Nachhaltige Wertschöpfungsketten bei Zierpflanzen (Graduiertenkolleg)

Die Bruttowertschöpfung der Wirtschaftssektoren in Deutschland, die sich mit der Erzeugung und Vermarktung sowie Dienstleistungen im Zusammenhang mit Zierpflanzen beschäftigen, beträgt jährlich 6,6 Milliarden Euro und ist damit ein bedeutender Faktor in der gärtnerischen Produktion. Jedoch sind im Zierpflanzenbau in manchen Bereichen der Wertschöpfungskette (WSK) Nachhaltigkeitsdefizite zu beobachten, wobei unter „Nachhaltigkeit“ das gleichzeitige und gleichberechtigte Umsetzen von umweltbezogenen, wirtschaftlichen und sozialen Zielen verstanden wird. Die drängendsten Nachhaltigkeitsdefizite finden sich in der zu untersuchenden WSK aus Produktionssicht vornehmlich in den Bereichen Rohstoffe (Düngung, Torf), Betriebsstoffe (Heizenergie/Strom) und der späteren Verwendung der Produkte. Die Konsumentensicht auf Nachhaltigkeitsdefizite im Bereich Zierpflanzen ist bisher noch weitgehend unbekannt.
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Abb. 1: Überblick zum Graduiertenkolleg "Nachhaltige Wertschöpfungsketten bei Zierpflanzen"

Ziel des Projektes

Das Ziel des Projektes ist es, einen Beitrag zur Lösung spezifischer Herausforderungen im Bereich der Nachhaltigkeit (Nachhaltigkeitsdefizite) bei essentiellen Teilen der Wertschöpfungskette (Ressourcen, Produktion/Handel, Verwendung, Konsum) im Zierpflanzenbau zu leisten. Das Projekt ist als Graduiertenkolleg angelegt, d. h. in den einzelnen Teilprojekten promovieren mit Hilfe einer strukturierten Doktorandenausbildung junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der HSWT in Kooperation mit der TU München. Die Koordination des Graduiertenkollegs übernimmt Prof. Dr. Klaus Menrad und sein Fachgebiet.

Teilprojekt "Ressourcen"

Prof. Dr. Elke Meinken vom Fachgebiet Pflanzenernährung des Instituts für Gartenbau der HSWT betreut dieses Teilprojekt. Ihr Doktorand Daniel Hauck beschäftigt sich mit der Frage, ob Sekundärphosphate als innovative Phosphat-Dünger (P-Dünger) dienen können. Auf Basis seiner Forschungen kommt er zu dem Schluss, dass Fällungsprodukte meist eine vergleichbare Düngewirkung wie wasserlösliche P-Dünger haben, thermisch behandelte Produkte auf Klärschlammbasis oft eine deutlich verminderte Wirkung und thermochemisch aufgeschlossene Produkte eine sehr variable P-Düngewirkung haben.

Teilprojekt "Produktion/Handel"

Dieses Teilprojekt wird von Prof. Dr. Heike Mempel, die als Fachgebiet u. a. "Qualitätserhaltung in der Nachernte" hat. Ihre Doktorandin Nirit Havardi-Burger analysiert in ihrer Arbeit Nachhaltigkeitskriterien für die Wertschöpfungskette blühender Topfpflanzen für den deutschen Absatzmarkt. Bisheriges Fazit der Arbeit: Vermehrungsmaterial wie Saatgut und Stecklinge wird weltweit produziert, Jungpflanzen und Fertigware innerhalb Europa. Die Wertschöpfungskette ist fragmentiert und damit bekommt die Koordination zwischen den Akteuren eine besondere Bedeutung. Die Macht des Handels gegenüber den Produzenten ist hoch.

Teilprojekt "Verwendung"

