SDK and Yamaguchi Universität entwickeln eine neue Anbaumethode für Pflanzenaufzucht

27/06/2012

Showa Denko K.K. (SDK) und die National Corporation Yamaguchi University haben in einer Gemeinschaftsarbeit eine neue Anbaumethode zur Pflanzenaufzucht mit LEDs (Licht emittierenden Dioden) entwickelt.

Durch den Einsatz von speziellem, auf das Pflanzenwachstum hin optimiertem Licht (unter Verwendung der von SDK entwickelten LED Cchips), ermöglicht diese neue Methode eine Verringerung der Lieferzeiten bei gleichzeitiger Erhöhung der Erntemenge. SDK beginnt mit Lizenzierung dieser Technologie um die Verbreitung von LED basierten Pflanzenaufzuchtanlagen zu fördern. Damit wird ein weiterer Beitrag geleistet, eine stabile Versorgung mit Lebensmitteln zu sichern.

1. Merkmale der LED basierten Pflanzenaufzuchtanlagen

Durch Wachstum antworten Pflanzen auf Licht. Dies beinhaltet sowohl Photosynthese als auch Photomorphogenese.
Photosynthese wird durch Chlorophyll unterstüzt, welches mit rotem Licht im Wellenlängenbereich von 660-700nm aktiviert wird.
Im Fall der Photomorphogenese arbeiten verschiedene Chromoproteine, die durch blaues Licht im Bereich von 450-470nm aktiviert werden. Die bevorzugte Aufteilung zwischen rotem und blauem Licht ist abhängig von der jeweiligen Pflanzenart.

Im Vergleich zu anderen Lichtquellen besitzt die LED Beleuchtung eine engeren Wellenlengenbereich. Dies ermöglicht eine selektive Bestrahlung mit den jeweils geeigneten Wellenlängen, und führt im Ergebnis zu einem effizienterem Anbau. SDK hat LED Cchips entwickelt, welche rotes Licht im Bereich von 660nm emittieren und vermarktet diese Chips bereits.
Nach bestem derzeitigem Wissenstand (Mai 2012) besitzen die LED Chips von Showa Denko die höchste Lichtausbeute weltweit (Lichtausbeute ist das Verhältnis zwischen emittiertem Licht und dem eingespeisten Strom, ausgedrückt in Lumen pro Watt).

Lichtquellen, die auf LEDs basieren helfen, den Energieverbrauch auf ca. ein Drittel des Verbrauchs von fluoreszierenden Lampen zu senken. Sie besitzen zudem eine höhere Lichtmenge ohne Ausstoß von Wärme. Darüberhinaus können nun eine Vielzahl an Pflanzen wie Früchte, Gemüse und Getreide angebaut werden. Dadurch haben bereits Universitäten, Forschungsinstitute und kommerzielle Plfanzenaufzuchtanlagen bereits die LED basierte Beleuchtung angewendet. Jedoch benötigt man für den Einsatz der LED Beleuchtung eine größere Anfangsinvestition verglichen mit fluorsezierenden Lampen. Um eine vollständig kommerzielle Einführung der LED Beleuchtung in der Pflanzenaufzucht zu erreichen ist es erforderlich, die Amortisationszeit solcher Anlagen zu reduzieren.

2. Eigenschaften und Vorteile der neuen Anbaumethode

Masayoshi Shigyo, Professor an der Fakultät für Landwirtschaft der Yamaguchi Universität (Südjapan), hat zusammen mit SDK eine neue Methode der LED Bestrahlung entwickelt, die besonders auf das Pflanzenwachstum hin optimiert wurde.

Man fand heraus, dass mit dieser neu entwickelten Methode (Shigyo Methode) die Ertragsmenge an Blattgemüse bis zu drei Mal größer ist als mit herkömmlicher Anbauweise (Fluoreszierende Lampen oder lauch LED Bestrahlung, in der Rot und Blau unveränderlich festgelegt sind) in der gleichen Zeit erreicht werden kann.

*Pflanzenwachstum hängt von einem komplexen Zusammenspiel mehrerer Faktoren ab. Neben dem entsprechendem Licht beinhaltet dies zum Beispiel Temperature, Feuchtigkeit, Wind, Nährflüssigkeit und CO2. Wachstumsbedingungen sowie Anbauergebnis hängen auch wesentlich von der Pflanzenart ab. Obwohl neueste Forschung auf Effektivität dieser neuen Methode hindeutet, können wir die dargelegten Ergebnisse nicht garantieren.

Die neue Anbaumethode hat den Vorteil, dass Stromkosten reduziert werden können bei gleichzeitiger Erhöhung der Ertragsmenge, was letztlich zu einer kürzeren Amortisationszeit für dei Betreiber von LED Pflaneznaufzuchtanlagen zur Folge hat. Die Shigyo Methode wird als ebenso effektiv angesehen, um Algen zu züchten. Dies öffnet den Weg in der Herstellung von nützlichen Stoffen und Biosprit aus Algen.

3. Bemühungen, die Shigyo Methode zu verbreiten

In Zusammenarbeit mit der Yamaguchi Universitä beginnt SDK mit dem Beginn der Lizenzabgabe zum Einsatz in kommerziellen Einrichtungen und bei Beleuchtungsherstellern.  SDK bietete ebenfalls diverses Anbauzubehör an, mit Fokus auf LED Beleuchtung und ähnlichen Materialien. Im Anfangsjahr konzentriert sich SDK auf die Lizenzierung und das Vermarkten an kommerzielle EInrichtungen in Japan. In der Zukunft wird die Lizenzvergabe auch an Übersee Großeinrichtungen angeboten, um den Tätigkeitsbereich zu erweitern und auch um Sprit und Biomasse Geschäfte abzudecken.
SDK setzt sich weiter ein, um – basierend auf der neuen Anbaumethode – die Verbreitung von Pflanzenaufzuchtanlagen zu fördern und dadurch einen Beitrag für die Umsetzung einer ausreichenden Versorgung mit Lebensmitteln zu leisten. Dies ist ein Hauptziel der Menschheit des 21. Jahrhunderts.

Referenz

Vergleich der Shigyo Methode mit dem Anbau unter fluoreszierenden Lampen

Ergebnisse im Versuch mit Blattsalat:

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Nach 14 Tagen unter fluoreszierenden Lampen

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Nach 14 Tagen unter LEDs (Shigyo Methode)

 

 

 

 

 

 

 

 

RTEmagicC_21th_day_fluorescent_lamps_png.png

Nach 21 Tagen unter fluoreszierenden Lampen

RTEmagicC_21th_day_Sigyo_LED.png

Nach 21 Tagen unter LEDs (Shigyo Methode)

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