Richter, Markus: Erstellung eines Simulationsmodells für ein zu optimierendes Hydrokultursystem für die Gerbera- Schnittblumenkultur unter Berücksichtigung äußerer Einflussgrößen auf Leistungsparameter der Pflanze

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Kapitel 1. Grundlagen für die Entwicklung eines Simulationsmodells für die
Gerberakultur

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein computergestütztes Simulationsmodell für eine Schnittblumen-Steinwollkultur mit Gerbera jamesonii (H. Bolus ex Hook.) am Beispiel der Sorte ’Moana‘ zu erstellen. Das Modell sollte die Einflüsse der von außen einwirkenden Umweltfaktoren auf Wachstum und Blumenertrag der Pflanzen darstellen.

Entwicklung und Gestaltbildung sind im Erbmaterial der Pflanzen genetisch determiniert und werden durch die Umwelt modifiziert. Wesentlich wird das Wachstum durch äußere Einflussgrößen wie Temperatur, Lichteinstrahlung, Wasser- und Nährstoffversorgung beeinflusst. Das Bestreben des Kultivateurs ist es, diese Faktoren so zu steuern, dass Wachstum und Ertrag quantitativ und qualitativ optimiert werden.

Gerbera gehören aufgrund ihrer ungünstigen Transporteigenschaften zu den Schnittblumen, deren Produktion auch weiterhin in europäischen Gartenbaubetrieben verbleiben wird. In Bezug auf die Gerbera-Kultur stehen Blumenertrag und -qualität im Vordergrund. Die Produktionsbedingungen sind jedoch in jedem Betrieb unterschiedlich, so dass empfohlene Kulturbedingungen nicht immer eingehalten werden können. Konstant eingestellte Sollwerte für die Klimaregelung sind Standard in der Praxis. Eine unmittelbare Berücksichtigung äußerer Einflussgrößen auf die Sollwerteinstellungen, um zum Beispiel Temperatur, Einstrahlung und CO2-Angebot aufeinander abzustimmen und Kosten gering zu halten sowie den optimalen Ertrag zu erreichen, ist derzeit noch nicht durchführbar. Das Simulationsmodell sollte einen Beitrag zur Verbesserung der Produktivität der Kultur unter variablen Produktionsbedingungen bieten und eine Grundlage schaffen, die Klimasteuerung in Abhängigkeit der variablen Außenbedingungen beeinflussen zu können.

Aufgabe war es, die in der gärtnerischen Praxis mess- und regelbaren sowie bedingt steuerbaren Kulturbedingungen, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewässerung und Pflanzenernährung, in Abhängigkeit von nicht beeinflussbaren äußeren Einflussgrößen, wie die Sonneneinstrahlung, zu optimieren, um die bestmögliche Ertragsleistung zu erzielen. Ein Teil der Arbeit war die kontinuierliche Ermittlung von Wachstumsdaten für eine Gerbera-Steinwollkultur in Abhängigkeit äußerer Klimafaktoren sowie der Wachstums- und Ordnungsparameter der Blattflächen und Blumen. Diese Daten dienten als Grundlage für die Modellierung des Pflanzenwachstums und als Kontrolldaten beim Durchlaufen des Modells unter den aufgezeichneten Klimabedingungen.

Die Parameter waren in einem computergestützten Simulationsmodell zusammenzufassen, das als Endergebnis das vegetative und generative Wachstum in Abhängigkeit der Zeit in Form von Wachstumskurven berücksichtigt. Unter Einbeziehung erhobener und kalkulativer Klimadaten musste die Möglichkeit bestehen, Wachstumsprognosen zu erstellen. Neben den sich ständig verändernden äußeren Kulturbedingungen sollten punktuell eintretende diskontinuierliche Ereignisse wie Blattflächenverluste durch manuelles Blattbrechen berücksichtigt werden, so dass deren Einfluss auf das Wachstum anhand der Wachstumskurven ables- und abschätzbar wird.

Das Modell stützte sich bei der Berechnung der Wachstumswerte auf experimentell ermittelte Daten. Neben den Wachstumsbeobachtungen wurden Gaswechselmessungen zur Erfassung der Leistungsparameter der Photosynthese unter Berücksichtigung unterschiedlicher Klimabedingungen sowie Wurzelatmungsmessungen in


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Abhängigkeit von Temperatur und Nährlösungskonzentration zur Ermittlung der Atmungsverluste im Wurzelbereich einbezogen.

Unter Berücksichtigung der Einflüsse der Wachstumsfaktoren auf physiologische Leistungsparameter wie CO2-Aufnahme oder Atmung war es der Zweck des Modells, Aus- und Wechselwirkungen auf Wachstum und Ertrag in Abhängigkeit der Zeit zu verdeutlichen. Dabei sollte es ein neuartiges Hilfsmittel darstellen, um die Wechselwirkungen der Wachstumsfaktoren zu verstehen und deren Einfluss auf den Blumenertrag kalkulierbar zu machen. Außerdem sollte eine Prognose für den Blumenertrag unter definierten Umweltbedingungen ermöglicht werden.


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Mon Oct 1 12:46:38 2001