Unsere Kompetenzbereiche

Foto: Manuel Gutjahr

Technik im Gartenbau

Bedeutung des Gartenbaus

Der Gartenbau besitzt national, aber auch international eine hohe wirtschaftliche Relevanz [1]. Mit einer Bruttowertschöpfung von rund 19,4 Mrd. Euro machte der Gartenbausektor 2010 rund 13 % der Wertschöpfung des gesamten landwirtschaftlichen Bereichs in Deutschland aus. Davon entfiel ein Anteil von knapp 40 % (7,7 Mrd. Euro) auf die gärtnerischen Sparten, der Rest auf vor- und nachgelagerte Wirtschaftszweige der Wertschöpfungskette [2]. Innerhalb der gärtnerischen Sparten hatte der Garten- und Landschaftsbau mit einer Bruttowertschöpfung von rund 3,3 Mrd. Euro den höchsten Stellenwert, gefolgt vom gärtnerischen Einzelhandel mit circa 1,6 Mrd. Euro. Der Produktionsgartenbau erwirtschaftete eine Bruttowertschöpfung von 2,5 Mrd. Euro.

Insgesamt waren im Gartenbausektor 2016 gut 262.000 Personen beschäftigt. Das entspricht rund 1,7 % der Beschäftigten in Deutschland. Die tatsächliche wirtschaftliche Bedeutung wird aber erst im direkten Vergleich mit dem gesamten Landwirtschaftssektor deutlich. Auf 1,4 % der landwirtschaftlichen Fläche erwirtschaftete der Gartenbau 2016 12,5 % der gesamten Verkaufserlöse, ist also fast zehnmal effektiver [3].

Dabei ist der Gartenbau mit Obst, Gemüse, Arzneipflanzen, Zierpflanzen, und Gehölzen inkl. Stauden sehr vielfältig aufgestellt. Die gartenbaulichen Kulturen werden sowohl im Freiland, einjährig oder als Dauerkulturen, als auch geschützt, ganzjährig in Gewächshäusern oder sogar beim „Urban Horticulture“ an Hauswänden und auf Dächern produziert.

Damit verbunden sind vielfältige Herausforderungen, die in den nächsten Jahren erfolgreich bestanden werden müssen, soll der Gartenbau national und international wettbewerbsfähig bleiben. Im Einzelnen sind dabei der Strukturwandel, der Mangel an Arbeitskräften, die Energiewende, die Nachhaltigkeit, die Digitalisierung und Automatisierung, der demographische und der Klimawandel zu benennen, die alle insbesondere den Produktionsgartenbau betreffen.

Abteilung Technik im Gartenbau

Aus den entsprechenden unterschiedlichen gartenbaulichen Wertschöpfungsketten [4] beforscht die Abteilung Technik im Gartenbau am ATB intensiv überwiegend die Wertschöpfungsketten von Obst und Gemüse, von der Erzeugung bis zum Verbraucher.

Auf Grundlage der physiologischen und biophysikalischen Eigenschaften dieser empfindlichen Produkte werden verfahrenstechnische Lösungen gesucht, diese schonend, sicher, qualitätsgerecht und nachhaltig zu produzieren, zu ernten, zu transportieren, zu lagern, aufzubereiten und dem Verbraucher in höchster Qualität zur Verfügung zu stellen. Zu folgenden Themen wird in unterschiedlichen Forschergruppen gearbeitet:

  • Physiologische und biophysikalische Grundlagen
  • Zerstörungsfreie Qualitätsbestimmung
  • Präzisionsgartenbau
  • Erntetechnik
  • Aufbereitung (Mikrobielle Sicherheit und Reinigung)
  • Transport, Lagerung und Verpackung
  • Arbeitsbedingungen, Mensch/Maschine Schnittstellen


