Ziel der Entwicklung

Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen der letzten Jahre zeigten eine beachtliche Wirkung der spektralen Lichtzusammensetzung, vorwiegend des Anteils an rotem Licht, auf die Entwicklung, den Ertrag und die Inhaltstoffe von Tomaten sowie anderer Nutzpflanzen. Gleichzeitig gibt es Hinweise darauf, dass Licht reflektierende Folien eine positive Wirkung auf Vitalität, Stammdurchmesser, Knospen- und Fruchtanzahl der Tomatenpflanzen ausüben sowie den Schädlingsbefall mindern. Diese Erkenntnisse wurden bisher nicht ausreichend in die Praxis des Gewächshausanbaus von Gemüse umgesetzt.
Um das herkömmliche Licht sinnvoll zu ergänzen und gezielt rotbetontes Licht einzubinden, kommen verschiedene technische Möglichkeiten in Frage. Da LEDs für jeden Gemüseanbauer eine große Investition bedeuten, sie oft nicht ausreichend effizient und stabil gegen erhöhte Luftfeuchtigkeit im Gewächshaus sind sowie zusätzliche Montage- und Wartungsarbeiten erfordern, wird nach preisgünstigen und effektiven Mitteln gesucht, welche die Erträge und die Inhaltstoffe der Pflanzen zielgerichtet beeinflussen. Mehrschichtige, rotes Licht reflektierende Folien für Gewächshauskulturen waren zu entwickeln, um den Pflanzen ein für ihre Entwicklung besser geeignetes Licht anzubieten. Durch dieses rotbetonte Licht sollten die Erträge erhöht werden und gesundheitsfördernde Stoffe in einer höheren Konzentration in der Frucht angereichert werden. Mehrschichtige Folien können unproblematisch im Gewächshaus ausgebracht werden, da zwischen den Reihen genügend Platz ist. Somit können die innovativen Folien herkömmlich weiße oder silberfarbige effektiv ersetzen.

Vorteile und Lösungen

Im ersten Schritt wurden die Tagesleuchtfarben für die Polymere ausgewählt, die einen Teil des kurzwelligen Lichts in Licht roter Wellenlänge umwandeln. Die daraus hergestellten Einschichtfolien wurden miteinander und mit einer aluminiumhaltigen Schicht kombiniert (so genannte „Sandwich-Folien“). Die Versuche zur Pflanzenverträglichkeit wiesen die Unbedenklichkeit der neuartigen Folien nach. Ein Versuch im Gewächshaus mit Sandwich-Folien zeigte eine signifikante Wirkung des erhöhten Anteils an rotem Licht (580-730 Nanometer) auf die Erträge und Inhaltstoffe der Modellpflanze (Zwergtomate).
Eine Technologie zur Herstellung der Mehrschichtfolie aus Monofolien in einem Prozess (Coextrusion) wurde entwickelt. Durch die zusätzliche Kaschierung mit Aluminiumfolie wurde eine starke Erhöhung des Anteils an rotem Licht im Spektrum erreicht: 60 Prozent des Reflexionslichts lag im Wellenlängenbereich zwischen 580 und 700 Nanometer (im Vergleich zu 40 Prozent bei silbernen Gewächshausfolien). Im Gewächshausversuch wurde mit der neuen Folie eine Ertragssteigerung von 17 Prozent festgestellt. Im Geschmackstest wurden die mit der innovatien Folie kultivierten Tomaten bevorzugt.
In Zusammenarbeit mit einem Projektbeirat wird derzeit an der Optimierung und Vermarktung der Folie gearbeitet.

Zielgruppe und Zielmarkt

Zielgruppen für die wirtschaftliche Verwertung der Projektergebnisse sind Additivhersteller, die Farbmasterbatches mit Tagesleuchtfarben definierter Farbtöne herstellen / Folienhersteller, die Mehrschichtfolien im Coextrusionsverfahren herstellen / Unternehmen im Bereich Gewächshaustechnik, welche die innovativen Folien vertreiben / Gemüseproduzenten, denen die neuen Folien mehr und bessere Erträge ermöglichen.
In Deutschland wurde 2019 auf zirka 1.320 Hektar im Unter-Glas-Anbau (Gewächshäuser) Gemüse angebaut (Statistisches Bundesamt, BMEL, AMI). Hinzu kommt das schwer sicher zu quantifizierende Segment der Hobby-Gärtnerei. Beispielrechnung: Bei Einsatz der „Inno-Folie“ auf nur 30 Hektar Gewächshausböden beispielsweise in Brandenburg und Sachsen-Anhalt (bei großen Tomatenproduzenten), ergibt sich für die Tomatenproduktion ein Mehrertrag von 510 Tonnen und dadurch ein höherer Erlös für die Gewächshaus-Unternehmen von zirka 765 Tausend Euro pro Jahr, bei zusätzlichen Kosten in Höhe von insgesamt zirka 200 Tausend Euro pro Jahr.