Hydroponische Systeme für den Innenbereich und präzise CO2-Kontrolle
Die Hydrokultur hat sich zu einer der bedeutendsten Innovationen in der modernen Landwirtschaft entwickelt. Durch den Verzicht auf Erde und die strenge Kontrolle der Umweltbedingungen können Landwirte schnellere Wachstumsraten, höhere Erträge und eine effizientere Ressourcennutzung erzielen. Die Kombination aus automatischer Nährstoffzufuhr, künstlicher Beleuchtung und präziser Gassteuerung ermöglicht eine ganzjährige Pflanzenproduktion an fast jedem Standort.
Herausforderung
Der Bedarf an kontrollierter und effizienter Indoor-Farming
In enclosed systems, plants quickly consume available CO2, causing concentrations to drop below ambient levels. This slows photosynthesis and limits growth. Greenhouse research shows that enriching CO2 concentrations from approximately 400 ppm to between 1,000 and 2,000 ppm can significantly increase crop productivity and quality (World Journal of Advanced Research and Reviews, 2024).
Growers and researchers therefore require instruments capable of maintaining precise, repeatable CO2 levels in closed environments while minimizing waste.
Optionen
- Passive CO2-Diffusion aus der Umgebungsluft, die zwar einfach, aber inkonsequent und bei dichten Pflanzenbeständen unzureichend ist.
- Manuelle CO2-Einspritzung mit Zeitschaltuhren oder bedarfsgesteuerten Freisetzungssystemen, die zwar das Wachstum verbessert, aber keine Rückkopplungskontrolle hat und Gas verschwendet.
- Integrierte Überwachungssysteme that use sensors to track temperature, humidity, and CO2 levels, but require accurate flow control to be effective.
These methods work to varying degrees but often lack the precision required for research or high-value crop production. Without continuous measurement and regulation, CO2 levels can fluctuate, creating inconsistent growth conditions and variable yields.
Auswahl
Massendurchflussregelung für präzise Gaszufuhr
Jedes Gas hatte eine bestimmte Funktion. Stickstoff und oxygen supported plant respiration and health, while carbon dioxide was metered at up to 10 SCCM to achieve controlled enrichment within the 1000 – 2000 ppm range, depending on total flow volume.
Die MC-Serie bietet einen geschlossenen Regelkreis, der unabhängig von Druckschwankungen in den nachgeschalteten Kanälen konstante Durchflussraten aufrechterhält. Dadurch wurde sichergestellt, dass die Pflanzen bei jedem Versuch gleichbleibende Umweltbedingungen vorfinden.
Für größere Anlagen oder Studien, die komplexere Gaskombinationen erfordern, können Systeme wie Alicat’s FusionFlow™ MXM gas blending system kann Gasmischaufgaben auf bis zu zehn Kanälen gleichzeitig automatisieren. Dank der integrierten Zeitplanung und der webbasierten Steuerungsschnittstelle eignet sich das MXM ideal für die langfristige hydroponische Forschung, bei der sich die Umgebungsbedingungen während der Wachstumszyklen automatisch ändern müssen.
Ergebnis
Die automatisierte Steuerung reduzierte manuelle Eingriffe, stabilisierte die Kammerbedingungen und lieferte zuverlässige Daten zur Bewertung der Reaktion der Pflanzen auf die kontrollierte Gasanreicherung.
Die Hydrokultur entwickelt sich immer mehr zu einem Eckpfeiler der nachhaltigen Landwirtschaft und bietet Landwirten die Kontrolle über jeden Aspekt der Pflanzenentwicklung. Durch präzise Gaszufuhr machen die Systeme diese Kontrolle messbar, wiederholbar und skalierbar - und ebnen so den Weg für eine effizientere, nachhaltige Lebensmittelproduktion sowohl in der Forschung als auch im Handel.
Referenzen
- Vorteile von hydroponischen Anbausystemen. National Library of Medicine (PMC10625363), 2023. Verfügbar unter: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10625363/
- Optimierung der CO₂-Konzentration zur Verbesserung von Wachstum und Produktivität in Hydroponik- und Gewächshaussystemen. World Journal of Advanced Research and Reviews, 2024, Vol. 23(2), S. 2634-2686.