Gartenbau und Urbanes Grün im Klimawandel ein bedeutendes Thema für Bildung und Forschung

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1 5. Regionaldialog Lausitz-Spreewald Gartenbau und Landwirtschaft im Klimawandel Gartenbau und Urbanes Grün im Klimawandel ein bedeutendes Thema für Bildung und Forschung Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät FG Urbane Ökophysiologie der Pflanzen Dr. Cornelia Oschmann

2 Gliederung Klimawandel- Klimaprognose Städte als Wärmeinseln Gegenmaßnahmen Forschungsarbeiten/Ziele im Teilprojekt Gartenbau von INKA B - Erprobung und Einführung wassersparender Pflanzenarten/-sorten von Allee- und Obstgehölzen - Optimierung der Wassernutzung gärtnerischer Kulturen am Beispiel von Lactuca und Brassica - Bildungsaspekt/Wissensvermittlung/soziale Funktion Forschungsarbeiten am FG Urbane Ökophysiologie - Dachbegrünung - Vertikalbegrünung

3 12monatige Unser Klima ändert sich war das viertwärmste Jahr seit Beginn der Wetteraufzeichnungen Lufttemperatur ( C ) Jahr auch 2012 liegt schon jetzt über dem Mittel Modelle sagen weiteren Temperaturanstieg voraus Vor allem im Winterhalbjahr bringen regenreiche Tiefdruckgebiete aus dem Westen künftig öfter gefährliche Starkregen Im Sommer werden feuchte Wetterlagen hingegen insgesamt seltener.

4 Differenzen hydrologischer Parameter zwischen 2050 und der Referenzperiode für das Land Brandenburg wiki.bildungsserver.de - sichtliche Verschärfung der hydrologischen Situation - bis 2050 wird die Temperatur in Brandenburg im Mittel um etwa 2,0-2,3 C steigen - die Niederschläge werden im Mittel unter 450 mm im Jahr liegen. - die Anzahl der heißen Tage und der Sommertage im Zeitraum um 2050 deutlich höher als im Zeitraum sein - die Verdunstung wird sich sowohl im Sommer als auch im Winter erhöhen - bereits heute übertrifft die mittlere jährliche potentielle Verdunstung den Niederschlag um 25 mm, - um 2050 wird dieser als klimatische Wasserbilanz bezeichnete Wert bei -124 mm liegen.

5 Städte als Wärmeinseln

6 Gegenmaßnahmen: Vegetation als bestes Mittel! - Lockere Bebauung mit Parks, Gärten, Alleen - Grünflächen produzieren nachts Kaltluft, - Büsche und Bäume bieten Schatten, verhindern Aufheizung - Schrumpfen vieler Städte als Chance in Bezug auf Lokalklima, Abriss von Gebäuden und Anlage von Grünflächen - Helle Hausanstriche - Dach- und Fassadenbegrünung

7 Forschungsarbeiten/Ziele im Teilprojekt Gartenbau von INKA BB Entwicklung eines wassereffizienten Bewässerungssystems bei gleichzeitiger Sicherung von Ertrag und Qualität im Spargelanbau Erarbeitung von Verfahren und Kriterien für die Auswahl und Bewertung von Alleebäumen und Obstgehölzen hinsichtlich ihrer Anpassungsfähigkeit an prognostizierte Klimaänderungen Evaluierung von Interaktion und Auswirkungen der abiotisch ausgelösten Veränderungen des Primär- und Sekundärmetabolismus auf die Produktqualität und die Resistenz/Toleranz gegenüber ausgewählten Pathogenen am Beispiel ausgewählter Lactuca- und Brassica-Gemüsearten Anbauempfehlungen für die Region Berlin-Brandenburg; Internetdatenbank, Workshops und Publikationen

8 Erprobung und Einführung wassersparender Pflanzenarten/ - sorten von Allee- und Obstgehölzen Sichtung und Bewertung vorhandener Alleebaum- und Obstgehölzsortimente Auswahl von Modellarten/-sorten bezüglich des Wasserbedarfs Auswahl und Untersuchungen zu geeigneten Biomarkern als Selektionskriterium Entwicklung geeigneter Schnelltests Änderung sekundärer Inhaltsstoffe Bedarfszahlenermittlung hinsichtlich des Wasseranspruches unterschiedlicher Arten/Sorten und Unterlagen Klimatisierende Bewässerung von Obstkulturen Empfehlung für eine Sortimentserweiterung Befall mit biotischen Schaderregern bei unterschiedlicher Wasserversorgung

