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 7. Zusammenfassung
Ein Simulationsmodell für die Schnittblumen-Steinwollkultur der Gerbera jamesonii (H. Bolus ex Hook.) wurde am Beispiel der Sorte ’Moana‘ erstellt. Aufbauend auf Messdaten morphologischer und physiologischer Parameter an Versuchspflanzen ließ sich das Wachstum von Blättern, Wurzeln und Blumen modellieren. Auf der Basis der Auswirkungen äußerer Einflussgrößen konnte mit dem Modell die Entwicklung eines Gerberabestandes unter Berücksichtigung des Wachstums der Blätter, Blumen und Wurzeln einschließlich der wichtigsten Ertragskomponente, dem kumulativen Blumenertrag, in Abhängigkeit von der Kohlendioxid- und Stickstoffaufnahme simuliert werden.
- Mit dem computergestützten Simulationsmodell für vegetative und generative Wachstumsvorgänge in einem Gerberabestand werden Prognosen von Wachstum und Blumenertrag unter Berücksichtigung klimatischer und kulturtechnischer Einflussgrößen möglich. Auf der Basis physiologischer Leistungskriterien wie Atmung, Kohlendioxid- und Stickstoffaufnahme stehen dem Anwender Zustandsgrößen für das Wachstum der Blätter, Wurzeln und Blumen unter Berücksichtigung der Alterung sowie äußerer Einflussgrößen (Temperatur, Einstrahlung, rel. Luftfeuchtigkeit, Tageslänge, Wasser- und N-Angebot) bei ganzheitlicher Betrachtung des Bestandes zur Verfügung.
- Die Auswertungen des zeitlichen und räumlichen Wachstums der Gerbera der Sorte ’Moana‘ zeigten, dass die Blattverteilung unter Berücksichtigung des Alters Einfluss auf die Photosyntheseleistung des Bestandes nahm. Ebenso wurde eine Abhängigkeit der Blumenentwicklung von der Blattbildung nachgewiesen. Diese Ergebnisse waren die Basis für die Entwicklung der Modellstruktur.
- Teile von in der Literatur beschriebenen Modellen konnten erfolgreich in eine übergeordnete Modellstruktur eingebunden werden. Für den Wechsel zwischen vegetativem und generativem Wachstum unter Berücksichtigung der Blattalterung wurden für die Gerbera spezifische Modellfunktionen entwickelt. Bislang nicht verfügbare Gleichungssysteme zur Definition des Einflusses der Umweltparameter auf die Kohlendioxid- und Stickstoffaufnahme waren das Ergebnis der Gaswechsel- und Stickstoffaufnahmeanalysen.
- Die mit dem Modell berechneten Wachstumswerte für die Blattentwicklung und den Blumenertrag stimmten bei Verwendung gleicher Umweltbedingungen mit denen der Gewächshauskultur überein. Des weiteren erwies sich das Modell für die Analyse der Auswirkungen eines simulierten Blattbrechvorgangs mit seinen Prognosen als geeignet.
- Die Verwendung des Modells zur Bestimmung optimaler Klima- und Wachstumsparameter für die Kultur der Sorte ’Moana‘ führte zu Werten, die bei konstanter Einhaltung eine 60 prozentige Ertragssteigerung gegenüber anfänglich eingesetzten Parametern bedingten. Die maximale Einstrahlungsintensität für optimale Blumenerträge von 160 W m-2 PAR (entspricht ca. 30 klux Beleuchtungsstärke im Gewächshaus) wies darauf hin, im Gegensatz zu Aussagen in der Literatur über die Lichtbedürftigkeit der Gerbera, in einer Kultur der Sorte ’Moana‘ Schattieranlagen entsprechend einzusetzen.
- Für den Anbauer und die Beratung stellt das Modell ein Hilfsmittel dar, in einer Gerberakultur mit der Sorte ’Moana‘ die Sollwerte der Klimaführung bei gegebe
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nen nicht beeinflussbaren Kulturbedingungen zu optimieren, um größtmögliche Erträge zu erzielen. Dem Versuchsansteller in Forschungseinrichtungen wird damit ein Rüstzeug gegeben, klima- und kulturtechnische Einflussgrößen und deren Kombinationen vorab mit dem Modell zu überprüfen, Extremwerte zu identifizieren und somit sinnvolle Versuchsparameter in Abhängigkeit des Versuchszieles zu definieren.
- Mit dem Simulationsmodell wurde eine Grundlage für die Entwicklung neuer Klimaregelstrategien geschaffen, die in Verbindung mit einem Klimaregelcomputer die Kulturführung unter Berücksichtigung des zu erwartenden Pflanzenwachstums steuern können. Weitere Modellmodule, die die Qualität des Produktes oder den betriebswirtschaftlichen Erfolg der Kultur prognostizieren, wären sinnvolle Ergänzungen.
- Die Innovation der vorgenommenen Simulation für die Gerbera ergibt sich aus der Entwicklung eines umfassenden Kulturmodells, welches basierend auf morphologischen und physiologischen Leistungsparametern das vegetative und generative Wachstum eines Pflanzenbestandes berechnet. Daraus leiten sich Anwendungen für die Praxis wie auch für Forschungseinrichtungen ab. Die Wahl einzustellender Klima- und Kulturparameter unter Berücksichtigung äußerer Einflussgrößen zur Optimierung von Wachstum und Blumenertrag steht dabei im Vordergrund.
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