Forschungszentrum Agrarsysteme der Zukunft

Forschungszweck und Forschungsbereiche

Das Forschungszentrum Agrarsysteme der Zukunft ist die zentrale Forschungsinfrastruktur der Forschungsgruppe Growing Knowledge® und bildet die Grundlage für experimentelle Forschung zur Entwicklung zukunftsfähiger pflanzenbaulicher Produktionssysteme.

Forschungsbereich 1: Pflanze–Klima-Interaktionen und Klimaanpassung

Die Forschungsgruppe verfügt über ausgewiesene Expertise in der experimentellen Analyse klimabedingter pflanzenphysiologischer Stressreaktionen unter kontrollierten Umweltbedingungen. Moderne Controlled Environment Agriculture (CEA)- und Hydroponik-Infrastrukturen ermöglichen präzise und reproduzierbare Untersuchungen von Pflanze–Klima-Interaktionen.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Erforschung tropischer und subtropischer Nutzpflanzen. Anhand von Kulturen wie z. B. Kakao und Vanille werden Stressreaktionen und Anpassungspotenziale unter sich verändernden klimatischen Bedingungen analysiert. Die CEA-Systeme dienen hierbei gezielt als Forschungsinstrumente zur Simulation klimatischer Extrembedingungen, um daraus praxisrelevante Anpassungsstrategien für reale Produktionssysteme und den Freilandanbau abzuleiten.

Forschungsbereich 2: Entwicklung und Optimierung von Kultursystemen für CEA

Unabhängig von der stressphysiologischen Forschung dient das Forschungszentrum als Entwicklungsplattform für pflanzenbauliche Kultursysteme in CEA-Systemen (z. B. Indoor-Vertical-Farming). Ziel dieses Forschungsbereichs ist die Konzeption, Erprobung und Optimierung von Anbausystemen für den kontrollierten Pflanzenbau.

Im Fokus stehen dabei:

die Steigerung der Ressourceneffizienz (Energie, Wasser, Nährstoffe),
die Optimierung von Ertrag, Qualität und Produktionsstabilität sowie
die Erhöhung der Wertschöpfung entlang kontrollierter Produktionsketten.

Die entwickelten Kultursysteme werden unter realitätsnahen Bedingungen getestet und hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit in praxisnahe CEA-Produktionssysteme bewertet.

Aufbau des Forschungszentrums Agrarsysteme der Zukunft

Der Gebäudekomplex HU auf dem Campus Haste der Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur bildet das infrastrukturelle Herzstück des Forschungszentrums Agrarsysteme der Zukunft. Die räumliche und technische Ausgestaltung des Gebäudes schafft die Voraussetzungen, um die unterschiedlichen Forschungsziele der Forschungsgruppe Growing Knowledge® unter realitätsnahen und zugleich kontrollierten Bedingungen umzusetzen.

Neben Büro- und Laboreinheiten umfasst das Forschungszentrum eine Indoor-Vertical-Farm mit sechs separaten Kulturräumen (jeweils 10,81 m²) sowie ein Dachgewächshaus mit einer

Nutzfläche von 149,21 m² für die Pflanzenkultivierung. Diese kombinierte Infrastruktur ermöglicht die parallele Entwicklung, Erprobung und Analyse unterschiedlicher pflanzenbaulicher Kultursysteme – sowohl in vollständig kontrollierten CEA-Systemen als auch in gewächshausgestützten Szenarien.

Die räumlich getrennten Kulturräume erlauben präzise und reproduzierbare Versuchsansätze, bei denen Umweltparameter gezielt variiert werden können. Dadurch dient das Forschungszentrum sowohl als experimentelle Forschungsplattform zur Analyse von Pflanze–Klima-Interaktionen als auch als Entwicklungsumgebung für ressourceneffiziente Kultursysteme und Produktionsstrategien in CEA-Systemen.

Ein zentrales Merkmal des Forschungszentrums ist die funktionale Kopplung von Gebäude, Indoor-Vertical-Farm und Dachgewächshaus. Durch die gezielte Verknüpfung von Energie- und Stoffströmen – beispielsweise durch die Nutzung von Abwärme aus der Indoorfarm zur Beheizung des Dachgewächshauses – können integrierte Systemlösungen untersucht werden. Diese Infrastruktur ermöglicht die systematische Analyse von Ressourcen- und Energieeffizienz und dient zugleich als urbaner Modellbetrieb für zukunftsfähige Agrarsysteme im nationalen und internationalen Kontext