Starthilfe für Jungbäume

Anna Moldenhauer: Warum hast du dich für das Thema zirkuläre Tiefenbewässerung entschieden?

Lennard Ludig: Meine Motivation für dieses Projekt entspringt einer direkten Schnittmenge aus meiner praktischen Erfahrung und meiner gestalterischen Ausbildung. Durch meine fast siebenjährige Arbeit in der Baumpflege bin ich tagtäglich auf die echten Herausforderungen im urbanen Raum gestoßen. Ich war regelmäßig mit dem Rückbau abgestorbener Jungbäume und dem Entfernen von Anwachshilfen konfrontiert, die letztlich versagt hatten. Das hat mir sehr deutlich vor Augen geführt, dass die bestehenden Systeme schlichtweg nicht optimal funktionieren und hier dringender Verbesserungsbedarf besteht. Da ich mich schon immer sehr für Biologie begeistere, Bäume als faszinierende Organismen schätze und es mir ein großes persönliches Anliegen ist, mehr lebendiges Grün in unsere Städte zu bringen, wollte ich hier ansetzen. 

Mein Studium im Bereich Industrie- und Materialdesign hat mir schließlich das perfekte Werkzeug an die Hand gegeben, um diese Welten zu verbinden. So konnte ich meine biologischen Beobachtungen aus der Praxis direkt in ein gezieltes Materialkonzept übersetzen. Für mich steckt in diesem gesamten Sektor noch ein riesiges, bisher völlig ungenutztes Innovationspotenzial. Es gibt kaum zirkuläre Lösungsansätze, die funktionales Design und ökologische Notwendigkeit wirklich zusammendenken.

Woran hakt es aktuell bei der Bewässerung von Neueinpflanzungen im Stadtraum?

Lennard Ludig: Aktuelle Bewässerungssysteme weisen fundamentale Schwachstellen in der Ressourcennutzung und der biologischen Wirkung auf. Zunächst ist der Materialaufwand enorm: Klassische Konstruktionen wie der Dreibock verbrauchen wertvolles Holz, während gängige Kunststoffgießringe meist nach der kurzen Anwachsphase direkt im Müll landen. Gleichzeitig ist die Wassernutzung extrem ineffizient. In den immer heißeren Sommermonaten muss in hoher Frequenz nachgewässert werden, was für Kommunen einen gewaltigen logistischen und finanziellen Aufwand bedeutet, da das Wasser oft oberflächlich verdunstet oder ungenutzt versickert.

Das kritischste Problem ist jedoch die fehlerhafte Konditionierung der Pflanzen durch oberflächliche Systeme wie Gießsäcke. Der Baum wird darauf trainiert, Wasser nur an der Oberfläche zu finden, und bildet dementsprechend ein sehr flaches Wurzelwerk aus. Die lebenswichtigen Tiefenwurzeln fehlen völlig. So bleibt der Baum in einer dauerhaften Abhängigkeit. Echte Klimaresilienz lässt sich jedoch nur durch Autonomie erreichen – wenn der Baum in der Lage ist, sich aus tiefen Bodenschichten langfristig selbst zu versorgen.

Die Folgen dieses Flachwurzelns sind fatal und teuer: Die Bäume geraten bei ausbleibender Pflege sofort in Trockenstress, werden krank oder sterben ab, was aufwendige Nachbesserungen erfordert. Zudem verursachen die oberflächennahen Wurzeln massive Schäden an Gehwegen und Straßen, was die städtischen Infrastrukturkosten weiter in die Höhe treibt.

Was ist der Ansatz, um diese zu optimieren?

Lennard Ludig: Der Ansatz geht weg von starren Kunststoffen hin zu einem adaptiven, textilen Materialkonzept. Das System besteht im Kern aus reißfesten Hanffasern, die durch eine Beschichtung aus Lignin – einer Art Biopolymer – stabilisiert werden. Diese Beschichtung macht den Stoff zudem wasserdicht, wobei sie gezielt nur an den Stellen eingesetzt wird, an denen eine Wasserdichtigkeit notwendig ist. Diese Gewebestruktur leitet das Gießwasser gezielt am Wurzelballen – dem dichten Geflecht aus Erde und bestehenden Wurzeln – vorbei in ein tieferliegendes Reservoir.

Dieses Reservoir ist als Trichter konzipiert, der direkt unterhalb des Wurzelballens liegt. Es wird aus saugfähiger Schafswolle gebildet, die als Abfallprodukt aus der Industrie stammt. Da das Wasser nun in diesem Trichter gespeichert wird, stimuliert es die Wurzeln dazu, in die Tiefe zu wachsen. Die Wolle fungiert dabei nicht nur als Schwamm, sondern als natürlicher Lebensraum, der Mykorrhiza-Pilze und essenzielle Bodenmikroorganismen fördert. Während sich das Material zersetzt, gibt es – anders als herkömmlicher Kunstdünger, der schnell auswäscht – kontinuierlich Nährstoffe wie Stickstoff an den Baum ab.

