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Nutzung von Phytosignalen zur Klimaregelung in Gewächshäusern

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Abstract

Die Klimaregelung in Gewächshäusern erfolgt meist nach fest eingestellten Sollwerten (z.B. für Tag-/Nacht-Temperatur, maximale Luftfeuchte, CO 2 -Begasung und Zusatzbelichtung). Die Festlegung der Sollwerte erfolgt dabei häufig nach Erfahrungswerten zur Kulturführung und ökonomischen Kennzahlen, die individuell an die aktuellen Rahmenbedingungen angepasst werden. Für die Regelung werden im Normalfall die Innenklimabedingungen und die Außen-bedingungen (Temperatur, Einstrahlung, Windgeschwindigkeit, Niederschlag) berücksichtigt. Seit längerer Zeit werden Monitoringsysteme genutzt, die Aussagen über die Entwicklung und den Zustand des Pflanzenbestandes ermöglichen. So sind beispielsweise die Erfassung der Pflanzenhöhe über Kamerasysteme oder Blatttemperaturmessungen mittels Thermoelemen-ten möglich. Im Rahmen des ZINEG-Verbundvorhabens wurde ein Monitoringsystem für Gas-wechselmessungen im Pflanzenbestand weiterentwickelt, welches permanent aktuelle Werte zur Photosynthese und Transpiration ausgibt. 2013 wurden diese Werte erstmalig für die Kli-maregelung des Gewächshauses genutzt. So wurde das Schließen des Energieschirmes nach der Photosyntheseleistung gesteuert. Gegenüber der bisherigen Steuerung nach Einstrahlung konnte eine deutliche Minderung der Heizenergie nachgewiesen werden. Als Ursache hierfür wird ein Abfall der Photosyntheseleistung am Nachmittag bereits einige Stunden vor Sonnen-untergang vermutet. Als weitere Regelgröße wurde die aktuelle Transpiration genutzt. Die Be-wässerungssteuerung wurde von Lichtsummensteuerung auf Transpirationssumme umgestellt. Als Steuerungsstrategie wurde eine Bewässerungsmenge von 60% über der kalkulierten Tran-spirationssumme (40l) eingerichtet. Im Ergebnis konnte eine sehr ausgewogene Bewässerung mit einem gleichbleibenden Überlauf realisiert werden. Dadurch konnten Auskristallisierungen von Düngersalzen (bedingt durch zeitweise trockenstehende Substratmatten) verhindert wer-den. 12 BHGL-Tagungsband 30/2014
VORTRÄGE / SESSION 3 / ZUSAMMENHANG VON PFLANZENREAKTIONEN UND
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN IM NIEDRIG-ENERGIE-GEWÄCHSHAUS
Nutzung von Phytosignalen zur Klimaregelung in Gewächshäusern
Thorsten Rocksch, Dennis Dannehl, Ingo Schuch, Uwe Schmidt
Humboldt-Universität zu Berlin, FG Biosystemtechnik
t.rocksch@agrar.hu-berlin.de
Die Klimaregelung in Gewächshäusern erfolgt meist nach fest eingestellten Sollwerten (z.B.
für Tag-/Nacht-Temperatur, maximale Luftfeuchte, CO2-Begasung und Zusatzbelichtung). Die
Festlegung der Sollwerte erfolgt dabei häufig nach Erfahrungswerten zur Kulturführung und
ökonomischen Kennzahlen, die individuell an die aktuellen Rahmenbedingungen angepasst
werden. Für die Regelung werden im Normalfall die Innenklimabedingungen und die Außen-
bedingungen (Temperatur, Einstrahlung, Windgeschwindigkeit, Niederschlag) berücksichtigt.
Seit längerer Zeit werden Monitoringsysteme genutzt, die Aussagen über die Entwicklung und
den Zustand des Pflanzenbestandes ermöglichen. So sind beispielsweise die Erfassung der
Pflanzenhöhe über Kamerasysteme oder Blatttemperaturmessungen mittels Thermoelemen-
ten möglich. Im Rahmen des ZINEG-Verbundvorhabens wurde ein Monitoringsystem für Gas-
wechselmessungen im Pflanzenbestand weiterentwickelt, welches permanent aktuelle Werte
zur Photosynthese und Transpiration ausgibt. 2013 wurden diese Werte erstmalig für die Kli-
maregelung des Gewächshauses genutzt. So wurde das Schließen des Energieschirmes nach
der Photosyntheseleistung gesteuert. Gegenüber der bisherigen Steuerung nach Einstrahlung
konnte eine deutliche Minderung der Heizenergie nachgewiesen werden. Als Ursache hierfür
wird ein Abfall der Photosyntheseleistung am Nachmittag bereits einige Stunden vor Sonnen-
untergang vermutet. Als weitere Regelgröße wurde die aktuelle Transpiration genutzt. Die Be-
wässerungssteuerung wurde von Lichtsummensteuerung auf Transpirationssumme umgestellt.
Als Steuerungsstrategie wurde eine Bewässerungsmenge von 60% über der kalkulierten Tran-
spirationssumme (40l) eingerichtet. Im Ergebnis konnte eine sehr ausgewogene Bewässerung
mit einem gleichbleibenden Überlauf realisiert werden. Dadurch konnten Auskristallisierungen
von Düngersalzen (bedingt durch zeitweise trockenstehende Substratmatten) verhindert wer-
den.
12 BHGL-Tagungsband 30/2014
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