Wissenschaftler der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) haben eine neue Kühltechnologie entwickelt, die verspricht, die Ernteerträge zu steigern und neue Nutzpflanzen in trockenen Regionen wie Saudi-Arabien zu erschwinglichen Kosten einzuführen. Die Studie kann in Nexus nachgelesen werden.

Die Studie zeigt, wie die Technologie, die eine Kombination aus Nanotech-Kunststoff und biologisch abbaubarem Mulch ist, die Temperatur von Miniaturgewächshäusern in Saudi-Arabien um 25 Grad Celsius senkt und die Ernteerträge nahezu verdoppelt. Und das auf nachhaltige Weise, denn es wird weit weniger Energie verbraucht als für den Unterhalt von Gewächshäusern üblich ist.

„Die Kühlung von Gewächshäusern kann extrem teuer sein. Unser Ansatz kann eine Reihe von Nutzpflanzen für trockene Regionen verfügbar machen, die Ernährungssicherheit erhöhen und gleichzeitig helfen, die Kohlenstoffemissionsziele zu erreichen“, sagte KAUST-Professor Qiaoqiang Gan, der den Nanotech-Kunststoff entwickelt hat und ein Experte für passive Kühlsysteme ist – Systeme, die keinen Strom benötigen.

„Die meisten Gewächshausabdeckungen, ob aus Glas oder Kunststoff, lassen mehr als 90 % des Lichts durch, einschließlich des Infrarotlichts, das keinen Nutzen für den Ernteertrag hat, aber Wärme erzeugt. Unser Ziel war es, eine Abdeckung zu schaffen, die gutes Licht durchlässt und schlechtes Licht draußen hält“, so Gan weiter.

Die Erfindung von KAUST besteht aus Polyethylen, dem meistproduzierten Kunststoff der Welt, der mit chemischen Nanopartikeln beschichtet ist. Diese Nanopartikel absorbieren schlechtes Licht – infrarotes Licht -, das stark zur Hitze beiträgt, und verhindern, dass dieses Licht in Gewächshäuser eindringt, während sie gutes Licht – sichtbares Licht – durchlassen, das die Photosynthese und das Pflanzenwachstum antreibt.

Dennoch erwärmt alles Licht, einschließlich des sichtbaren Lichts, den Boden. Mulch wird in der Regel verwendet, um das Sonnenlicht zu reflektieren und den Boden kühler zu halten. Ein kühlerer Boden fördert die Photosynthese und damit das Wachstum und die Ernteerträge. Wenn die Pflanzen ihre Blätter wachsen lassen, die dem Boden Schatten spenden, verschwindet der neue Mulch, den Gans Postdoktorand Yanpei Tian entwickelt hat, aus dem Boden und bietet eine nachhaltigere Lösung für die Kühlung von Gewächshäusern und eine bessere menschliche Gesundheit.

„Der meiste kommerzielle Mulch ist aus Plastik und extrem verschwenderisch. Es fallen etwa 1,5 Millionen Tonnen Abfall an, und mehr als 40 % davon werden nicht recycelt. Außerdem bleibt Mikroplastik in unserem Boden zurück, das in die Nahrungskette gelangen kann“, sagte Tian.

Durch die Kombination der beiden Technologien in Miniaturgewächshäusern in Saudi-Arabien zum Anbau von Chinakohl erzielten die Forscher einen um 200% höheren Ernteertrag als beim Anbau mit kommerziellen Abdeckungen und Mulch.