Studie zur Beleuchtung in den Baumkronen: Ein Fluence-Forschungsversuch zur Bestimmung des Einflusses von Lichtintensität und Lichtverteilung auf Gurken und Tomaten
Schwerpunkt Kulturpflanzen: Rebkulturen, Tomaten und Gurken
Umwelt: Gewächshausanbau
Studienort: Universität und Forschung Wageningen, Niederlande
Gewächshausanbauer von Reben haben schon lange die Vorteile einer zusätzlichen Beleuchtung von oben als Teil ihrer Anbaustrategie erkannt, insbesondere in den Wintermonaten. Durch den Einsatz von Oberlicht wie der VYPR-Serie haben die Erzeuger höhere Erträge und eine ganzjährige Fruchtkonsistenz erzielt. Aber was passiert, wenn man die Beleuchtung innerhalb des Pflanzendaches hinzufügt? Genau dieser Frage ist das globale Forschungsteam von Fluence in seiner jüngsten Studie nachgegangen.
In dieser Studie arbeitete das Forschungsteam von Fluence mit der Universität Wageningen zusammen, um die Auswirkungen der Verlagerung eines Drittels der Gesamtlichtsumme auf das Licht zwischen den Baumkronen zu bestimmen, und zwar sowohl in einer herkömmlichen Intensität von 250 µmol-m-2-s-1, die in dieser Studie als niedrige Intensität bezeichnet wird, als auch in einer Behandlung mit hoher Intensität von 375 µmol-m-2-s-1.
Die Studie zeigte, dass sich nicht nur die unterschiedlichen Lichtintensitäten, sondern auch die Standorte der Lichtquellen auf den Fruchtertrag auswirkten: Die Behandlung mit der höchsten Gesamtlichtintensität von 375 µmol-m-2-s-1, die sich aus 250 µmol-m-2-s-1 Oberlicht und 125 µmol-m-2-s-1 Zwischenlicht zusammensetzte, erzeugte sowohl in der Gurken- als auch in der Tomatenstudie die höchste Anzahl von Früchten und den höchsten Zuwachs im Vergleich zu demselben PPFD-Oberlicht allein.
Das Experiment
Welche Platzierung meines Lichts ist für die Obstproduktion am effektivsten?
Um die Auswirkungen der Lichtintensität zu verstehen, wurden in der Studie zwei verschiedene Lichtintensitäten (250 µmol-m-2-s-1 und 375 µmol-m-2-s-1) auf die Pflanzen angewandt, jeweils mit zwei unterschiedlichen Verteilungen. Bei der einen Verteilung wurde das gesamte Licht auf den oberen Teil des Kronendachs gelenkt, bei der anderen Verteilung wurden zwei Drittel des Lichts auf den oberen Teil des Kronendachs und das restliche Drittel in das Pflanzendach gelenkt. Die Studie wurde als randomisierter vollständiger Blockversuch mit drei Wiederholungen jeder Lichtbehandlung für jede Kultur durchgeführt, um statistisch signifikante Ergebnisse zu erzielen.
Während des Versuchs wurden die folgenden Sollwerte festgelegt:
Tabelle 1: Eckpunkte der Studie zur Lichtverteilung
| Parameter | Gurke | Tomate |
|---|---|---|
| Kulturpflanze | Hi Power und Skyson | Merlice und Brioso |
| Lichtbehandlung | 250 und 375 µmol-m-2-s-Oberlicht, plus gleiche Behandlungen mit 1/3 der Gesamtlichtsumme als Zwischenlicht | 250 und 375 µmol-m-2-s-Oberlicht, plus gleiche Behandlungen mit 1/3 der Gesamtlichtsumme als Zwischenlicht |
| Pflanzdichte | 2,74 Pflanzen/m2 | Bei 250 µmol-m-2-s-1: 2,74 Pflanzen/m2 Bei 375 µmol-m-2-s-1: 4,11 Pflanzen/m2 |
| Zeitleiste | Beginn: Oktober Schlussernte: Februar | Beginn: Oktober Letzte Ernte: März |
Wenn Sie mehr über die Umweltparameter des Experiments erfahren möchten, besuchen Sie bitte unser On-Demand-Webinar oder kontaktieren Sie unser Team.
Anmerkung zum Experiment: Strategie für den Gurkenschnitt
Im Rahmen der Studie arbeitete Fluence mit einem weltweit tätigen Pflanzenberatungsunternehmen, Vortus bv Greenhouse Consultants, zusammen, um sicherzustellen, dass die Parameter der kommerziellen Pflanzenproduktion in die Untersuchung einbezogen wurden. Eine der wichtigsten Praktiken, die während des Experiments zum Einsatz kamen, war der Blütenschnitt.
Bei der Gurkenstudie wurden bei der Behandlung mit niedriger Lichtintensität (250 µmol-m-2-s-1) während der gesamten Studie zwischen 50 % und 66 % der Blüten entfernt. Zu Beginn wurde jede zweite Blüte entfernt, um die Pflanzenbelastung bei den Behandlungen mit niedriger Lichtintensität zu reduzieren und das Wachstum von Pflanze und Frucht im Gleichgewicht zu halten. Nach der Hälfte des Versuchs (Mitte Dezember bis Anfang Januar) wurde jede zweite von drei Blüten vom Rebstock entfernt. Es wurde davon ausgegangen, dass die Pflanze bei geringer Lichtintensität weniger Früchte tragen kann und durch den Rückschnitt in der Lage ist, die Ressourcen entsprechend zu verteilen.
