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Dissertation

Autor(en): Markus Richter
Titel: Erstellung eines Simulationsmodells für ein zu optimierendes Hydrokultursystem für die Gerbera-Schnittblumenkultur unter Berücksichtigung äußerer Einflussgrößen auf Leistungsparameter der Pflanze
Gutachter: Christel Richter; Hans-Günther Kaufmann; Jürgen Matschke
Erscheinungsdatum: 06.06.2001
Volltext: html (urn:nbn:de:kobv:11-10014893)
pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10014904)
Fachgebiet(e): Landwirtschaft, Veterinärmedizin
Schlagwörter (ger): Gerbera jamesonii, Wachstumsmodell, Ertragsmaximierung, Klimabedingungen, Kulturführung
Schlagwörter (eng): Gerbera jamesonii, crop model, yield maximisation, environmental conditions, crop management
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät
Zitationshinweis: Richter, Markus: Erstellung eines Simulationsmodells für ein zu optimierendes Hydrokultursystem für die Gerbera-Schnittblumenkultur unter Berücksichtigung äußerer Einflussgrößen auf Leistungsparameter der Pflanze; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät , publiziert am 06.06.2001, urn:nbn:de:kobv:11-10014919
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Abstract (ger):
Ein computergestütztes 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. Unter Berücksichtigung äußerer Einflussgrößen konnte mit dem Modell die Entwicklung eines Gerberabestandes hinsichtlich des Wachstums der Blätter, Blumen und Wurzeln einschließlich der wichtigsten Ertragskomponente, dem kumulativen Blumenertrag, in Abhängigkeit von physiologischen Leistungskriterien wie Atmung, Kohlendioxid- und Stickstoffaufnahme simuliert werden. 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 von Gaswechsel- und Stickstoffaufnahmeanalysen. Die mit dem Modell berechneten Wachstumswerte für die Blattentwicklung und den Blumenertrag stimmten bei Verwendung gleicher Umweltbedingungen mit denen einer 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. Für den Praktiker stellt das Modell ein Hilfsmittel dar, in einer Gerberakultur mit der Sorte 'Moana' die Sollwerte der Klimaführung bei gegebenen 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.
Abstract (eng):
A computer based crop simulation model for a cut flower rockwool cultivation of Gerbera jamesonii (H. Bolus ex Hook.) has been developed for the cultivar 'Moana'. Basing on measurements of morphological and physiological parameters at experimental plants growth of leaves, roots and flowers has been modelled. In consideration of different physical environmental conditions the model was able to simulate the development of a Gerbera crop concerning growth of leaves, flowers and roots including the most important yield component the cumulative flower yield in dependence on physiological efficiency parameters like respiration, carbon dioxide and nitrogen assimilation. The evaluation of time and space dependent growth of Gerberas of the cultivar 'Moana' showed the influence of leaf distribution with regard to leaf age on the photosynthetic efficiency of the crop. Furthermore there was evidence of a dependency of flower growth on leaf development. On the the basis of these results the model structure has been worked out. Elements of already in the relevant literature descripted models were successfully incorporated into the superior model structure. To switch between vegetative and generative growth with regard to leaf aging a special submodel has been developed for the Gerbera crop. Till now not available mathematical functions to define the influence of the environmental conditions on carbon dioxide and nitrogen assimilation resulted form gas exchange and nitrogen uptake analysis. Growth data for leaf development and flower yield calculated by the model corresponded to the observed data when the same values for the environmental parameters have been used. Furthermore the model was able by means of its predictions to analyse the effects of simulated leaf picking. The use of the model to calculate optimized climatic and growth parameters for a cultivation of the cultivar 'Moana' led to values that produced an increase in yield of about 60 percent in comparison to initially applied parameters. For the practice the model represents a tool for seeking optimal combinations of environmental control and crop management strategies for a Gerbera crop using the cultivar 'Moana' to maximise yield. For the research engineer in experimental stations an equipment is provided to test environmental control and crop management strategies in advance to identify extremes and senseful experimental parameters in dependence on the objective of the trial.
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Generiert am 21.10.2014, 07:29:34