Dieses Teilprojekt bearbeitet die Doktorandin Laura Stratopoulos unter der Betreuung von Prof. Dr. Swantje Duthweiler, Fachgebiet Pflanzenverwendung. Die Promovendin beschäftigt sich mit dem städtebaulichen Thema: Welche Konsequenzen hat eine angepasste Arten- und Sortenwahl für die Kühlleistung von Straßenbäumen. Dabei hat sie die Blattflächendichte und die Kronendimension als die bedeutendsten Einflussparameter für die Kühlleistung identifiziert. Zusammenfassung Neben der Notwendigkeit, das städtische Mikroklima durch urbanes Grün zu regulieren, ist es in Zeiten des Klimawandels ebenso wichtig, Arten und Sorten zu finden, die sich durch eine hohe Trockenheitstoleranz auszeichnen. In einer zweijährigen Messkampagne in der städtischen Baumschule München-Laim wurde untersucht, was die Verwendung so genannter „Klimabäume“ als Ersatz für etablierte heimische Baumarten für die zu erwartenden Verschattungs- und Verdunstungsleistungen bedeuten kann. Dafür wurden Wasserverbrauch, Belaubung und Wachstum von sechs Straßenbaumarten und -sorten untersucht, wobei drei davon in ihren Habitaten häufiger Wassermangel ausgesetzt sind, und dadurch als trockenheitstoleranter gelten. Im ersten Versuchsjahr zeigten die „Klimabäume“ 1,24-fach höhere Maximalwerte des täglichen Saftflusses, bis zu 7-fach höhere Wachstumsraten und eine höhere Wassernutzungseffizienz. Standardisiert auf die Blattfläche waren ihre mittleren Transpirationsmengen jedoch niedriger (0,21 und 0,31 kg H2O m-2 Tag-1). Unter atmosphärischer Trockenheit zeigten sie eine stärkere Regulation der Wasserverluste und bei gezielter Austrocknung im zweiten Jahr höhere oberirdische Wachstumseinbußen zugunsten stärkerer Feinwurzelproduktion, wodurch ihre relativ hohen Transpirationsmengen teilweise erklärt werden könnten. Die heimische Winterlinde zeigte die schlechteste Resistenz mit deutlich verfrühtem Blattfall. Da nur gesunde Vegetation ihre Wohlfahrtswirkungen entfalten kann, sind die „Klimabäume“ – insbesondere am Extremstandort Straße – eine gute Alternative für etablierte Baumarten, die zunehmend unter den schwierigen Wuchsbedingungen zu leiden haben. Im Forschungsbericht 2017 der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf erschien ein ausführlicher Beitrag zum Projekt - siehe rechts unter Weblinks!
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Interpolationskarte des volumetrischen Bodenwassergehaltes in 10 cm Bodentiefe für Tilia cordata ‘Greenspire’. Die Wurzelbereiche der vier Individuen links wurden durch die Regenausschlusskonstruktionen bedeckt; rechts Kontrollgruppe

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Versuchsaufbau in der städtischen Baumschule München-Laim. Unter den Reflexionsschilden befinden sich die Saftflusssensoren. Die edaphischen und andere Wuchsbedingungen variieren nur geringfügig, was günstig für einen Artenvergleich ist

Teilprojekt "Konsumenten"

Dieses Teilgebiet wird am Fachgebiet Marketing und Management Nachwachsender Rohstoffe am TUM Campus Straubing unter Leitung von Prof. Dr. Klaus Menrad bearbeitet. Der Doktorand Daniel Berki-Kiss hatte in seinen bisherigen Marktforschungsstudien herausgefunden, dass für Käufer von Zierpflanzen vorwiegend soziale Nachhaltigkeitsaspekte wie faire Arbeitsbedingungen und der Verzicht auf Kinderarbeit zählten. Im Hinblick auf ökologische Werte seien diesen Ressourcenschonung und Plastikeinsparung wichtig.

Publikationen

Berki-Kiss, D.; Menrad, K. (2022): The role emotions play in consumer intentions to make pro-social purchases in Germany – An augmented theory of planned behavior model. Sustainable Production and Consumption 29, S. 79-89. DOI: 10.1016/j.spc.2021.09.026
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Although, sustainable consumption is gaining in relevance for consumers and retailers in Germany, pro-social consumption is still often neglected. Therefore, this study investigates factors influencing the purchase intention of German flower buyers in relation to Fairtrade-cut roses based on an online survey of 1,201 flower buyers in retail shops in 2017. As a basic theoretical framework, the Theory of Planned Behavior (TPB) was utilized and extended with two additional constructs. The addition of emotions and perceived consumer effectiveness reveals a strong explanatory power of the model proposed. Data analysis via partial least square structural equation modeling (PLS-SEM) suggests that emotions and subjective norm are the two most influential determinants of intention to purchase Fairtrade roses. However, emotions also significantly influence all determinants of behavioral intention introduced to the extended model. The findings of this study can be used to fine-tune marketing and communication activities related to pro-social and Fairtrade products.

Havardi-Burger, N.; Mempel, H.; Bitsch, V. (2020): Sustainability Challenges and Innovations in the Value Chain of Flowering Potted Plants for the German Market . Sustainability 12, 1905 (5). DOI: 10.3390/su12051905
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This study investigated the sustainability challenges and the adoption of sustainability innovations along the value chain of flowering potted plants supplying the German market. Data was collected through eighteen in-depths interviews with chain actors from different stages of the value chain and analyzed through qualitative content analysis. The material flow of the value chain begins at the breeding level followed by the propagation level. Cuttings are produced mostly in African countries, rooted cuttings and potted plants are cultivated in Europe. The main environmental challenges include water scarcity, pesticide use and carbon footprint. Social challenges in Africa include low wages and difficult working conditions. In Germany, social challenges include recruitment and retention of employees and product transparency. Economic challenges include profitability and the need to comply with standards. Sustainability driven innovations can address some sustainability challenges. However, their implementation often leads to increased costs, financial risk and complexity of implementation. Furthermore, the lack of product transparency prevents the transfer of sustainability costs to the consumer by offering a sustainable product for a premium price. Business-to-business standards have generally had a positive influence on the adoption of sustainability innovations. But by setting certification as an entry barrier for suppliers, retailers have become more powerful chain actors.