Quellen:
[1] Dirksmeyer W., Fluck K. (2013): Wirtschaftliche Bedeutung des Gartenbausektors in Deutschland. Thünen Report 2, 2. überarbeitete Auflage. Johann Heinrich von Thünen-Institut, Braunschweig.
[2) BMELV – Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (2013): Zukunftsstrategie Gartenbau. Abschlussbericht zum Zukunftskongress Gartenbau am 11./12. September 2013 in Berlin. BMELV, Bonn.
[3] BMEL (2019): Der Gartenbau in Deutschland – Auswertung des Gartenbaumoduls der Agrarstrukturerhebung 2016. BMEL, Bonn. https://www.bmel-statistik.de/landwirtschaft/gartenbau/veroeffentlichungen-zum-gartenbau/ (Stand: 8.10.2020).
[4] Bokelmann W. (2009): Wertschöpfungsketten im Gartenbau. In: Dirksmeyer W. (Hrsg.) Status quo und Perspektiven des deutschen Produktionsgartenbaus. Landbauforschung vTI Agriculture and Forestry Research. Sonderheft 330, 115 129. Johann Heinrich von Thünen-Institut, Braunschweig.

Kompetenzbereich 

Im Kompetenzbereich „Technik im Gartenbau“ liegt der Fokus auf der Erarbeitung innovativer und nachhaltiger gartenbau- und lebensmitteltechnischer Lösungen zur Optimierung der Prozessabschnitte entlang der Versorgungsketten frischer Lebensmittel – von der Produktion bis zum Konsumenten. 

Primäres Ziel ist es, Grundlagen für die Qualitätserhaltung und die mikrobiologische Sicherheit der frischen Lebensmittel zu schaffen, um Verluste und Abfall nachhaltig zu verringern. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Produktion proteinreicher pflanzlicher sowie tierischer Matrices, beispielsweise Hülsenfrüchte und Insekten, unter Einbindung innovativer Technologien.

Hierfür entwickeln wir Sensorsysteme, mit deren Hilfe wir Prozessvariablen erfassen und Produkteigenschaften zerstörungsfrei analysieren können. Ausgerichtet auf die optimierte Nutzung einer effektiven Informationsgewinnung sowie auf die spezifische Anpassung und Modellierung von Verfahrens- bzw. Prozesstechniken bis hin zur online Datenbereitstellung auf mobilen Apps für den Endnutzer entwickeln wir Methoden und Messverfahren, die in vielfältiger Form zum Einsatz kommen:

  • zur sensorgestützten Informationsgewinnung am Produkt und im Prozess,
  • zur räumlich-zeitlich aufgelösten in-situ-Analyse von physiologischen und biophysikalischen Pflanzen- und Produktzuständen,
  • zum sensorgestützten Monitoring anwendungsrelevanter Qualitätsparameter und Stressreaktionen entlang der Wertschöpfungsketten für Obst und Gemüse sowie auch für Milch, Eier und Fleisch,
  • für innovative Behandlungsverfahren, z. B. hydrostatischer Hochdruck oder Niedertemperaturplasma einschließlich der Produkt- und Prozessanalytik sowie molekular- und mikrobiologischer Bestimmungsmethoden,
  • für die Verfahrenstechnik in Produktion, Ernte und Aufbereitung sowie für die klimatechnische Optimierung entlang der Nacherntekette,
  • für das Bewerten und Modellieren von Resthaltbarkeiten und von Lager-, Transport-, Präsentations- und Verpackungstechnologien sowie
  • für den Bereich der Arbeitswissenschaften und Ergonomie.

Für diesen methodenorientierten Forschungsansatz bündeln wir in interdisziplinären Teams die Expertise verschiedener Fachrichtungen wie beispielsweise Gartenbau- und Agrarwissenschaften, Biologie, Mikrobiologie, Lebensmitteltechnologie und Elektrotechnik.

Infrastruktur

Für unsere Arbeiten stehen technische Einrichtungen und modern ausgerüstete Labore zur Verfügung. Der 2019 bezogene Laborbereich des CIRCLE mit seinen modern ausgestatteten mikrobiologischen und molekularbiologischen Laboren ermöglicht die thematische und methodische Erweiterung und Vertiefung der Forschungsarbeiten für Fragen des Lebensmittelsicherheit.

Am Forschungsstandort Marquardt steht zudem eine ausgezeichnete Infrastruktur für Forschungen zum präzisen Obstbau zur Verfügung und ergänzt in idealer Weise die Labor- und Technikumsausstattung.

    Abteilungsleitung

    Teamassistenz

    Zu allen Mitarbeiter*innen des Kompetenzbereichs Technik im Gartenbau