9 Versuchsfläche in der Baumschule Lorberg, Standort Kleinziethen Pflanzung von 56 Arten und Sorten im Frühjahr 2010 Pflanzung von 25 Arten und Sorten im Frühjahr 2011 je Art bzw. Sorte 15 Bäume, 2 x verpflanzt Pflanzabstände 2,5 m, Reihenabstände 2,5 m, nach 6 Reihen ein 4 m breiter Weg zwischen den Reihen Raseneinsaat Wasserversorgung über Brunnen auf der Fläche Versorgungsleitungen in den Reihen mit Tropfern pro Baum 3 Bewässerungskreise (je 5 Bäume pro Art/Sorte) optimal versorgt, moderater Trockenstress, akuter Trockenstress Abstufung der Varianten durch Tensiometer, Bewässerungsgaben über unterschiedliche Bewässerungszeit

10 Basissortiment (an verschiedenen Versuchsstandorten) Acer buergerianum Acer monspessulanum Alnus spaethii Carpinus betulus `Frans Fontaine Celtis australis Fraxinus ornus Fraxinus pennsylvanica `Summit Ginkgo biloba Gleditsia triacanthos Skyline Liquidambar styraciflua Magnolia kobus Ostrya carpinifolia Parrotia persica Quercus frainetto Quercus cerris Quercus x hispanica Wageningen Sophora japonica `Regent Tilia tomentosa `Brabant Ulmus x Lobel Zelkova serrata `Green Vase

11 Spätfrostbonitur Frühjahr 2011, keine Schäden Sorbus torminalis Quercus x hispanica Wageningen'

12 Fraxinus ornus Spätfrostbonitur Frühjahr 2011, starke Schäden Ginkgo biloba Davidia involucrata

13 Probleme im Sortiment Gattung Probleme besonders betroffene Arten Acer Verticillium, Rußrindenkrankheit, Frostrisse, Sonnenbrand, Sommertrockenheit A. platanoides, A. pseudoplatanus Aesculus Kastanienminiermotte, Pseudomonas A. hippocastanum 5 Quercus Platanus Eichensplintkäfer, Sommertrockenheit, Schwammspinner, Eichenprozessionsspinner Massaria, nach großer Hitze und Trockenheit Q. robur, Q. petraea % in Berlin 20 P. x acerifolia 6 Fraxinus Eschentriebsterben F. exelsior 3 Tilia Stigmina-Triebsterben nach großer Hitze T. x europaea, T. platyphyllos 9 35

14 Alternativen (für Aesculus hippocastanum) Art Deutscher Name Herkunft Eigenschaften, Besonderheiten Aesculus carnea Briottii Aesculus flava Aesculus pavia Rotblühende Rosskastanie Gelbe Pavie Rote Pavie Europa Zuchtform Nordamerika südöstliches Nordamerika weniger Probleme mit Kastanienminiermotte kaum Probleme mit Kastanienminiermotte kaum Probleme mit Kastanienminiermotte Liquidambar styraciflua Liquidambar styraciflua Worplesdon Amerikanische Amberbaum Amerikanische Amberbaum östliches Nord- bis Mittelamerika östliches Nord- bis Mittelamerika hitze- und trockentolerant hitze- und trockentolerant, keine Korkleisten Magnolia kobus Kobushi-Magnolie Japan gesund und sehr robust

15 Alternativen (für Platanus x acerifolia) Art Deutscher Name Herkunft Eigenschaften, Besonderheiten Gleditsia triacanthos Gleditschie, Nordamerika, hitze- und trockentolerant, Skyline Lederhülsenbaum Selektion 1957 dornenlos Celtis australis Zürgelbaum Mittelmeerraum, Vorderasien, Kaukasus Cercis siliquastrum Judasbaum Südeuropa, Vorderasien enorm strahlungsfest, trockentolerant sehr hitzetolerant, frostempfindlich, Verticillium Cercis canadensis Kanadischer Judasbaum Nordamerika sehr hitzetolerant, wenig frostempfindlich Ostrya carpinifolia Gemeine Hopfenbuche Südeuropa sehr hitze- und trockentolerant, anspruchslos Ulmus hollandica 'Lobel' Schmalkronige Stadt-Ulme Europa, Selektion resistent und robust, schlanker Wuchs

16 Cercis siliquastrum

17 Alternativen (für Tilia x europaea und T. platyphyllos) Art Deutscher Name Herkunft Eigenschaften, Besonderheiten Tilia cordata Wega Winter-Linde Europa Weniger Stigminabefall Tilia tomentosa Brabant Silber-Linde Balkan, südwestliches Russland trockentolerant, kein Stigminatriebsterben Tilia x euchlora Krim-Linde Kreuzung sehr hitze- und trockentolerant, Blätter glänzend Tilia americana Redmond Amerikanische Linde Nordamerika robust, wärmeliebend Tilia St. Istvan Krim-Linde x Kaukasische Linde Kreuzung trockentolerant, robust, salztolerant

