Aktuelle Einblicke in die Forschung

Neues Gewächshaus für die Bioökonomie

Das gläserne Labor vereint Hightech und Ressourceneffizienz zur Pflanzenforschung

Basierend auf molekularer, physiologischer und ökologischer Expertise werden am Institut für Pflanzenwissenschaften IBG-2 integrierte Konzepte zur nachhaltigen Intensivierung der Pflanzenproduktion in Richtung einer wissensbasierten Bioökonomie entwickelt.

Das neue Forschungsgewächshaus ist das Herzstück der Hochdurchsatz-Analyse pflanzlicher Strukturen und Funktionen innerhalb des von den Jülicher Forschern koordinierten Deutschen Pflanzen Phänotypisierungs-Netzwerks (DPPN). Die dort durchgeführten Arbeiten an mehreren 1000 Stück Analyseboxen sind von hoher nationaler und internationaler Bedeutung für das Forschungszentrum und auf lange Perspektive angelegt. Das rund 1800 Quadratmeter große Gebäude gliedert sich in mehrere Pflanzenabteile. Innerhalb des „Gläsernen Labors“ in dem zukünftig Roboter die Pflanzen vermessen werden, lassen sich viele Umweltbedingungen einstellen, die für die Pflanzenforschung relevant sind – bei deutlich geringeren Kosten und flexibler als in Klimakammern.

Nach gut zweijähriger Bauzeit wurde das Gewächshaus mit einer Nutzfläche von rund 1.240 Quadratmetern der Wissenschaft übergeben. Das „Gläserne Labor“ besteht aus einem ausgeklügelten Glasschichtensystem, das UVA- und UVB-Licht durchlässt, eine maximale Lichtausbeute garantiert und durch Lichtstreuung dafür sorgt, dass die Pflanzen, egal wo diese im Gewächshaus stehen, gleichermaßen mit fast natürlichem Licht versorgt werden, ohne dass Verschattungen den Wuchs beeinträchtigen würden. Querlüftungen im Dachbereich, eine Sprühnebelbefeuchtung und für extreme Wetterlagen mehrere kombinierte Heiz- und Kühlanlagen im Sockelbereich sorgen dafür, dass das Temperaturfenster im „Gläsernen Labor“ im Sommer wie im Winter bei vorgegebener Luft und Bodenfeuchte zwischen 18 und 35 °C konstant gehalten werden kann. Eine doppelt geführte Energieschirmanlage im Dachbereich verhindert einerseits ein Verbrennen der Pflanzen bei starker Lichteinstrahlung sowie andererseits hohe Energieverluste durch Wärmeabstrahlung nachts. Eine komplette Verdunkelungsmöglichkeit einzelner Kompartimente ist darüber hinaus erforderlich, um den unterschiedlichen Anforderungen an die Klimakontrolle der Pflanzenumgebung zu genügen.

Um den Frischwasserverbrauch für die Bewässerung der Pflanzen möglichst gering zu halten, wurden 5 Vorhaltezisternen mit einem Gesamtvolumen von 50 m3 an die Dachentwässerung angeschlossen. Ein Vorhaltebecken innerhalb des Gewächshauses mit einem Volumen von einem Tagesbedarf ermöglicht eine autarke Vortemperierung dieses Wassers bevor es den Pflanzen zugeführt wird. Der Einsatz von Wärmerückgewinnungsmöglichkeiten sowie von Energiespeichern wurde geprüft aber als nicht wirtschaftlich bewertet. Durch die „Regenschirm-Konstruktion“ mit zentral angeordneten massiven Stützen und leichteren Trägern an der Außenwand wurde so ein großer lichter Raum von ca. 53 x 35 Metern geschaffen.

Insgesamt hat das Institut IBG-2 mehr als 3.000 Quadratmeter Versuchsfläche aufgeteilt auf drei Gewächshäuser. Die Pflanzenforschung will dazu beitragen die Ernährungssicherung der Menschen weltweit zu sichern und die Rohstoffnutzung als Kreislaufwirtschaft zu betrachten.

360 Grad Rundgang durch das Institut für Pflanzenforschung