Verbundvorhaben: Entwicklung und Evaluierung automatisierter Sensoren für ein hoch-effizientes Nährstoffmanagement-System in Indoor Vertical Farms. Teilvorhaben: Systementwicklung zur Nährstoffen-Erfassung in Indoor Vertical Farms

Indoor Vertical Farming (IVF) kann einen wichtigen Beitrag zur Ernährung der wachsenden weltbevölkerung leisten, insbesondere in Regionen, in denen die klimatischen Bedingungen die Pflanzenproduktion stark einschränken. Vor allem der Anbau von vertikal übereinander angeordneten Ebenen fördert durch die Multiplikation der Kulturfläche eine erhebliche Steigerung der Flächeneffizienz bzw. des Ertrags. Der hohe Grad der Beherrschung über die Kulturbedingungen erlaubt eine aktive Steuerung der Produktqualität bis hin zur gezielten Anreicherung einzelner Nährstoffe. Zudem erlaubt das zirkulierende, hydroponische Bewässerungssystem, in Kombination mit einer konsequenten Rückgewinnung des von der Pflanze an die Luft abgegebenen Wassers, eine sehr hohe Wassernutzungseffizienz. Da die von der Pflanze benötigten Nährstoffe über die Bewässerung den Wurzeln zugeführt wird, ist in solchen Systemen ein optimiertes Nährstoffmanagement eine Grundvoraussetzung. Vor allem da sowohl eine über- als auch eine Unterschreitung der Optimal Bereiche innerhalb kürzester Zeit zu Schäden bzw. einem Totalausfall führen können. Derzeit übliche Summenparameter der Nährstoffe zur Messung und Steuerung der Nährlösung sind für die Nutzung in einer IVF nur unzureichend nutzbar, da präzise Angaben über die Einzelzusammensetzung lediglich über kosten- und zeitaufwendige Laboranalysen erreicht werden können. Da ein kontinuierliches Monitoring und eine exakte Versorgung der Pflanzen bis heute nicht möglich sind, kann das volle Potential einer IVF nicht ausgeschöpft werden. Die Integration von Ionenselektiven Sensoren sind daher von essenzieller Bedeutung für die zukünftige Produktion in IVF Systemen. Im Projekt sollen Sensoren Erfassung von Nährstoffe auf die spezifischen Bedürfnisse einer IVF eingesetzt werden. Darauf aufbauend ist eine präzise Düngung möglich, welche optimale Wachstum der Pflanzen bewahrt und die Ressourcen wie Wasser und Düngemittel signifikant reduziert.