18 TP 9: Optimierung der Wassernutzung gärtnerischer Kulturen AP 2 Gemüseanbau am Beispiel von Lactuca und Brassica (Projektleitung Dr. Huyskens-Keil) 1. Ziel Entwicklung und Förderung wasserwirtschaftlich-orientierte Anpassungsstrategien unter veränderten Klimabedingungen bei Gemüse Empfehlungen geeigneter Arten und Sorten im Hinblick auf den Wasserbedarf für die Region Berlin-Brandenburg Ableitung der Faktoren, die für die Akklimatisierung von Wasserstress verantwortlich sind dh stressinduzierte Analyse der Veränderungen des Primärund Sekundärmetabolismus Entwicklung von zielgerichteten Anpassungsstrategien an Trockenstress Standortspezifsch (Gewächshaus- und Freilandversuche: an versch. Standorten) Art- und Sortenspezifisch

19 TP 9: Optimierung der Wassernutzung gärtnerischer Kulturen AP 2 Gemüseanbau am Beispiel von Lactuca, Brassica, Phaseolus Gewächshausversuch Salat

20 AP 2 Gemüseanbau am Beispiel von Lactuca und Brassica Sortenauswahl und Evaluierung 1. Lactuca sp. Gewächshaus-und Freilandversuch (HU-Berlin) 2 Referenzsorten Salat Wiske ; Theodore (RZ) 3 alte Salatsorten Winter Altenburger, Struwelpeter ; Trianon Anbauzeitraum Aussaat: März 2010 und 2011 Pflanzung: April 2010 und 2011 Ernte: Mai 2010 und Brassica spp. Gewächshaus- und Freilandversuch (HU-Berlin) Pak Choi Black Behi Anbauzeitraum- Pflanzung: April, Ernte: Mai 2010 und 2011 Grünkohl (Winterbor, Redbor, Lerchenzunge (alte Sorte)) Anbauzeitraum- Pflanzung: Juli, Ernte: September/Oktober 2010 und 2011 Teltower Rübchen Trockenstressvarianten (Beginn: 2 Wochen vor Ernte) 25%; 50%; 75% Wasserkapazität

21 TP 9: Optimierung der Wassernutzung gärtnerischer Kulturen AP 2 Gemüseanbau am Beispiel von Lactuca, Brassica, Phaseolus A) Bonituren: -Temperatur während Pflanzenentwicklung - Einstrahlung (PAR) während Pflanzenentwicklung - Pflanzenentwicklung (BBCH-Stadien) - Phytosanitäre Status - Erntegewicht, Vermarktungsgewicht B) Evaluierung von Auswirkungen der Wasserverfügbarkeit auf Veränderung des Primär- und Sekundärmetabolismus Carotinoidmuster (ß-Carotin, Lutein, Lycopen) Chlorophyll Gesamtphenole Ballaststoffe/Gerüstkohlenhydrate Flavonoide Glucosinolate (IGZ)

22 TP 9: Optimierung der Wassernutzung gärtnerischer Kulturen AP 2 Gemüseanbau am Beispiel von Lactuca, Brassica, Phaseolus Sorte Varietät Kurzbeschreibung Wiske Teodore Winter Altenburger Kopfsalat (Lactuca sativa var. capitata) Kopfsalat (Lactuca sativa var. capitata) Kopfsalat (Lactuca sativa var. capitata) Neuzüchtung im Anbaubereich Wynona. Mit verbesserter Resistenz und schnellerer Entwicklung auch in der Kopfbildung. Kompakter, schwerer Kopf für die Frühjahresernte Roter Kopfsalat für den geheizten und ungeheizten Unterglasanbau. Groß, mit viel Umblatt. Die leuchtend rote Außenfarbe ergibt einen guten Kontrast zur gelb-grünen Innenfarbe kleiner ziemlich fester Kopfsalat mit gelblich grüner Blattfarbe und leicht rosa getuschter Kopfoberseite (Lissek-Wolf et al. 2009) Struwelpeter Trianon Blattsalat (Lactuca sativa var. crispa) Romanasalat (Lactuca sativa var. longifolia) kräftig-grüner Blattsalat mit stark eingeschnittenen, tief gelappten eichenblattähnlichen Blättern, bildet große, offene Köpfe und hat ein festes Blatt (Lissek-Wolf et al. 2009) grüner Romanasalat, die äußersten Umblätter stehen leicht ab und sind kleiner als die folgenden, die halbaufrecht, trichterförmig bis aufrecht stehen; Blätter sind schwach blasig, wenige große, flache Blasen; nicht alle Pflanzen ganz gedeckt und vollständig schließend, haben eine deutliche und saftige Mittelrippe (Lissek-Wolf et al. 2009)

