Hydrosalat und künstliche Belichtung

Hydrosalat und Wärmepumpe

Auf dem Betrieb der Gebrüder Meier wurde die Produktion von Hydrosalaten vorgestellt. Der Vorteil dieser Salate ist ein verlängertes Regalleben, weil der Salatkopf noch mit den Wurzeln verbunden ist, die im Erdpresstopf bleiben. Angebaut wird eine Auswahl an Einzelsalaten sowie Trio-Salate mit drei verschiedenen Sorten im selben Erdballen. Die Idee ist, einen gemischten Salat in einem Kauf und einem Schnitt anzubieten.

Die Jungpflanzen werden in Erdballen auf einem Tray entwickelt. Diese sind noch nicht in Hydroponik. Sie wachsen auf den Trays, bis sie groß genug sind, um in das hydroponische System gepflanzt zu werden. Die Bewässerung der Jungpflanzen erfolgt über eine Überkopf-Bewässerung.

Wenn die Pflanzen etwa 5 cm hoch sind, werden sie in die Plastikrinnen des hydroponischen Systems gepflanzt. Die Transplantation in Hydrokulturen wird von einem Roboter durchgeführt. 

Wenn neue Jungpflanzen dem System hinzugefügt werden, werden die älteren Pflanzen immer näher an das Transplantationssystem herangeführt. Der gleiche Mechanismus findet in den hydroponischen Rinnen statt, wo die neuen Rinnen mit den frisch verpflanzten Salaten die erntereifen Salate nach vorne schieben.

Damit der Schiebemechanismus richtig funktioniert, müssen so viele Pflanzen zum System hinzugefügt werden, wie pro Tag geerntet werden. In diesem System werden etwa 5’000 bis 6’000 Salatköpfe pro Tag geerntet.

Die Salate werden in Rinnen gepflanzt, in denen Wasser mit Nährstoffen zirkulieren. Es handelt sich um ein geschlossenes System. Das bedeutet, dass der gefangene Drain gereinigt und zusammen mit neuem Wasser sowie Nährstoffen erneut eingespiesen wird. 

Zwei Lichtsysteme

Das eine ist ein Lichtsystem mit einem breiteren Spektrum, das dem natürlichen Licht näherkommt (weisses Licht) und das andere ist ein System mit einem gezielteren Spektrum mit mehr Rotanteil. Die Gebrüder Meier haben sich dafür entschieden, mit LED-Lampen zu arbeiten. Dies ermöglicht ihnen, auch in der lichtarmen Zeit genug Lichtsumme zu erreichen und damit Salat ausserhalb der normalen Produktionszeiten zu produzieren. Um das Klima homogener zu halten und Taupunktunterschreitungen auf Blattstufe zu verhindern, wird mit vertikalen Ventilatoren gearbeitet, die warme Luft in die Kulturzone bringen.

Die Wärme stammt von einem Wärmetauscher mit Wärmepumpe, welche Wärme aus dem Abwasser der Kläranlage entnimmt und dieses damit um wenige Grade kühlt. Gerade Gewässer mit einem hohen Anteil geklärtem Wasser sind tendenziell zu warm. Darum ist diese Art Wärmegewinnung auch für die Umwelt ein Gewinn. Über ein Kreislaufsystem wird beim Verdampfer Wärme gewonnen, die nach Komprimierung ans System der Gewächshausleitungen übertragen wird. Bei Wärmepumpen mit Wasser als Wärmequelle kann rund das Vierfache an Wärme gewonnen werden, wie Energie reingesteckt wird. Das bedeutet, dass relativ viel Wasser benötigt wird, wenn dieses nicht zu stark abgekühlt werden soll. Zudem ist ein genügend starker Energieanschluss nötig.

Grundlagen der Beleuchtung

Eine Kultur hat je nach Entwicklungsstadium eine gewisse Lichtsumme nötig. Gerade im Winter ist die natürliche Lichtsumme relativ gering. Wie in obenstehender Grafik ersichtlich ist, beträgt diese im Dezember keine 10% des Sommers. Hier ist zu erwähnen, dass die Kulturen im Sommer im Gewächshaus je nach Kultur nicht die volle Lichtsumme erhalten, weil das überschüssige Licht weggeschirmt wird. Aber die geringere Lichtsumme im Winter bedeutet doch entweder eine verlangsamte Kulturentwicklung oder aber eine Kultur kann in einem gewissen Stadium gar nicht gehalten werden. Beispielsweise brauchen Radies im Winter rund 3 Monate bis zur Ernte, während im Sommer auch 3 Wochen genügen können. Während Tomaten mit 2.5 Köpfen pro m2 und einer Rispe (Situation Januarpflanzung) mit den dann vorhandenen 200 Joule/cm2 auskommt, benötigt eine Kultur im Vollbehang (3.7 Köpfe/m2 und 8 Rispen) rund 1950 Joule. Damit so eine Kultur auch geführt werden kann über den Winter, braucht es Zusatzbeleuchtung. Von den benötigten Joule können die natürlich vorhandenen abgezogen werden, der Rest muss belichtet werden. Das heisst, je weniger natürliches Licht vorhanden ist, desto mehr muss belichtet werden. So müsste die erwähnte Tomatenkultur im Dezember für rund 17 Stunden pro Tag ununterbrochen mit 280 Mikromol PAR Licht belichtet werden. Wenn mehr Licht kommt, kann die Beleuchtung auch über 375 Watt Globalstrahlung ausgehen. Für das erwähnte Beispiel müssten pro ha rund 770 kW zur Verfügung stehen bei Beleuchtung mit LED. Bei Beleuchtung mit Natriumdampflampen (HPS) bräuchte es rund doppelt so viel. Oder aber man müsste die Kopfdichte reduzieren, die Pflanzen später pflanzen, die Temperatur tiefer halten oder ähnliches. Mit dem Ziel, den Assimilatsbezug zu senken und damit das für die Photosynthese benötigte Licht.

Wichtig ist, das richtige Spektrum Licht für die Pflanzen zu haben. Am effizientesten, ausgedrückt in Mikromol Photonen pro Joule Energieinput, ist Licht mit 95% Rotanteil und 5% Blauanteil. Aber nicht alle Pflanzen können damit umgehen, dort wird dann der Rotanteil gesenkt zugunsten mehr Grünanteil. Oder aber man arbeitet mit weissem Licht, das hat das breiteste Spektrum aber auch die geringste Effizienz.

Wichtig ist ebenfalls, dass bei Beleuchtung mit LED wenig Strahlungswärme anfällt, die Kultur aber wegen dem Licht die Verdunstung beginnt. Das Risiko der Taupunktunterschreitung ist damit gegeben. Helfen kann hier das rechtzeitige Hochfahren der Temperatur und ein gezieltes Lüften, um vertikale Temperaturunterschiede zu verringern und die Kultur zu wärmen. Ebenso empfiehlt es sich, die Belichtung stufenweise hochzufahren, sei es über strangweises anschalten oder dimmen.

Gerade in Holland belichten immer mehr Betriebe nach Strompreisen, also reduziert bei hohen Preisen. Hier ist es aber wichtig, dass das Licht nie ganz ausgeht, sondern dann einfach gedimmt oder reduziert wird.

Gewächshausdesinfektion

Die GVZ Rossat stellte mit Sanosil Super ein Produkt vor, welches zur Desinfektion von Oberflächen und Leitungen benutzt werden kann und auf silberstabilisiertem Wasserstoffperoxid beruht. Damit können Biofilme, Pilze, Bakterien und teils Viren bekämpft werden.

Autoren: Hélène Bettschart und Christof Gubler, Strickhof Spezialkulturen