Bei der Behandlung mit hoher Intensität (375 µmol-m-2-s-1) wurden 33 % der Blüten von Anfang bis Ende entfernt. Jede dritte Blüte wurde vollständig von der Rebe entfernt. Bei der Behandlung mit hoher Intensität wurde davon ausgegangen, dass die Pflanze angesichts des Inputs während der Entwicklung mehr Früchte tragen kann, weshalb mehr Blüten an der Rebe belassen wurden.
Ergebnisse und Analyse: Kumulative Ausbeute
Kulturpflanze: Gurke
Züchtung: Hi Power
Der höchste Fruchtertrag wurde bei der höchsten Lichtbehandlung mit 375 µmol-m-2-s-1 erzielt, wenn das Licht sowohl an der Spitze als auch im Kronendach verteilt ist.
Beim Vergleich der Ergebnisse unter der Behandlung mit 375 µmol-m-2-s-1 produzierte die Gurkensorte 'Hi Power' 25% mehr Früchte als bei der reinen Oberlichtbehandlung (Abbildung 2). Die Sorte 'Skyson' zeigte die gleichen Trendlinien mit einer 17% Anstieg des kumulativen Ertrags.
Kulturpflanze: Tomate
Züchtung: Brioso
Der gleiche Trend wurde bei der Tomatenstudie beobachtet. Der höchste Fruchtertrag wurde bei der höchsten Lichtbehandlung mit 375 µmol-m-2-s-1 erzielt, wenn das Licht sowohl oben als auch im Kronendach verteilt ist.
Beim Vergleich der Ergebnisse unter der 375 µmol-m-2-s-1-Behandlung produzierte Brioso 32 % mehr Früchte als bei der Behandlung nur mit Oberlicht (Abbildung 3). Bei Merlice zeigten sich die gleichen Trendlinien mit einem Anstieg des kumulativen Ertrags um 30 %.
Neben dem Ertrag bewerteten die Forscher auch die Auswirkungen der Lichtverteilung auf die Pflanzenmorphologie und die Pflanzenqualität. Die Daten zeigten nur ein abweichendes Ergebnis: In der Gurkenstudie war die Pflanze bei mehr Licht kompakter, was zu kürzeren Reben führte. In der Tomatenstudie gab es keine signifikanten Veränderungen der Pflanzenmorphologie, und auch bei der Qualität der Gurken und Tomaten wurden in dieser Studie keine Unterschiede festgestellt.
Wichtigste Erkenntnis: Sie können den Pflanzenertrag steigern, wenn Sie mehr Licht auf die Pflanze geben und das Licht im oberen Bereich des Kronendachs und innerhalb des Kronendachs verteilen.
Landwirte und Wissenschaftler wissen, dass sich die Biomasse der Pflanzen erhöht, wenn man die Lichtintensität erhöht. Weniger bekannt ist jedoch, was passiert, wenn man dieselbe Lichtmenge auf verschiedene Positionen des Kronendachs verteilt.
Die wichtigste Erkenntnis ist, dass sich der Standort des Lichts tatsächlich auf den Gesamtertrag der Früchte auswirkt. Wie in Abbildung 2 zu sehen ist, stieg der Gurkenertrag selbst bei einer Behandlung mit 250 µmol-m-2-s-1 leicht an (17 %), wenn Licht in das Kronendach gebracht wurde.
Für Landwirte, die eine Beleuchtung zwischen den Baumkronen in ihre Anbaustrategie einbeziehen wollen, ist die effektivste Platzierung eine höhere Lichtintensität im oberen Bereich und innerhalb der Baumkronen.
Über die Forschungsgruppe
Fluence-Forschung
Das Fluence-Forschungsteam führt Studien im Rahmen von Partnerschaften mit führenden Forschungsgruppen auf der ganzen Welt durch, aber auch intern im Photobiologie- und Forschungslabor des Unternehmens in Austin, Texas. Fluence arbeitet mit Beratern aus der Industrie zusammen, um die kommerzielle Realisierbarkeit der Forschungsstudien des Teams zu beraten, während gleichzeitig unsere Beleuchtungslösungen im kommerziellen Maßstab durch Fallstudien von Züchtern unter der Leitung des Fluence-Teams für Gartenbauservices getestet werden.
Forschungspartner
- Mehr als 100 Jahre Erfahrung
- Im Zentrum der Gartenbauinnovation in den Niederlanden gelegen
- Anbau in modernen Gewächshäusern und Zusammenarbeit mit Anbauberatern
Forschungspartner
- Globale Beratungsgruppe für Anbauunterstützung mit über 35 Jahren Erfahrung
- Gemeinsamer Ansatz zur Nutzung der Forschung für die kommerzielle Pflanzenproduktion
- Spezialisierung auf Gemüse, Obst, Blattgemüse, Schnittblumen, Zucht, Vermehrung und ökologische Erzeugung
