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Ausgewogener Anbau: Controlled Environment Agriculture dank Messtechnologie

Vaisala: Controlled Environment Agriculture und Gewächshäuser
Justin Walsh_Vaisala
Justin Walsh
Business Development Engineer
Published: May 20, 2020
Greenhouses and Indoor Farming
Industrielle Messungen

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 wesentlich 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-Betrieb. 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 CEA-Betrieben angebaut. Ein großer Teil der Entscheidung über das, was angebaut werden soll, resultiert aus der prognostizierten Rentabilität, mit der die Nachfrage zu den günstigsten Margen gedeckt wird.

 

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, umfassen Feuchte, Temperatur, Kohlendioxid, Wetterbedingungen, Licht, Nährstoffe und Flüssigkeitszufuhr. Diese Parameter werden nicht nur gemessen, um die Wachstumsraten zu fördern, sondern auch um Ernteschäden zu verhindern, die im Extremfall dieser Bedingungen auftreten können.

 

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. Eine genaue Feuchtemessung ermöglicht es Landwirten, zeitnahe und fundierte Entscheidungen in Bezug auf die Steuerung zu treffen.

 

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 ist wichtig, die Herausforderungen der Temperaturregulierung in Ihrer Anlage zu kennen. 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 kritischen 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. Beispiele dafür, wie die Produktivität durch CO2  gesteigert wird, sind frühere Blüte, höhere Fruchterträge, verbesserte Stielfestigkeit und Blütengröße. Tatsächlich kann die Nettophotosynthese um bis zu 50% ansteigen, wenn sich der CO2-Gehalt aus der Umgebung auf 1 000 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 Mitarbeiter*innen bei der Gasversorgung. Genaue CO2-Messungen der  Vaisala CARBOCAP®-Sensoren ermöglichen die Überwachung dieser Ressource bei Langzeitstabilität und niedrigen Betriebskosten. Laden Sie den Anwendungshinweis zur Optimierung  des Pflanzenwachstums durch CO2-Messungen herunter, um mehr zu erfahren.

 

Zusammenfassung

Das Endergebnis in jedem Gewächshaus oder Controlled Environment Agriculture-System wird durch die Effizienz und Rentabilität des Betriebs bestimmt:

  • Präzise Messungen und Steuerungen führen zu effizienten und profitablen Ergebnissen
  • Präzise Messungen beginnen bei hochwertigen Sensoren, die genau und zuverlässig sind
  • Genauigkeit und Zuverlässigkeit reduzieren die Gesamtbetriebskosten
  • Hochwertige Messungen lohnen sich, da sie sich direkt auf das Endergebnis auswirken

Holen Sie das Beste aus Ihrem Betrieb heraus – dank hochwertiger Messgeräte von Vaisala. Kontaktieren Sie uns, um weitere Informationen zu erhalten.

BONUS: Sehen Sie sich die Aufzeichnung von Justins Webinar (auf Englisch) „Bessere Sensortechnologien für moderne Gewächshäuser“ an. Jetzt ansehen.

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