Versuchsergebnisse aus der Praxis
Demonstrationsversuch mit Basilikum, Mandevilla und Topfrosen in einem Mehrlagensystem im geschlossenen Raum
Die nachhaltige Pflanzenproduktion rückt immer stärker in den gesellschaftlichen Fokus. Hierbei wird neben der Einsparung von Energie, Wasser, Fläche und Pflanzenschutzmitteln auch eine regionale Produktion verstanden. Gleichzeitig sollen die Produkte von hoher Qualität und zu bestimmten Zeiten im Jahr verfügbar sein. Bei der Pflanzenproduktion sind diese Kriterien manchmal nicht unbedingt miteinander vereinbar. So müssen Stecklinge für die Beet- und Balkonpflanzenproduktion unter lokalen Bedingungen häufig im Winter unter einer hohen Wärmezufuhr bewurzelt werden. Auch die Kräuterproduktion hat im Winter einen hohen Energiebedarf für Heizung und Belichtung, um das typische Kräuteraroma und Blattfärbungen sowie einen ausreichenden Biomassezuwachs gewährleisten zu können. Die flächeneffiziente Produktion von Pflanzen im geschlossen und isolierten Raum auf mehreren Ebenen verspricht eine Einsparung von wichtigen Ressourcen und Pflanzenschutzmitteln sowie eine gleichbleibend hohe Produktqualität über das gesamte Jahr hinweg.
Die Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG) Veitshöchheim hat in diesem Sinne in einem Innenraum des Zierpflanzenversuchsbetriebs einen dreilagigen Mehrlagenkulturraum eingerichtet. Hier wird untersucht, inwiefern sich ein Mehrlagensystem für die Produktion von Pflanzen in bestimmten Kulturabschnitten eignet.
Im Rahmen eines Demonstrationsversuchs wurden Strauchbasilikum der Sorten 'Ajaka', 'Feronia' eines rotlaubigen Genoveser-Typs, Mandevilla der Sorte 'Rio Deep Red' und Topfrosen der Sorte 'Apache Kordana' kultiviert. Hierzu wurden ein bewurzelter Strauchbasilikum-Steckling und zwei bewurzelte Mandevilla-Stecklinge in 10,5-cm-Topf getopft. Die Mandevilla-Jungpflanzen wurden vor dem Topfen aufgrund der Fertigstellung des Mehrlagenkulturraums zwei Wochen in den Vermehrungsplatten im Gewächshaus gelagert. Die Rosen wurden als Halbfertigware im 10,5-cm-Topf bezogen und stark zurückgestutzt.
Bei jeder Kultur kamen drei Belichtungsspektren zum Einsatz, die auf Höhe des Topfrandes eine durchschnittliche Lichtintensität von je 300 µmol/m2s (+/- 30 µmol/m2s) im Bereich von 400 bis 700 nm (Photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD)) hatten. Dabei handelte es sich um ein rotdominiertes Spektrum (Magenta), einer Belichtung mit breitbandige weiße LEDs (Weiß) und ein sonnenähnliches Spektrum (Sonne), das UV-Strahlung und einen großen Anteil an fernrotem Licht enthält.
Abbildung: Verwendete LED-Lichtspektren im Mehrlagenkultursystem „Magenta“ (rotdominiertes Spektrum), „Weiß“ (breitbandige weiße LEDs) und „Sonne“ (sonnenähnliches LED-Spektrum). Alle Spektren haben auf der Höhe des Topfrandes eine durchschnittliche PPFD von 300 μmol/m2s.
Als Qualitätsmerkmale wurden bei allen Kulturen die Laubdachhöhe und der mittlere Durchmesser gemessen. Des Weiteren wurde bei Mandevilla und Rosen die Anzahl der Blüten bestimmt. Bei Mandevilla wurden zusätzlich die Seitentriebe und Ranken gezählt sowie die längste Ranke gemessen.
Ergebnisse 2020
Die Dauer der Topfkultur bis zur Verkaufsreife betrug bei Mandevilla sechs Wochen (plus zwei Wochen Lagerung als Jungpflanze in Vermehrungsplatten im Gewächshaus), bei Rosen fünf Wochen und beim Strauchbasilikum vier Wochen. Der Gesamteindruck (0 Punkte = sehr schlecht, 10 Punkte = sehr gut) war bei allen Kulturen gut und lag bei Mandevilla bei circa sieben Punkten und bei Rosen zwischen acht und neun Punkten. Die Basilikum-Sorten 'Ajaka' und 'Feronia' machten zum Ende der Kulturzeit mit circa acht Bewertungspunkten einen besseren Eindruck als der rotblättrige Genoveser-Typ mit sechs bis sieben Punkten. Das Basilikum bildete auch ohne Sonnenlicht seinen typischen Geruch aus.