Das zweite Kernelement ist der radial gefaltete Gießring an der Oberfläche. Beim Bewässern stellt sich dieser auf und fängt große Wassermengen auf. Ist das Wasser versickert, legt sich das Textil flach auf den Boden. Aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert an der Unterseite und wird im Erdreich gehalten. Das minimiert die Verdunstung und senkt die benötigte Gießfrequenz für die Kommunen.

Das dritte und letzte Element bildet die sogenannte Unterflurverankerung am untersten Punkt des Objekts, die den Baum sicher im Boden festhält. Ihre Form und Mechanik erinnern an einen Spreizdübel. Sie besteht aus unbehandeltem Metall, das im Laufe der Zeit vollständig im Boden verrostet und dabei ausschließlich unbedenkliches Eisenoxid anstelle von schädlichen Stoffen freisetzt. Diese unsichtbare Art der Fixierung ist essenziell für die Entwicklung des Baumes: Klassische oberirdische Stützen, wie etwa ein Dreibein, nehmen dem Stamm zu viel Bewegung ab, wodurch wichtige mechanische Reize fehlen. Durch die Unterflurverankerung bleibt der Baum den natürlichen Zugkräften des Windes ausgesetzt. Das wirkt wie ein gezieltes Training oder ein Muscle-Memory-Effekt: Nur wenn der Baum diese Widerstände spürt, bildet er das nötige Reaktionsholz, verhärtet sich entsprechend der Windlage und lernt so, sich dauerhaft selbst zu stützen.

Welche Rolle spielt das Prinzip "Design to Decay" dabei?

Lennard Ludig: "Design to Decay" bedeutet für dieses Projekt, Vergänglichkeit als funktionale Qualität zu verstehen. Herkömmliche Bewässerungshilfen und Baumanbindungen verbleiben oft dauerhaft als Müll im Umfeld oder müssen nach einigen Jahren aufwendig und arbeitsintensiv demontiert werden. Gerade die klassischen Holzpfähle zur Stabilisierung sind häufig imprägniert und müssen nach ihrer Nutzung sogar als Sondermüll entsorgt werden.

Mein System ist als temporäre Starthilfe konzipiert. Es soll exakt so lange bestehen, wie der junge Baum benötigt, um sich an seinem neuen Standort zu etablieren und tiefere Bodenschichten zu erschließen. Sobald diese Phase abgeschlossen ist, zersetzen sich die biologischen Komponenten – Hanf, Wolle und Lignin – rückstandslos. Durch diese gezielte Zersetzung entfallen sämtliche Rückbaukosten für die Kommunen: Es sind keine zusätzlichen Anfahrten durch Pflegekolonnen für den Abbau nötig, und es entsteht keinerlei Abfall, der teuer entsorgt werden müsste.

Dieser Verfallsprozess hinterlässt keinen Müll, sondern verbessert durch die freigesetzten Nährstoffe und den Humusaufbau nachhaltig die lokale Bodenstruktur. Das Hilfsmittel verschwindet absichtlich, sobald seine Funktion erfüllt ist, und geht vollständig im natürlichen Kreislauf auf.

Könnte das Konzept durch Sensoren erweitert werden, die den Wassergehalt im Boden messen?

Lennard Ludig: Grundsätzlich spricht absolut nichts dagegen, und eine solche Erweiterung wäre technisch durchaus denkbar. Zu wissen, wann genau ein Baum Wasser benötigt, bietet enorme Vorteile für die Pflege. Dementsprechend gibt es aktuell auch schon zahlreiche Unternehmen und Forschungsprojekte, die verschiedene Sensortechniken in großem Stil testen und weiterentwickeln.

Für das Projekt war die Sensorik jedoch bewusst keine zentrale Forschungsfrage. Zum einen existieren auf diesem Gebiet bereits funktionierende Lösungen, an die potenziell angeknüpft werden könnte. Zum anderen ist smarte Technologie immer mit einem gewissen Kostenfaktor und zusätzlichem Aufwand verbunden. Gerade bei großflächigen urbanen Neueinpflanzungen müsste im Vorfeld sehr genau evaluiert werden, ob dieser finanzielle und technologische Mehraufwand wirklich in einem angemessenen Verhältnis zum konkreten Mehrwert im Pflegealltag steht.

Laut Umweltbundesamt sind etwa 45 Prozent der Siedlungs- und Verkehrsflächen in Deutschland aktuell versiegelt, wie wirkt sich das aus Sicht der Baumpflege auf den Wasserhaushalt der Stadtbäume aus?