Berki-Kiss, D.; Menrad, K. (2019): Consumer Preferences of Sustainability Labeled Cut Roses in Germany. Sustainability 11, 3358 (12), S. 1-19. DOI: 10.3390/su11123358
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Hauck, D.; Lohr, D.; Horn, D.; Meinken, E.; Schmidhalter, U. (2018): Charakterisierung der Düngewirkung alternativer P-Dünger im Zierpflanzenbau. VDLUFA-Kongressband 2018 Münster, VDLUFA-Schriftenreihe 75, 104-111.
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Havardi-Burger, N.; Mempel, H.; Bitsch, V. (2017): Supply chain of bedding plants and pot plants in Germany. DGG Proceedings 2017 7 (12), S. 1-5. DOI: 10.5288/dgg-pr-nb-2017
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Wissenschaftliche Poster

Hauck, D.; Potthoff, J.; von Tucher, S.; Meinken, E.; Schmidhalter, U. (2019): Plant availability of secondary phosphates from current recovering technologies. Poster auf dem 9. International Phosphorus Workshop, 8.-12.7.2019, Zürich.

Hauck, D.; Meinken, E.; Schmidhalter, U. (2019): Plant availability of secondary phosphates depending on pH in a peat based growing medium. Poster auf dem III. International Symposium on Growing Media, Composting and Substrate Analysis, 24.-28.6.2019, Mailand.
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Hauck, D.; Lohr, D.; Meinken, E.; Schmidhalter, U. (2018): Sekundärphosphate als nachhaltige P-Dünger im Zierpflanzenbau. Poster auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Pflanzenernährung, 13.-14.09.2018, Osnabrück .

Hauck, D.; Lohr, D.; Meinken, E.; Schmidhalter, U. (2018): Sekundäre Phosphate als P-Dünger bei Topfpflanzen - Charakterisierung der Löslichkeit in unterschiedlichen Extraktionsmitteln. Poster auf der 52. Gartenbauwissenschaftlichen Jahrestagung der DGG und des BHGL, 28.02.-03.03.2018, Geisenheim .

Hauck, D.; Lohr, D.; Meinken, E. (2017): P-Verfügbarkeit von P-Rezyklaten - Tagetes als P-sensitive Modellpflanze. 51. Gartenbauwissenschaftliche Jahrestagung der DGG und des BHGL, 01.-04.03.2017, Osnabrück.

Havardi-Burger, N.; Mempel, H.; Bitsch, V. (2017): Supply chain analysis of bedding plants and pot plants in Germany. 51. DGG & BHGL Jahrestagung 2017.
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Vorträge

Hauck, D.; Lohr, D.; Meinken, E.; Schmidhalter, U. (2019): Einfluss der Körnungsgröße von schlecht pflanzenverfügbaren Sekundärphosphaten auf die P-Düngewirkung. Vortrag auf der 53. Gartenbauwissenschaftlichen Jahrestagung der DGG und des BHGL, 06.03.-09.03.2019, Berlin.

Hauck, D.; Lohr, D.; Horn, D.; Meinken, E.; Schmidhalter, U. (2018): Charakterisierung der Düngewirkung alternativer P-Dünger im Zierpflanzenbau . Vortrag auf dem 130. VDLUFA-Kongress, 18.-21.09.2018, Münster.


Promotionen

Bewertung von Sekundärphosphaten als alternative Phoshordünger im gärtnerischen Kultursubstrat Weißtorf bei Zierpflanzen aus der Sicht der Pflanzenernährung

Doktorand Dipl.-Biol. Daniel Hauck
Wissenschaftlich betreuende Person HSWT Prof. Dr. Elke Meinken
Einrichtungen Fakultät Gartenbau und Lebensmitteltechnologie
TUM Campus Straubing
Wissenschaftlich betreuende Person (extern) Technische Universität München | Prof. Dr. Urs. Schmidhalter
Zeitraum 22.02.2018 - 31.07.2022
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Ökosystemleistungen und ihre ökonomische und gestalterische Bedeutung für die Pflanzenverwendung in der Stadt

Doktorandin M.Sc. Laura Stratopoulos
Wissenschaftlich betreuende Person HSWT Prof. Dr. Swantje Duthweiler
Einrichtungen Fakultät Landschaftsarchitektur
TUM Campus Straubing
Wissenschaftlich betreuende Person (extern) Technische Universität München | Prof. Dr. Stephan Pauleit
Zeitraum 01.10.2015 - 20.07.2020
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Nachhaltigkeitsindikatoren entlang der Wertschöpfungsketten von Zierpflanzen

Doktorandin Nirit Havardi-Burger
Wissenschaftlich betreuende Person HSWT Prof. Dr. Heike Susanne Mempel
Einrichtungen Fakultät Gartenbau und Lebensmitteltechnologie
TUM Campus Straubing
Wissenschaftlich betreuende Person (extern) Technische Universität München | Prof. Dr. Vera Bitsch
Zeitraum 15.07.2015 - 31.12.2022
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