Areas of competence

Photo: 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.

Horticultural Engineering

In the competence area 'Technology in Horticulture', the focus is on the development of innovative and sustainable horticultural and food technology solutions to optimise the processes along the supply chains of fresh food - from production to consumer. 

The primary objective is to create the basis for maintaining the quality and microbiological safety of fresh food in order to reduce losses and waste in the long term. Another focus is the production of protein-rich plant and animal matrices, such as pulses and insects, by means of innovative technologies.

For this purpose, we are developing sensor systems with which we can measure process variables and analyse product properties non-destructively.

We develop methods and measurement technologies aiming at an effective information acquisition and specific adaptation and modelling of process technologies, including the online provision of data on mobile apps for the end user:

  • for sensor-supported information acquisition on the product and in the process,
  • for spatio-temporal resolved in-situ analysis of physiological and biophysical plant and product states,
  • for sensor-based monitoring of application-relevant quality parameters and stress reactions along the supply chains for fruit and vegetables as well as for milk, eggs and meat
  • for innovative treatment processes, e.g. hydrostatic high pressure or low temperature plasma, including product and process analysis as well as molecular and microbiological analysis methods
  • for process engineering in production, harvesting and processing as well as for climate optimization along the post-harvest chain,
  • for the evaluation and modelling of remaining shelf life and of storage, transport, presentation and packaging technologies as well as
  • for the field of occupational science and ergonomics.

For this method-oriented research approach, we combine the expertise of different disciplines in interdisciplinary teams such as horticultural and agricultural sciences, biology, microbiology, food technology, electrical engineering. 

Horticultural Engineering

In the competence area 'Technology in Horticulture', the focus is on the development of innovative and sustainable horticultural and food technology solutions to optimise the processes along the supply chains of fresh food - from production to consumer. 

The primary objective is to create the basis for maintaining the quality and microbiological safety of fresh food in order to reduce losses and waste in the long term. Another focus is the production of protein-rich plant and animal matrices, such as pulses and insects, by means of innovative technologies.

For this purpose, we are developing sensor systems with which we can measure process variables and analyse product properties non-destructively.

We develop methods and measurement technologies aiming at an effective information acquisition and specific adaptation and modelling of process technologies, including the online provision of data on mobile apps for the end user:

  • for sensor-supported information acquisition on the product and in the process,
  • for spatio-temporal resolved in-situ analysis of physiological and biophysical plant and product states,
  • for sensor-based monitoring of application-relevant quality parameters and stress reactions along the supply chains for fruit and vegetables as well as for milk, eggs and meat
  • for innovative treatment processes, e.g. hydrostatic high pressure or low temperature plasma, including product and process analysis as well as molecular and microbiological analysis methods
  • for process engineering in production, harvesting and processing as well as for climate optimization along the post-harvest chain,
  • for the evaluation and modelling of remaining shelf life and of storage, transport, presentation and packaging technologies as well as
  • for the field of occupational science and ergonomics.

For this method-oriented research approach, we combine the expertise of different disciplines in interdisciplinary teams such as horticultural and agricultural sciences, biology, microbiology, food technology, electrical engineering. 

Infra structure

For our research work we have state-of-the-art technical facilities and laboratories. Since 2019, the microbiomics laboratories of the CIRCLE with their modern microbiological and molecular biological equipment enable the extension and deepening of the thematic and methodological research work on food safety issues.

The research site Marquardt also offers an excellent infrastructure for research on precise fruit production and ideally supplements the laboratory and pilot plant facilities.

    Head of department

    Dr. agr. Geyer, Martin

    Head of department horticultural engineering


    Department: Horticultural Engineering

    Email: mgeyer@spam.atb-potsdam.de

    to the profile

    Team assistant

    To all staff members of the competence area 'Horticultural Engineering'