Lennard Ludig: Die Bodenversiegelung stellt das wohl zentralste Problem für das urbane Grün dar. Wäre diese nicht in einem derart hohen Maße vorhanden, fiele die Baumpflege in den Städten weitaus leichter. Dabei ist der fehlende Wassereintrag von oben nur ein Teilaspekt; mindestens ebenso gravierend ist die massiv beeinträchtigte Bodenqualität. Urbane Böden weisen oft einen akuten Mangel an Mikroorganismen auf und sind nicht selten durch Schadstoffe oder historische Altlasten verunreinigt. Diese Beschaffenheit kann extrem variieren – teilweise ändert sich die toxische Belastung schon von einer Straße zur nächsten. Das erschwert eine standortgerechte Pflanzung immens, bei der im Vorfeld abgewogen werden muss, ob an einem spezifischen Ort beispielsweise eher eine Eiche oder eine Linde gedeihen kann.

Ein weiterer essenzieller, oft übersehener Faktor ist der Sauerstoffbedarf der Wurzeln. Während Waldböden durch eine lockere Struktur und tierische Aktivität natürlich belüftet werden, ist das Erdreich unter versiegelten Flächen in der Stadt buchstäblich abgeriegelt. Der Gasaustausch ist derart eingeschränkt, dass teilweise künstliche Ventilationen verbaut werden müssen, um ein Überleben der Pflanzen überhaupt zu ermöglichen.

Dass Bäume oft nur noch mit enormem technischem Aufwand am Leben gehalten werden, resultiert aus einer Stadtplanung, die Flächen primär funktional, reinigungsfreundlich und abnutzungsarm gestaltet, das Grün dabei jedoch als nachrangig betrachtet. Dieser Ansatz zieht einen langen Rattenschwanz an Folgekosten nach sich, was sich besonders an den Infrastrukturschäden zeigt: Da Wasser kaum noch von oben durch den Belag sickert, suchen sich die Bäume alternative Quellen. Aufsteigende Bodenfeuchtigkeit kondensiert direkt an der Unterseite von Asphalt oder Pflastersteinen, da sie dort nicht weiter entweichen kann. Die Wurzeln wachsen gezielt in diese flachen Zwischenräume, um an das Kondenswasser zu gelangen. Die Folge sind massive Schäden und Aufbrüche an den Straßendecken.

Warum ist die zirkuläre Tiefenbewässerung besser geeignet als Wassersäcke oder das Schwammstadt-Prinzip?

Lennard Ludig: Das Konzept ist als sinnvolle Ergänzung zur Schwammstadt gedacht und nicht als deren Konkurrenz. Böden in der Stadt zu entsiegeln, ist absolut notwendig, damit Bäume dort überhaupt langfristig überleben können. In einer kompletten Betonwüste stoßen auch die besten künstlichen Bewässerungshilfen an ihre Grenzen. Wenn der Standort von Grund auf nicht funktioniert, hat ein Baum kaum eine Chance. Deshalb ist das Schwammstadtprinzip eine enorm wichtige Basis für städtische Pflanzungen.

Auch herkömmliche Gießsäcke muss man differenziert betrachten. Bei älteren Bäumen, die im Sommer unter starkem Trockenstress leiden, haben sie durchaus ihre Berechtigung. Bei Neupflanzungen ist das System jedoch oft nicht optimal. Das Wasser tröpfelt zwar über acht bis zwölf Stunden heraus, sickert aber häufig nicht tief genug in den Boden. Stattdessen verdunstet ein großer Teil direkt wieder an der Oberfläche.

Zudem liegen die Säcke direkt am Stamm an und sorgen dort dauerhaft für Feuchtigkeit. Gerade für junge Bäume, die durch das Einpflanzen noch geschwächt und anfällig sind, ist das gefährlich. In diesem feuchten Klima bilden sich schnell Pilze und der Stamm fängt an zu faulen, was viele Bäume nicht überleben. Gleichzeitig liegt die Rinde ständig im Schatten, wodurch der Baum keinen natürlichen UV-Schutz aufbauen kann. Nicht zuletzt bestehen die Säcke aus Kunststoff. Sie bleiben oft lange an den Bäumen, verwittern mit der Zeit und hinterlassen so vermeidbaren Plastikmüll in der Erde.

Was bräuchte es, damit "Ephemera:rbol" von einem Prototyp zu einem gängigen System für große Maßstäbe entwickelt werden könnte?

Lennard Ludig: Das Projekt wird aktuell durch das Hessen Ideen Stipendium gefördert. In Zusammenarbeit mit meiner Kommilitonin Amelie Mattas, die ein ergänzendes Konzept zur sofortigen Beschattung von Jungbäumen entwickelt hat, befindet sich das Vorhaben derzeit in einer frühen Gründungsphase. Mit der anstehenden halbjährigen Förderung geht es nun darum, den Schritt vom theoretischen Konzept in die reale Anwendung zu meistern.

