|Zusammenfassung|

Anhand von Weidelgras als Testmaterial wurde die Matrixkulturmethode mit 32 Trays verwendet, um die Auswirkungen der Aussaatstärke (7 und 14 Körner/Tray) auf den Ertrag bei drei Ernten von Weidelgras unter LED-Weißlicht (Tag 17, 34 und 51) zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass Weidelgras unter LED-Weißlicht normal wächst, sich nach dem Schnitt schnell regeneriert und durch mehrfache Erntemethoden kultiviert werden kann. Die Aussaatstärke hatte einen signifikanten Einfluss auf den Ertrag. Bei allen drei Schnitten war der Ertrag bei 14 Körnern/Tray höher als bei 7 Körnern/Tray. Die Erträge beider Aussaatstärken zeigten zunächst einen fallenden und dann einen steigenden Trend. Die Gesamterträge betrugen 11,11 kg/m² bei 7 Körnern/Tray und 15,51 kg/m² bei 14 Körnern/Tray und haben somit Potenzial für die kommerzielle Anwendung.

Materialen und Methoden

Prüfmaterialien und -methoden

Die Temperatur in der Pflanzenfabrik betrug 24 ± 2 °C, die relative Luftfeuchtigkeit 35–50 % und die CO₂-Konzentration 500 ± 50 μmol/mol. Zur Beleuchtung diente eine weiße LED-Panel-Leuchte mit den Maßen 49 cm × 49 cm, die 40 cm über der Anzuchtplatte angebracht war. Das Substrat bestand aus Torf, Perlit und Vermiculit im Verhältnis 3:1:1. Nach Zugabe von destilliertem Wasser wurde alles gleichmäßig vermischt, der Wassergehalt auf 55–60 % eingestellt und das Substrat 2–3 Stunden quellen gelassen. Anschließend wurde es gleichmäßig in 54 cm × 28 cm große Anzuchtplatten mit 32 Löchern gefüllt. Für die Aussaat wurden pralle und gleichmäßig große Samen verwendet.

Testdesign

Die Lichtintensität der weißen LED wurde auf 350 μmol/(m²/s) eingestellt, die spektrale Verteilung ist in der Abbildung dargestellt. Der Hell-Dunkel-Zyklus beträgt 16 h/8 h, die Lichtphase dauert von 5:00 bis 21:00 Uhr. Für die Aussaat wurden zwei Saatdichten von 7 und 14 Körnern pro Pflanzloch gewählt. In diesem Experiment wurden die Samen am 2. November 2021 ausgesät und anschließend im Dunkeln kultiviert. Die Beleuchtung wurde am 5. November eingeschaltet. Während der Lichtphase wurde der Anzuchtschale Hoagland-Nährlösung zugegeben.

Spektrum für weißes LED-Licht

Ernteindikatoren und -methoden

Die Pflanzen wurden geerntet, sobald ihre durchschnittliche Höhe der Höhe der Paneelbeleuchtung entsprach. Die Schnitte erfolgten am 22. November, 9. Dezember und 26. Dezember im Abstand von jeweils 17 Tagen. Die Stoppelhöhe betrug 2,5 ± 0,5 cm. Während der Ernte wurden Pflanzen aus drei zufällig ausgewählten Pflanzlöchern entnommen, das geerntete Weidelgras gewogen und der Ertrag pro Quadratmeter nach Formel (1) berechnet. Der Ertrag W entspricht dem kumulierten Frischgewicht der Stoppeln jedes Schnittvorgangs.

Ausbeute = (W × 32) / 0,1512 / 1000 (kg/m²)

(Plattenfläche = 0,54 × 0,28 = 0,1512 m²) (1)

Ergebnisse und Analyse

Bezüglich des durchschnittlichen Ertrags ergaben sich für die beiden Pflanzdichten folgende Ertragstrends: Erste Ernte > Dritte Ernte > Zweite Ernte (24,7 g > 15,41 g > 12,35 g (7 Körner/Loch) bzw. 36,6 g > 19,72 g > 16,98 g (14 Kapseln/Loch)). Beim Ertrag der ersten Ernte zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen den beiden Pflanzdichten, nicht jedoch beim Ertrag der zweiten und dritten Ernte sowie beim Gesamtertrag.

Auswirkungen der Aussaatmenge und des Stoppelschneidezeitpunkts auf den Ertrag von Weidelgras

Anhand verschiedener Schnittpläne wurde der Produktionszyklus berechnet. Ein Schnittzyklus dauert 20 Tage, zwei Schnitte 37 Tage und drei Schnitte 54 Tage. Die Aussaatstärke von 7 Körnern pro Loch ergab den niedrigsten Ertrag von nur 5,23 kg/m². Bei einer Aussaatstärke von 14 Körnern pro Loch betrug der kumulierte Ertrag nach drei Schnitten 15,51 kg/m², was etwa dem Dreifachen des Ertrags eines Schnitts mit 7 Körnern pro Loch entsprach und deutlich höher war als bei anderen Schnittfrequenzen. Die Wachstumsdauer nach drei Schnitten war 2,7-mal so lang wie nach einem Schnitt, der Ertrag jedoch nur etwa doppelt so hoch. Zwischen drei Schnitten mit 7 Körnern pro Loch und zwei Schnitten mit 14 Körnern pro Loch gab es keinen signifikanten Unterschied im Ertrag, der Unterschied im Produktionszyklus betrug jedoch 17 Tage. Bei einer Aussaatstärke von 14 Körnern pro Loch und einmaligem Schnitt unterschied sich der Ertrag nicht signifikant von dem bei 7 Körnern pro Loch und ein- oder zweimaligem Schnitt.

Ertrag von Weidelgras nach 1-3 Mähvorgängen bei zwei Aussaatstärken

In der Produktion sollten eine angemessene Anzahl an Regalen, die Regalhöhe und die Aussaatstärke so gewählt werden, dass der Ertrag pro Flächeneinheit maximiert wird. Regelmäßiges Mähen in Kombination mit einer Bewertung der Nährstoffqualität verbessert die Produktqualität. Wirtschaftliche Kosten wie Saatgut, Arbeitskräfte und die Lagerung von Frischgras müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Derzeit steht die Weidewirtschaft vor den Problemen eines unvollständigen Produktvertriebssystems und eines niedrigen Vermarktungsgrades. Der Vertrieb beschränkt sich auf lokale Gebiete, was einer landesweiten Kombination von Weidehaltung und Viehhaltung entgegenwirkt. Die Produktion in Pflanzenfabriken kann nicht nur den Erntezyklus von Weidelgras verkürzen, den Ertrag pro Flächeneinheit steigern und eine jährliche Frischgrasversorgung sicherstellen, sondern auch den Bau von Fabriken entsprechend der geografischen Verteilung und dem Umfang der Tierhaltung ermöglichen und so die Logistikkosten senken.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Produktion von Weidelgras unter LED-Beleuchtung möglich ist. Die Erträge von 7 und 14 Körnern pro Pflanzloch lagen über denen der ersten Ernte und zeigten den gleichen Trend eines zunächst abnehmenden und dann wieder zunehmenden Ertrags. Nach 54 Tagen erreichten die Erträge beider Aussaatstärken 11,11 kg/m² bzw. 15,51 kg/m². Daher birgt die Weidelgrasproduktion in Pflanzenfabriken Potenzial für die kommerzielle Anwendung.

Autor: Yanqi Chen, Wenke Liu.

Zitatangaben:

Yanqi Chen, Wenke Liu. Einfluss der Aussaatstärke auf den Ertrag von Weidelgras unter LED-Weißlicht [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022, 42(4): 26-28.