar Gewächshaus produziert werden“, schätzt Schoormans. Mindestens für das kommende Jahr seien die Kapazitäten bereits ausgebucht.

Race to Feed the World
Race to Feed the World

In Zukunft leben 9 Milliarden Menschen auf der Erde. Wie werden sie satt, ohne dass der Planet kollabiert? Ein Jahr lang suchen wir Antworten.

Mehr erfahren
Quelle: F.A.Z.
Race to Feed the World

Race to Feed the World ist ein Projekt der Frankfurter Allgemeinen Zeitung, gefördert durch das European Journalism Centre über dessen Programm „Innovationen im Entwicklungsjournalismus“.faz.net/feedtheworld