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Ausgewogener Anbau durch Messtechnik

Controlled Environment Agriculture (CEA) ist eines der am schnellsten wachsenden Segmente auf den Lebensmittelmärkten weltweit. Da die Nachfrage nach lokal angebauten und biologischen Produkten weiter steigt, wird sie durch heutige moderne Gewächshäuser, vertikale Landwirtschaft und Containerfarmen gedeckt. Die Fortschritte bei den heute verfügbaren Technologien und Techniken ermöglichen es Erzeugern, mehr und konsistenter zu produzieren und dabei weniger Energie und Ressourcen zu verbrauchen.

Erzeuger können mithilfe von Technologie optimale, hochpräzise Anbaubedingungen in ihren Anlagen schaffen und so eine grössere Auswahl an Kulturen mit zuverlässigen Ergebnissen erzielen. Durch die Einschliessung und Klimatisierung einer Anlage können Landwirte in kürzerer Zeit eine Kulturpflanze vom Saatgut bis zur Ernte anbauen, in jedem Zyklus höhere Erträge erreichen und mehr Erntezyklen pro Jahr durchführen. Die Optimierung des Gewächshauslayouts kann im Vergleich zur konventionellen Landwirtschaft zusätzliche Kapazität bieten. Der Einsatz vertikaler Landwirtschafts- und Tropfbewässerungstechniken kann das, was mit herkömmlichen Methoden oder sogar in einem traditionellen Gewächshaus angebaut werden kann, leicht übertreffen. In Anbetracht der Tatsache, dass die in Räumen häufiger angebauten Kulturpflanzen Gemüse, Reben, Blumen und andere Baumschulkulturen sind, wird das Schichtungspotenzial nur durch Beleuchtungsressourcen begrenzt, die in den letzten Jahren preiswerter geworden sind. Ein geringerer Pestizideinsatz ist auch ein Vorteil der CEA-Landwirtschaft, da die integrierte Schädlingsbekämpfung einfacher umgesetzt werden kann. Dies führt zu einer saubereren Umwelt, einem nachhaltigen Pflanzenschutz und einer Deckung der Nachfrage nach pestizidfreien Lebensmitteln. Wasserschutz ist ein weiterer grosser Vorteil der CEA. Indem der Wasserverbrauch durch hydroponische oder aeroponische Verfahren gesteuert wird und gleichzeitig kein Wasser durch Bodeninfiltration verloren geht, ist für den Betrieb in Räumen deutlich weniger Frischwasser erforderlich. In Gebieten mit Wasserknappheit und -beschränkungen kann dies ein wichtiger Rentabilitätsfaktor sein. Die Gesamtenergieeffizienz ist eine Schlüsselkomponente für einen CEA-Be-

Das kontinuierliche Überwachungssystem von Vaisala integriert ein breites Spektrum an Datenloggern, Messwertgebern und Modbus-Geräten, um verschiedene Parameter zu überwachen, darunter Temperatur, relative Feuchte, CO2, Differenzdruck und mehr. (Bilder: Vaisala)

trieb. Der Strombedarf eines Gewächshauses, ob automatisiert oder nicht, ist erheblich höher als bei der konventionellen Landwirtschaft, da HLK-Systeme und Beleuchtung eine Energiebelastung darstellen. Hier können hochwertige Sensoren etwas bewirken. Eine genaue Überwachung der Bedingungen im Anbauraum kann zu Energieeinsparungen und gesünderen Kulturen führen.

Was wächst mit CEA? Da fast jede Kulturpflanze in Räumen angebaut werden kann, sind die Vorteile der CEA in vielen verschiedenen Märkten sichtbar, vom Blumen- und Zieranbau bis zur Produktion landwirtschaftlicher Erzeugnisse. CEA-Produktionstechniken können den Unterschied zwischen ein bis zwei und vier bis sechs Ernten pro Jahr sowie die Möglichkeit bedeuten, Erntezeiten für eine gleichmässige Lieferung zu wechseln. Nahezu jede in Räumen angebaute Kulturpflanze kann von diesen Techniken profitieren. Einige der beliebtesten Kulturen sind derzeit Salate, Keimpflanzen, Reben und Blumen. Rohstoffkulturen, Pilze und Früchte werden ebenfalls in CEABetrieben angebaut.