23 TP 9: Optimierung der Wassernutzung gärtnerischer Kulturen AP 2 Gemüseanbau am Beispiel von Lactuca, Brassica Bisherige Ergebnisse Salat - Signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Salatsorten und zwischen den Behandlungsvarianten wurden festgestellt. - Die Sorten Teodore, eine rotblättrige Hybride, und Struwelpeter, eine alte Sorte, zeigten die höchste Resistenz gegenüber Pathogenbefall, vemutlich aufgrund hoher Gehalte an Sekundärstoffen (Chlorophyll, Carotinoide, Flavonoide/Gesamtphenole) - Die unterschiedlichen Bewässerungsvarianten zeigten, dass die Pflanzen unter Trockenstress ein geringeres Ernte- und Vermarktungsgewicht aufwiesen, jedoch auch einen geringeren Pathogenbefall - Die Sorte Struwelpeter wies hohe Gehalte an Sekundärmetaboliten auf, reagierte jedoch im Vergleich zu Teodore weitaus geringer auf Trockenstress mit veränderten Inhaltsstoffgehalten. - Desweiteren führte Trockenheit bei Struwelpeter zu einer stärkeren Reduzierung des Pflanzenwachstums. Diese hohe Wachstumsdepression kann auf die fehlende Reaktion des Abwehrmechanismus (Sekundärmetaboliten) bei Trockenstress zurückzuführen sein. Dennoch zeigte der Sortenversuch für Teodore und für Struwelpeter die beste Eignung für den Anbau unter klimatisch suboptimalen Bedingungen (Trockenheit).

24 Bildungsaspekt/Wissensvermittlung/ soziale Funktion Erziehung von Kindern und Jugendlichen zu einem umweltgerechten Verhalten Vermittlung von Kenntnissen über Pflanzen, deren Anbau und Verwendung Klimagarten Maxim Schulgartenarbeit

25 Im Rahmen des Berliner Schulgartenwettbewerbes 2011 neu gestalteter Schulgarten Schulgarten der Birken Grundschule/ Schule am Grüngürtel 2011

26 Ein stillgelegtes Parkhaus in Kreuzberg wird zu einem beliebten Treffpunkt der Anwohner, die die Parzellen nach ihren Vorstellungen bepflanzen können

27 Hinterhöfe als grüne Oasen und Kommunikationsort

28 Mehr Grün in die Städte bringen Forschungsfelder am FG Urbane Ökophysiologie (ausgewählte Beispiele) - Gebäudegebundene Begrünungen Dachbegrünung Vorteile: geringe Flächeninanspruchnahme - Vertikalbegrünung hohe klimatische Effekte wenn größere möglichst zusammenhängende Flächen begrünt werden insbes. bei Vertikalbegrünung sind hohe ästhetische Wirkungen erzielbar

29 Dachbegrünung: - Entwicklung von Substraten mit hoher Speicherkapazität für Wasser, Nährstoffe und Schwermetalle - Erweiterung des für extensive Dachbegrünungen geeigneten Pflanzensortimentes Dachbegrünungsversuchsanlage am Standort Dahlem

30 Zustand der Pflanzen nach einer Periode mit geringen Niederschlägen von Mitte Mai bis Ende Juni Parzelle 2.3.Kontrolle + Bacillus subtilis Parzelle g SAP/l + Bacillus subtilis

31 Gut geeignete Pflanzenarten: Chrysanthemum leucanthemum, Dianthus carthusianorum, Dianthus deltoides Arctic Fire, Gypsophila repens, Cerastium tomentosum, Saponaria ocymoides - nach Trockenperioden sehr gute Regeneration aus Samen, Dianthus carthusianorum Cerastium tomentosum u. Saponaria ocymoides Dianthus deltoides Arctic Fire Euphorbia myrsinites - sehr widerstandsfähig gegen Trockenheit,

32 Vertikalbegrünung/Aquakultur - Entwicklung kostengünstiger modularer Systeme für Innen und Außenwände - Testung verschiedener Pflanzenarten (Gemüse, Kräuter, Zierpflanzen) auf ihre Eignung Die bereits existierenden Objekte sind extrem teuer!

33 Mercator Amsterdam Sportplaza

34 Mercator Amsterdam Sportplaza

35 Dachbegrünungen sind die Dachbedeckungen der Zukunft. Man wird sich schwer vorstellen können, dass es einmal eine Zeit gab, in der die Dächer tot waren, ohne Leben und ohne Vegetation. (Friedensreich Hundertwasser)