Demonstrationsversuch mit Basilikum, Mandevilla und Topfrosen in einem Mehrlagensystem im geschlossenen Raum

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1 Hannes Seidel, Thomas Schneider, Eva-Maria Geiger| LWG Veitshöchheim| An der Steige 15|

97209 Veitshöchheim| eva-maria.geiger@lwg.bayern.de| 0931 9801-306

Die Ergebnisse – kurzgefasst

Auch ohne natürliche Sonneneinstrahlung und ohne den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln inklusiv Hemmstoffen konnte im geschlossenen Raum gute Verkaufsware produziert werden. Es zeigte sich deutlich, wie unterschiedlich die verschiedenen Pflanzengruppen auf die gleiche Lichtzusammensetzung reagieren. So wuchs Basilikum unter einem rotdominierten Spektrum sehr kompakt, wobei Mandevilla mit einer starken Rankenbildung reagierte. Rosen reagierten weniger in der Morphologie auf die verschiedenen LED-Belichtungen, aber in der Blütenbildung. Bei Basilikum stellte sich ein typischer Kräuterduft ein, der bei der gängigen Produktion im Gewächshaus während lichtarmer und kalter Jahreszeiten häufig zu wünschen übriglässt. Bei der Ausgestaltung eines Raumes zur Pflanzenproduktion ist auf eine gleichmäßige Durchlüftung und Ventilation zu achten, um Kältewalzen und große Temperaturdifferenzen zu vermeiden. Dementsprechend fördert ein homogenes Raumklima eine gleichmäßige Pflanzenentwicklung und Pflanzenqualität.

Versuchsfrage und Versuchshintergrund

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- & 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 geschlossenen 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) 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 bzw. 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

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Topfrandes eine durchschnittliche Lichtintensität von je 300 µmol/m²s (±30 µmol/m²s) im Bereich von 400 bis 700 nm (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 fern-rotem Licht enthält (Abbildung 1). 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.

Abbildung 1: 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.

Ergebnisse im Detail

Die Dauer der Topfkultur bis zur Verkaufsreife (Abbildung 2) betrug bei Mandevilla sechs Wochen (plus 2 Wochen Lagerung als Jungpflanze in Vermehrungsplatten im Gewächshaus), bei Rosen fünf Wochen und beim Strauchbasilikum 4 Wochen. Der Gesamteindruck (0 Punkte= sehr schlecht, 10 Punkte = sehr gut) war bei allen Kulturen gut und lag bei Mandevilla bei ca. sieben Punkten und bei Rosen zwischen acht und neun Punkten. Die Basilikumsorten 'Ajaka' und 'Feronia' machten zum Ende der Kulturzeit, mit ca. 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 (Abbildung 2, Abbildung 3). 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 Basilikumsorten tendenziell mit einem kompakteren Wuchs unter Magenta. Die Laubdachhöhe bei Rosen wurde durch die

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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 2: Mandevilla, Rose und Strauchbasilikum zur Verkaufsreife nach der Anzucht im Mehrlagensystem unter verschieden LED-Belichtungsspektren „Magenta“ (rotdominiertes Spektrum), „Weiß“ (breitbandige weiße LEDs) und

„Sonne“ (sonnenähnliches LED-Spektrum).

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Abbildung 3: Wachstum der verschiedenen 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 < 0,05) an.

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Kultur- und Versuchshinweise

LED-Belichtungsspektren

Tabelle 1: 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

Sorten

Tabelle 2: Pflanzenart und Sorten

Kultur Sorte Züchter

Mandevilla 'Rio Deep Red' Syngenta Flowers

Topfrose 'Apache Kordana' Kordes Rosen

Strauchbasilikum 'Ajaka' Kreuterey

Strauchbasilikum 'Feronia' Kreuterey

Strauchbasilikum Rotlaubig Kreuterey

Standweite: Mandevilla 84 Pflanzen/m² Rosen 30 Pflanzen/m² Basilikum 42 Pflanzen/m²

Kulturzeitraum: Mandevilla KW 23-28 (in Mehrlagenkultur)

KW 21-22 (Lagerung als Jungpflanze in Vermehrungsplatten im Gewächshaus

Rosen KW 26-30

Basilikum KW 25-28

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)

Düngung: 0,1 % Ferty 3 Mega (18-12-18) (Planta Düngemittel) Temperatur: 22 °C angestrebt

Wiederholungen: 3

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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, z. B. 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 bzw. Umluft nötig.