Um das System langfristig in einem größeren Maßstab zu realisieren, steht zunächst eine intensive Evaluierungs- und Forschungsphase an. Dafür wird der Austausch mit Fachexperten, etwa aus der Biologie, vertieft und gezielt nach Projektpartnern gesucht. Ein zentraler Aspekt ist dabei die Produktionsoptimierung. Der Entwurf muss so angepasst werden, dass er sich unkompliziert fertigen lässt und alle statischen Anforderungen zuverlässig erfüllt.

Der wichtigste nächste Schritt ist jedoch die praktische Erprobung. Es gilt, funktionstüchtige Prototypen zu bauen und erste reale Testpflanzungen mit dem System durchzuführen. Diese Phase ist entscheidend, um handfeste Resultate zu sammeln: Steigen die Anwachschancen durch das Konzept tatsächlich messbar an und welche unvorhergesehenen Herausforderungen könnten im Boden noch auftreten? Um diese Fragen schnell zu klären und den Entwurf kontinuierlich zu verbessern, wird nun zeitnah der direkte Dialog mit potenziellen Kunden wie Baumschulen, Baumpflegeunternehmen und Kommunen gesucht. Durch dieses direkte Feedback aus der Praxis soll das System zügig evaluiert und für einen flächendeckenden Einsatz vorbereitet werden.

Welche Chancen siehst du in der Teilnahme an Nachwuchspreisen wie Circular Design für junge Designerinnen und Designer?

Lennard Ludig: Auszeichnungen im Bereich Circular Design bieten eine essenzielle Plattform, um nachhaltige Konzepte einer breiten Öffentlichkeit und einem Fachpublikum zugänglich zu machen. Sie schaffen wertvolle Schnittstellen zu Experten, potenziellen Kooperationspartnern und Netzwerken, die für die Weiterentwicklung innovativer Ideen unerlässlich sind.

Neben der wichtigen Sichtbarkeit spielt der finanzielle Aspekt eine entscheidende Rolle. Ein Preisgeld bietet die direkte Möglichkeit, Projekte weiter zu finanzieren und den entscheidenden Schritt von der Theorie in die reale Anwendung zu meistern. Gleichzeitig stellt diese finanzielle Belohnung eine enorme Wertschätzung für die geleistete Gestaltungsarbeit dar. Sie entfacht neue Begeisterung und ermutigt dazu, den eingeschlagenen Weg weiterzuverfolgen. Zudem beweist eine solche Auszeichnung, dass nachhaltige Konzepte nicht nur idealistisch wertvoll sind, sondern einen echten, greifbaren Mehrwert für die Gesellschaft und die Gestaltenden selbst erzeugen, mit dem sich langfristig professionell arbeiten lässt. 

Was zeichnet gutes Design für dich aus?

Lennard Ludig: Gutes Design zeichnet sich durch eine enge Verzahnung von materialgetriebener Forschung und der Analyse realer Anwendungskontexte aus. Die Formgebung ist dabei selten rein ästhetisch motiviert, sondern leitet sich primär aus den materialspezifischen Eigenschaften und der angestrebten Funktion ab. Ein wesentliches Merkmal ist der Fokus auf organische, nachwachsende Rohstoffe und die funktionale Aufwertung von Reststoffen.

Letztlich zielt diese Methodik darauf ab, Objekte zu gestalten, die im Einklang mit ihrer Umwelt agieren. Ein Beispiel hierfür ist das Prinzip "Design to Decay", bei dem ein Objekt seine temporäre Funktion absolut zuverlässig erfüllt, um sich anschließend geplant und rückstandsfrei in den biologischen Kreislauf aufzulösen. Gleichzeitig müssen entwickelte Konzepte über das handwerkliche Einzelstück hinausgehen und durch Skalierbarkeit in einer Serienproduktion anwendbar sein.

Was ist dein Ziel für die kommenden Jahre?

Lennard Ludig: Das zentrale Ziel für die kommenden Jahre liegt in der konsequenten Weiterentwicklung von Lösungen für städtische Baumpflanzungen. Der Erhalt von Bäumen im urbanen Raum hat sich als absolutes Kernthema manifestiert, da die Ausfallraten von Neupflanzungen alarmierend hoch sind und bis zu 40 Prozent die ersten fünf Jahre nicht überleben.

Der Gewinn des Nachwuchspreises Circular Design hat dabei als maßgeblicher Impuls gewirkt, der die bisherige Forschungsarbeit bestätigt und die Motivation enorm gestärkt hat, bei diesem Thema am Ball zu bleiben. Im Fokus steht nun die konkrete praktische Umsetzung: Als Team wird intensiv daran gearbeitet, das Projekt aus der konzeptionellen Phase in die Realität zu überführen, die Marktreife zu erreichen und das System erfolgreich auf den Markt zu bringen.