An der Hochschule Osnabrück erforscht Promovendin Susanna Herrmann, welche Additive aus Kunststoffen in hydroponischen Anbausystemen freigesetzt werden und wie sie auf Pflanzen und Nährlösungen wirken. Ziel ihrer Arbeit ist es, Materialien zu identifizieren, die für den erdlosen Anbau sicher und dauerhaft geeignet sind. Die Forschung ist Teil des Projekts „HYDROFARM@material“, das nachhaltige Konzepte für die Landwirtschaft der Zukunft untersucht.
Hydroponik gilt als wichtiger Ansatz für klimaangepasste Lebensmittelproduktion. Pflanzen wachsen dabei in zirkulierender Nährlösung statt in Erde. Der Wasserverbrauch ist deutlich geringer, die Flächennutzung effizienter, und der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln lässt sich reduzieren. Doch bislang fehlen klare Regelungen, welche Materialien in diesen Systemen verwendet werden dürfen. Viele Bauteile bestehen aus Kunststoff – ein potenzielles Risiko, wenn sich Additive lösen und in die Nährlösung übergehen.
Additive und ihre Wirkung auf Pflanzen in der Hydroponik
In Hydroponik-Systemen stehen Bauteile wie Tanks, Schläuche und Pflanzenrinnen dauerhaft in Kontakt mit Wasser und Nährlösung. Kunststoffe enthalten häufig Additive, etwa Weichmacher, die sich unter bestimmten Bedingungen aus dem Material lösen können. Im Gegensatz zu Lebensmittelverpackungen existieren für hydroponische Anlagen keine spezifischen gesetzlichen Vorgaben.
Herrmann untersucht systematisch, welche Stoffe aus verschiedenen Kunststoffmaterialien freigesetzt werden – sowohl unter normalen als auch unter extremen Bedingungen, etwa bei erhöhter Temperatur oder verändertem pH-Wert. Anschließend analysiert sie, ob und in welchem Umfang die Pflanzen diese Substanzen aufnehmen und ob dadurch Wachstum oder Qualität der Ernte beeinflusst werden. Aktuell werden Salate als Modellpflanzen verwendet; in weiteren Versuchen sollen Tomaten und Radieschen folgen.
Wechselwirkungen zwischen Kunststoff, Nährlösung und Pflanze
Die chemische Analyse der Hydroponik-Proben erfolgt an der Hochschule Osnabrück. Dabei untersucht Herrmann, welche Wechselwirkungen zwischen Kunststoff, Nährlösung und Pflanze bestehen. „Es macht mir unglaublich Spaß, den Dingen auf den Grund zu gehen: Was löst sich aus den Kunststoffen? Was nimmt die Pflanze davon auf? Und wie verändert das das ganze System?“, sagt die Wissenschaftlerin.
Ihre Forschung liefert grundlegende Erkenntnisse darüber, wie sich Materialien auf die Funktionsweise hydroponischer Systeme auswirken. Ziel ist es, Empfehlungen für die Auswahl geeigneter Kunststoffe zu entwickeln und damit die Grundlage für sichere und langlebige Anbausysteme zu schaffen – sowohl für den professionellen Einsatz als auch für den Hobbybereich.
Kooperation für sichere Hydroponik-Systeme
Unterstützt wird Susanna Herrmann von Prof. Dr. Svea Petersen, Professorin für Chemie und Oberflächenmodifikation polymerer Biomaterialien an der Hochschule Osnabrück, und Prof. Dr. Michael Giese, Professor für Supramolekulare Materialien an der Universität Duisburg-Essen. Beide sehen in der Hydroponik ein wichtiges Zukunftsfeld, das durch Materialforschung sicherer und effizienter gestaltet werden kann. „Wenn wir alternative Anbausysteme wie die Hydroponik weiterentwickeln wollen, müssen wir frühzeitig potenzielle Risiken identifizieren und ausschließen“, so Petersen.
Durch die Ergebnisse der Untersuchung können künftig empfohlene Materialien benannt und Handlungsempfehlungen formuliert werden. Damit leistet die Forschung einen Beitrag zu sicheren und nachhaltigen Hydroponik-Systemen und stärkt das Vertrauen in innovative Anbaumethoden für eine klimaangepasste Landwirtschaft.