Steuerungstypen Die Gewächshaussteuerung kann von einfachen und gelegentlichen Messungen mit manueller Entlüftung bis hin zu kontinuierlichen Überwachungssystemen und automatisierten Steuerungen reichen. Vaisala bietet eine Reihe von Messgeräten für jede Steuerungsebene. Von hoch entwickelten, kontinuierlichen Überwachungssystemen mit unseren eigenen Datenloggern und der viewlinc-Software bis zu praktischen, genauen portablen Sensoren-Vaisala-Messgeräte erfüllen den Bedarf an zuverlässigen Messungen und Daten. Einfacher ausgedrückt bedeutet eine bessere Klimaregelung eine verbesserte Ernte. Dank genauer und zuverlässiger Messungen werden ausserdem die Produktionskosten durch ein effizientes Ressourcenmanagement gesenkt. Die gemessenen Parameter, die am wichtigsten sind, um-

Der Humicap-Sensor von Vaisala ist ein kapazitiver Dünnfilm-Polymersensor. Er zeichnet sich vor allem durch ausgezeichnete Langzeitstabilität, Unempfindlichkeit gegenüber Staub und Chemikalien und verlässliche Messwerte aus.

fassen Feuchte, Temperatur, Kohlendioxid, Wetterbedingungen, Licht, Nährstoffe und Flüssigkeitszufuhr.

Feuchteparameter Feuchte ist der am schwierigsten zu kontrollierende Umgebungsfaktor in einem Gewächshaus und ein wichtiger Leistungsindikator. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Lufttemperatur und kann sich bei relativ geringen Temperaturänderungen drastisch ändern. Mit jedem Temperaturabfall von 20° C wird das Wasserhaltevermögen der Luft halbiert und die relative Feuchte verdoppelt. Aus diesem Grund kann ein Temperaturabfall über Nacht zu hoher Feuchte und Kondensation führen. Vaisala Humicap-Sensoren sind gegenüber Nässe beständig und liefern weiterhin genaue Messungen, nachdem sie wieder trocken sind. Optimale Bewässerungspraktiken und eine angemessene Belüftung sind die besten Möglichkeiten zur Steuerung der Feuchte in Gewächshäusern.

Temperaturparameter Pflanzen können auch über einen weiten Temperaturbereich überleben und wachsen, aber es gibt für jede Art optimale Temperaturen, die die optimale Wachstumsrate fördern. Die Temperaturregelung erfolgt entweder durch natürliche Entlüftung oder durch mechanische Mittel wie HLK. Es wird empfohlen, die verschiedenen Bereiche des Anbauraums zu untersuchen oder abzubilden, um heisse oder kalte Stellen festzustellen. Genaue und zuverlässige Vaisala-Temperatursensoren können diese Messungen liefern, um sie bei der Kulturauswahl und bei Layoutentscheidungen zu unterstützen.

CO2-Parameter Die Vorteile der Kohlendioxidsupplementierung für das Pflanzenwachstum und die Pflanzenproduktion im Gewächshaus sind seit vielen Jahren bekannt, da Kohlendioxid ein wesentlicher Bestandteil der Photosynthese ist. Tatsächlich kann die Nettophotosynthese um bis zu 50 Prozent ansteigen, wenn sich der CO2 -Gehalt aus der Umgebung auf 1000 ppm erhöht. Ein Problem, das bei geschlossenen Anbaubetrieben beobachtet wird, besteht darin, dass die Pflanzen das verfügbare CO2 verbrauchen, was zu einem Mangel führt und das Wachstum begrenzt. Zusätzliches CO2 – entweder durch Verbrennung erzeugt oder in gasförmiger, flüssiger oder fester Form zugeführt– ist ein üblicher Weg, um die Pflanzen mit dieser kritischen Ressource zu versorgen. Es gibt auch Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der Mitarbeitenden bei der Gasversorgung. Genaue CO2 -Messungen der Vaisala Carbocab-Sensoren ermöglichen die Überwachung dieser Ressource bei Langzeitstabilität und niedrigen Betriebskosten.

Autor: Justin Walsh, Business Development Engineer bei Vaisala

Weitere Auskünfte: Vaisala (Deutschland) Vaisala GmbH Adenauerallee 15 D-53111 Bonn www.vaisala.de/lifescience

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