Die Reaktion der Pflanzenarten auf die verwendeten LED-Lichtspektren war sehr unterschiedlich. Mandevilla hatte bei der rotdominierten Belichtungsvariante Magenta zwar die geringste Laubdachhöhe, bildete jedoch deutlich längere Ranken als unter den anderen beiden Belichtungsspektren. Dagegen reagierten die Basilikum-Sorten tendenziell mit einem kompakteren Wuchs unter Magenta. Die Laubdachhöhe bei Rosen wurde durch die Belichtungsvarianten nicht beeinflusst. Sie zeigten unter der Magenta Belichtung zum Boniturzeitpunkt jedoch eine geringere Anzahl an geöffneten Blüten. Die Gesamtanzahl an Blüten und Blütenknospen war hingegen nicht zu unterscheiden und lagen im Mittel zwischen sieben und acht pro Topfrose.
Abbildung: Wachstum der verschieden Pflanzenarten und ein Bild des Kultursystems mit LED-Belichtung „Magenta“ (rotdominiertes Spektrum), „Weiß“ (breitbandige weiße LEDs) und „Sonne“ (sonnenähnliches LED-Spektrum).
Unterschiedliche Buchstaben über den Säulen zeigen signifikante Unterschiede (p kleiner als 0,05) an.
Sortenübersicht
| Gattung/Art | Sorte | Züchter |
|---|---|---|
| Mandevilla | 'Rio Deep Red' | Syngenta Flowers |
| Topfrose | 'Apache Kordana' | Kordes Rosen |
| Strauchbasilikum | 'Ajaka' | Kreuterey |
| Strauchbasilikum | 'Feronia' | Kreuterey |
| Strauchbasilikum | Rotlaubig | Kreuterey |
Kulturdaten
| Standweite | Mandevilla | 84 Pflanzen/m2 |
| Rosen | 30 Pflanzen/m2 | |
| Basilikum | 42 Pflanzen/m2 | |
| Kulturzeitraum | Mandevilla | • Woche 21 bis 22 (Lagerung als Jungpflanze in Vermehrungsplatten im Gewächshaus) • Woche 23 bis 28 (in Mehrlagenkultur) |
| Rosen | Woche 26 bis 30 | |
| Basilikum | Woche 25 bis 28 | |
| Topfgröße | Mandevilla | 10,5-cm-Topf mit jeweils 2 RC |
| Rosen | 10,5-cm-Topf | |
| Basilikum | 10,5-cm-Topf mit jeweils 1 RC | |
| Substrat | D 400 (Stender AG, Schermbeck) | |
| Düngung | 0,1 % Ferty 3 Mega (18-12-18) (Planta Düngemittel GmbH, Regenstauf) | |
| Temperatur | 22 °C angestrebt | |
| Wiederholungen | 3 |
Prozentualer Anteil der Photonenstromdichte für verschiedene Wellenlängenbereiche des Gesamtspektrums
(315 bis 780 nm)
| Spektrum | UV-A (%) (315-379 nm) | Violett (%) (380-400 nm) | Blau (%) (400-499 nm) | Grün/Gelb (%) (500-599 nm) | Rot (%) (600-699 nm) | Fernrot (%) (700-780 nm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Magenta | 0 | 0,1 | 8,6 | 6,4 | 83,5 | 1,4 |
| Weiß | 0 | 0,6 | 24,7 | 35,3 | 33,4 | 6 |
| Sonne | 0,5 | 0,5 | 20,2 | 28,9 | 32,2 | 17,7 |
Belichtung mit durchschnittlich 300 μmol/m2s (+/- 30 μmol/m2s) PPFD (300 bis 700 nm) für 16 Stunden am Tag
Kritische Anmerkungen
Gleichmäßiges Wachstum erfordert gleichmäßige klimatische Bedingungen. Die Homogenität des Raumklimas eines abgeschlossenen Innenraums kann durch die Abwärme der Belichtung, die Temperatur und Verteilung von Frischluft sowie der Temperatur und Verteilung kühler Luft, zum Beispiel von einer Klimaanlage zur Temperaturkontrolle beeinflusst werden. Daher sind die angestrebten Klimabedingungen gegenüber der benötigten Belichtungsleistung und dem damit verbundenen Wärmeeintrag abzuwägen, sodass im Raum keine Kältewalzen, Wärmeinseln oder Zugluft entstehen. Dies kann bei der Mehrlagenkultur zum Beispiel zu niedrigerer Temperaturen in den unteren Kulturebenen oder zu hohen Temperaturen in den oberen Kulturebenen führen, was das Wachstum entsprechend verzögern oder eine Triebstreckung hervorrufen kann. Zugluft kann zudem zur beschleunigten Austrocknung führen. Unter Berücksichtigung dieser Maßnahmen ist die Mehrlagenkultur auch mit eingeschränkter Klimakontrolle sehr gut möglich. Zur vollen Klimakontrolle unabhängig von der Lichtleistung und der Frischluftzufuhr sind eine Wasserkühlung der LED-Belichtung und eine Konditionierung der Frischluft sowie Umluft nötig.