43. Gartenbauwissenschaftliche Tagung - (DGG) und des

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Gemüsebau
Modell zur Bestimmung der Lichtaufnahme von Gurken
(Cucumis sativus L.) in Abhängigkeit von der Bestandesarchitektur
D. Wiechers, K. Kahlen und H. Stützel
Institut für Biologische Produktionssysteme FG Systemmodellierung Gemüsebau,
Universität Hannover, Herrenhäuserstr. 2, 30419 Hannover
wiechers@gem.uni-hannover.de
In modernen Produktionssystemen von Gewächshausgurken (Cucumis sativus L.) befindet
sich der Einsatz von Nährstoffen, Wasser und Temperatur in der Regel in einem optimalen
Bereich, daher ist Licht meist der Hauptfaktor für ein limitiertes Wachstum. Die Lichtumgebung
eines Pflanzenbestandes wird hauptsächlich beeinflusst durch die Pflanzen- und Bestandesarchitektur.
Für die Beurteilung der wechselseitigen Beziehungen zwischen Bestandesarchitektur,
Lichtaufnahme und Produktivität stellen funktional-strukturelle Pflanzenmodelle
eine aufschlussreiche Möglichkeit zur Analyse dar.
Um die Lichtaufnahme abbilden zu können, werden Versuche mit unterschiedlichen Bestandesarchitekturen
sowie bei variierten Bestandesdichten durchgeführt. Sowohl die Intensität
des direkten als auch des diffusen Lichtes werden mittels PAR-Sensoren gemessen. Die räumliche
Struktur der Pflanzen wird mittels eines elektromagnetischen Digitizer aufgezeichnet,
um daraus ein virtuelles Abbild der Pflanze zu konstruieren. Mittels virtueller Pflanzen können
direkt und diffus beschienene Einzelblattflächen in Abhängigkeit des Sonnenstandes sowie
der Pflanzen- und Bestandesarchitektur unterschieden werden. Die Lichtaufnahme der
direkt beschienenen Flächen wird in Abhängigkeit des Winkels zwischen dem Einstrahlungswinkel
und der Flächennormalen berechnet. Die Intensität des direkten Lichts über dem Bestand
wird im Gegensatz zum diffusen Licht für alle direkt beschienenen Flächen im Bestand
als konstant angenommen. Die Lichtaufnahme der schattierten Flächen wird in Abhängigkeit
des Blattflächenindex, der Transmission und Reflexion der umgebenden Blätter sowie der
Pflanzenverteilung kalkuliert. Somit kann die Lichtaufnahme auf Einzelblattebene in Abhängigkeit
der Bestandesarchitektur beschrieben werden.
Dieses Modell ist Teil eines Gesamtmodells den Einfluss der Bestandesarchitektur auf Lichtaufnahme,
Photosynthese und Trockenmassenverteilung für Gewächshausgurken abbilden
soll. Dazu werden Submodelle für Lichtaufnahme, Photosynthese und Assimilatverteilung
entwickelt und miteinander sowie mit einem Strukturmodel für Gewächshausgurke gekoppelt.
BHGL – Tagungsband 24/2006