Wissenschaft & Forschung
Licht 6 | 2021

Modellierung des Pflanzenwachstums mittels spektraler Sensordaten

Zusammenhänge von Parametern zur Beschreibung des Pflanzenwachstums

Um den Anbau von Nutzpflanzen auf unseren schrumpfenden Anbauflächen zu optimieren, muss die Umgebung zugunsten einer ressourcenschonenden Pflanzenaufzucht angepasst werden. Ein häufig verwendeter objektiver Parameter für das Wachstum ist das Pflanzengewicht, dessen Bestimmung jedoch aufwendig ist. Daher werden Zusammenhänge von verschiedenen Parametern untersucht, die das Pflanzenwachstum beschreiben können und anhand derer Modelle gebildet werden, mit denen das Gewicht mittels nicht destruktiver spektraler Messungen bedingt bestimmt werden kann.

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1 Einleitung

In einer Gesellschaft die stetig wächst, ist es wichtig, eine ausreichende Versorgung mit Lebensmitteln sicherzustellen. Jedoch wächst die für die Landwirtschaft nutzbare Fläche nicht mit der Bevölkerung, sondern schrumpft durch größer werdende Städte, steigende Meeresspiegel, ungeeignete Pflanzen für den jeweiligen Boden sowie Überdüngung und Verbrauch des Bodens [1, 2]. Bis 2030 wird eine Erdbevölkerung von 8,5 Mrd. und 2050 von 9,7 Mrd. Menschen erwartet, was einen Anstieg von etwa 10 % bzw. 26 % in Bezug auf die Bevölkerung von 2019 (7,7 Mrd.) bedeutet [3]. Die nutzbare Ackerfläche sinkt jedes Jahr um 10 Mha, was 2015 einem Verlust von 0,71 % entspricht [1,2].

Um bei gleichen bzw. weniger werdenden Ressourcen eine wachsende Bevölkerung ausreichend und nachhaltig mit Nahrungsmitteln versorgen zu können, muss die Landwirtschaft und damit der Anbau von Nutzpflanzen effizienter, planbarer und geschützter werden. Ein Mittel, dies zu erreichen, ist der Anbau in Gewächshäusern, in denen die Pflanzen in kontrollierbarer Umgebung wachsen und vor den meisten Schädlingen und Umwelteinflüssen geschützt sind. Der Anbau in Gewächshäusern ermöglicht außerdem eine Nutzung der Belichtung als Ergänzung des Sonnenlichts, um der Pflanze Intensitäten in den für sie wichtigen Spektralbereichen zu ermöglichen, die das Sonnenspektrum an dem jeweiligen Tag nicht bieten konnte.

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