Höherer Ertrag: Verbundbeschichtungen für Gewächshausfolien

Licht- und Wärmemanagement in Gewächshäusern sind wichtig für den Ertrag und die Qualität der Pflanzen. Forscher haben nun wässrige Polyurethan-Verbundbeschichtungen (WPU) für Gewächshausfolien entwickelt, die sowohl als UV-Lichtumwandler als auch als gerichtete Infrarotlichtbarriere für die Licht- und Temperaturbedingungen in Paprikagewächshäusern dienen können. Organische Komplexe aus Seltenen Erden (REOC), die UV-Licht in rotes Licht umwandeln können, wurden durch Kugelmahlen mit WPU gemischt. Die REOC-Nanopartikel wiesen eine gute Dispersion in WPU-Beschichtungen auf, die mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie bestimmt wurden, und die Beschichtung mit 1 Gew.-% REOC behielt eine vergleichsweise hohe Transparenz. Die Lumineszenzeigenschaften nahmen mit der REOC-Beladung zu.

Aufrechterhaltung der Wärme

Die Beschichtungen mit REOC wiesen eine geringere Infrarotlichtdurchlässigkeit (IR) und eine höhere IR-Lichtreflexion auf als die ursprüngliche Folie und die WPU-Beschichtungen. Die bevorzugte Anordnung der Verbundbeschichtungen auf der Innenseite der Folien wirkte als IR-Lichtbarriere und erleichterte die Aufrechterhaltung der Wärme im Inneren der Gewächshäuser, wodurch die Temperatur anstieg. Es wurden Simulationen durchgeführt, um den Temperaturanstieg durch die Verwendung einer mit einer IR-Barriere versehenen Schicht nachzuweisen. Es wurden kleine und große Gewächshäuser mit verschiedenen Folien gebaut und die Temperaturen aufgezeichnet. Die Ergebnisse zeigen, dass die REOC-haltige Folie die Temperatur in den Gewächshäusern im Vergleich zu herkömmlichen Agrarfolien um mehr als 2 °C erhöht. Durch die Lichtumwandlung und die IR-Lichtbarriere kann der Ertrag von grünem Paprika um 35 % gesteigert werden. Auch die Masse der einzelnen Früchte kann um 8 g gesteigert werden.

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 183, Oktober 2023, veröffentlicht.