Schon vor Generationen wusste man, dass Blumen besser gedeihen, wenn sie eine Zeit lang mit sauerstoffreichem Wasser bewässert werden. In landwirtschaftlichen Betrieben, die sich auf den Anbau von Pflanzen und Beeren spezialisiert haben, wird Bewässerungswasser in großen Mengen verwendet. Zu Beginn der Saison stellt sich für viele Betriebe die Frage, wie sie den Anbau ihrer Pflanzen effektiver und nachhaltiger gestalten können. Hier kann Sauerstoff eine entscheidende Rolle spielen.
Mit Sauerstoff angereichertes Wasser wirkt sich äußerst positiv auf das Pflanzenwachstum, die Pflanzenhygiene und -gesundheit, die Lagerfähigkeit und damit die Produktivität aus.
Besonders interessant ist hier der Einsatz von Sauerstoffnanoblasen in der Bewässerung. Hier entstehen hydrodynamische Kavitation, eine plötzliche Druckveränderung, entstehen Sauerstoffblasen in Nanogröße. Diese werden dem Wasser zugesetzt und bleiben in dieser Form tage- oder gar wochenlang im Wasser gespeichert.
Im Rahmen des NABLE-Projekts des Forschungszentrums Wander der Fachhochschule Satakunta (SAMK) wurde der Einsatz dieser Nanoblasen in kommerziellen Gewächshäusern erforscht. Dabei wurden Erfahrungen von Anwendern über die Leistung der Nanoblasen-Technologie gesammelt und Messdaten erhoben.
Richtiger Sauerstoffgehalt im Wasser ist essenziell
Im Laufe des Forschungsprojekts hat sich gezeigt, dass die Kontrolle des Gehalts an gelöstem Sauerstoff im Bewässerungswasser von entscheidender Bedeutung ist.
Eine weitere wichtige Erkenntnis ist, dass es nicht zielführend ist, dem Wasser unkontrolliert massenhaft Sauerstoff zuzufügen. Das richtige Niveau ist ausschlaggebend. Außerdem muss sichergestellt werden, dass dieses optimale Niveau im Wasser auch über lange Zeit gehalten wird.
"Auf der Grundlage der im Rahmen des Forschungsprojekts gesammelten Erfahrungen haben wir ein Automatisierungssystem für unseren Sauerstoff-Nanoboost-Generator entwickelt, mit dem die richtige Sauerstoffmenge dosiert, der richtige Druck eingestellt und die richtigen Betriebsparameter für die jeweilige Umgebung gefunden werden können", sagt Timo Kantola, Geschäftsführer der Firma EOD, die das Nanoboost®-Gerät entwickelt hat.
Gewächshäuser investieren in Energieeffizienz, um CO₂-Emissionen zu reduzieren gleichzeitig kosteneffizient zu arbeiten. Die Nanoboost-Technologie trägt dazu bei, die Produktionseffizienz zu steigern und den Energieverbrauch zu senken, indem sie dafür sorgt, dass das Gerät dem Bewässerungswasser genau die richtige Menge an Sauerstoff zuführt.
Sauerstoff ist beste Dünger und bestes Pestizid zugleich
Die Vorteile einer gesunden und abwechslungsreichen Ernährung für den Menschen sind weithin bekannt. "Wir tun dasselbe für die Pflanzen, indem wir gesunde Lebensbedingungen für sie schaffen und so unter anderem Krankheiten verhindern. Als Nächstes werden wir untersuchen, wie Nanoblasen die Rückhaltung von Düngemitteln in verschiedenen Kultursubstraten wie Torf, Gras, Holzfasern, Kokosfasern oder Steinwolle beeinflussen", so Kantola weiter.
"Die Verwendung von mit Sauerstoff-Nanoblasen versetztem Wasser ist wie ein biologischer vorbeugender Pflanzenschutz. So behandeltes Bewässerungswasser erhält das natürliche Wohlbefinden der Pflanzen, was den Bedarf an Pestiziden reduziert. Dadurch wird auch die chemische Belastung von Wasser und Boden verringert", sagt Toni Tanner von Hortiherttua, der in Karjalohja, Finnland Kräuter, Salat, Gurken und Tomaten anbaut.
Weniger Ernteverluste
Die Herausforderungen für die Rentabilität im ökologischen Landbau liegen vor allem in der Gleichmäßigkeit der Ernte und der Verringerung der Ernteverluste.
"Wir können nachweisen, dass zum Beispiel Salat mit Hilfe von Nanosauerstoffblasen gleichmäßiger wächst", sagt Martti Latva, Forschungsleiter bei SAMK Wander.
Wenn traditionell Luft mit einem Kompressor in das Bewässerungswasser eingeblasen wird, handelt es sich hier zu 80 % um Stickstoff, den die Pflanze nicht nutzen kann. Der Sauerstoff wird in diesem Fall nicht in größeren Blasen im Wasser gespeichert, sondern verdunstet in die Luft. Das Molekularsieb des Nanoboost hingegen fängt den Sauerstoff ein, gibt den Stickstoff an die Luft zurück und gibt nur Sauerstoff an das Wasser ab. Der Sauerstoff wird in Nanoblasen umgewandelt, und der darin gespeicherte Sauerstoff wird an das Wasser abgegeben, sodass keine Energie verschwendet wird.
Forschungen haben gezeigt, dass Pflanzen Stresssituationen besser überstehen, wenn sie mit Nanoblasen-Wasser statt mit normalem Wasser bewässert werden, wodurch sich Ernteverluste verringern. Zu den Stresssituationen gehören Verstopfungen im Tropfschlauch einer Bewässerungsanlage, die dazu führen können, dass die Pflanze unter unerwarteter Dürre leidet. Auch übermäßige Hitze oder Dunkelheit durch defektes Licht können die Pflanzen stressen. Pflanzen, die mit Nanoblasen-Wasser bewässert werden, entwickeln stärkere Wurzeln, was ihre Stresstoleranz und Immunität verbessert.
Laut Tanner wird der Anbauer so entlastet, da die Pflanzen besser in der Lage sind, mit potenziellen Stresssituationen umzugehen.
Technologie muss bedienungsfreundlich sein
Lösungen zur Verbesserung der Landwirtschaft können Kopfzerbrechen bereiten, wenn sie schwierig zu installieren oder komplex in der Anwendung sind. "Neue Technologien müssen leicht und einfach zu installieren, zu nutzen und zu warten sein, damit sich die Landwirte auf das Wesentliche konzentrieren können - den Anbau. Man sollte kein Ingenieur sein müssen, um neue Geräte einsetzen zu können", betont Tony Joas, Produktmanager bei Schetelig Ltd. Der von Schetelig vertretene Nanoboost-Sauerstoffgenerator wird bereits von mehreren Dutzend Landwirten in Finnland genutzt. Die einfach zu bedienende und zuverlässige Technologie stellt sicher, dass die Landwirte die Vorteile dieser Technologie problemlos nutzen und sich auf das konzentrieren können, was am wichtigsten ist: den Anbau hochwertiger Pflanzen.
Weitere Informationen:
www.wander.fi
www.eod.fi