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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schutz grüner Pflanzen, die in einem Gewächshaus angeordnet sind, mittels Lichtstrahlung definierter Wellenlängen (nm). Die Vorrichtung weist zumindest eine erste Anzahl Strahler auf, wobei ein jeweiliger Strahler eine LED sein kann und bevorzugt einen Reflektor aufweist. Es hat sich gezeigt, dass die Vorrichtung wirksam pflanzenschädigende Fluginsekten, insbesondere Weiße Fliegen, von grünen Pflanzen fernhält. Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie keine mechanische Barriere bildet und daher auch bei Anordnung an Fenstern oder anderen Belüftungsöffnungen des Gewächshauses eine ausreichende Belüftung des Gewächshauses ermöglicht. Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass die erzeugte optische Barriere nur das Hineinfliegen pflanzenschädigender Insekten verhindert, nicht aber das Hinausfliegen. Durch Beschränkung auf spezielle Wellenlängenbereiche kann die Vorrichtung zur Abwehr bestimmter Arten pflanzenschädigender Insekten verwendet werden. Zudem ermöglicht die Vorrichtung insbesondere bei Anbringung am Rahmen einer Gewächshaustür oder einer Schleuse das hinderungsfreie Eintreten von Personen.
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Beim Verfahren, das insbesondere unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbar ist, werden pflanzenschädigende Insekten wirksam von den grünen Pflanzen ferngehalten, ohne dass der Zugang von Licht oder Luft eingeschränkt wird. Ein Gewächshaus, an dessen Gewächshausöffnung die erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet ist, kann ohne die Verwendung von beispielsweise Fliegennetzen oder anderen Insektenschutzvorrichtungen betrieben werden und ermöglicht dadurch insbesondere eine bessere Belüftung des Gewächshauses.
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Die Vorrichtung weist zumindest einen Rahmen auf, der eine Öffnung umfasst. Die Öffnung ist bevorzugt an einem Gewächshaus als Gebäudeöffnung ausgebildet und kann z.B. eine Tür, ein Fenster oder ein Belüftungsschacht sein. In der Ausführungsform, in der die Öffnung eine Tür ist, hat die Vorrichtung den Vorteil, dass die optische Barriere in Bezug auf Durchgangsverkehr, z.B. von Personen, gesteuert werden kann, z.B. mittels einer Steuereinheit oder eines Schalters.
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Stand der Technik
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Es ist bekannt, Gebäudeöffnungen zum Schutz vor Insekten mit feinmaschigen Netzen zu überdecken. Weiterhin bekannt sind letale Insektenschutzmaßnahmen wie klebrige Farbtafeln und Geruchsfallen zum Schutz grüner Pflanzen vor pflanzenschädigenden Insekten.
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Die
DE 10 2018 208 424 B beschreibt eine optische Barriere zum Schutz grüner Pflanzen vor herbivoren Insekten, die durch zumindest einen LED-Strahler gebildet wird, der auf dem Boden um die Pflanze angeordnet ist und nach oben strahlt, um einen geschlossenen Lichtvorhang um die Pflanze zu bilden.
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Die
KR 10 2014 0140969 A beschreibt zum kontrollierten Vertreiben schädlicher Insekten eine Anordnung aus Sicherheitslampen, die Licht einer Wellenlänge von 550-580 nm erzeugen, und Locklampen, die Licht einer Wellenlänge von 450-480 nm erzeugen.
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Die
US 2012/0032096 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit einem Laser und einer Optik zum Erzeugen einer Lichtfläche im Infrarotbereich als optische Barriere, die vor malariaübertragenden Mücken der Gattung Anopheles schützen soll.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine alternative Vorrichtung und ein damit durchführbares Verfahren zum Schutz grüner Pflanzen in Gewächshäusern bereitzustellen. Eine bevorzugte Aufgabe ist das Bereitstellen einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Schutz grüner Pflanzen, mit denen die Pflanzen ohne oder mit wesentlich geringerer Ausbringung von Pestiziden und ohne zusätzliche Einnetzung vor pflanzenschädigenden Insekten geschützt werden können.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und stellt insbesondere eine Vorrichtung bereit, die zur Verwendung als Schutzvorrichtung für grüne Pflanzen vor pflanzenschädigenden Insekten geeignet ist, und die an einem Rahmen anzubringen ist, der eine Öffnung umfasst. Die Öffnung kann eine Gebäudeöffnung sein und kann insbesondere eine verschließbare Öffnung sein, bspw. ein Fenster oder eine Tür, oder kann z.B. ein Lüftungsschacht sein. Die Vorrichtung zeichnet sich durch zumindest eine erste Anzahl von Strahlern aus, die eingerichtet sind, Licht einer Wellenlänge von 460 bis 490 nm, bevorzugt 470 nm ± 5 nm, z.B. 468 bis 472 nm, abzustrahlen.
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Optional umfasst die Vorrichtung zumindest eine Kühleinheit, z.B. auf Basis gekühlter Luft oder Kühlfluids, die eingerichtet ist, die Strahler zu kühlen, um einen Störeffekt durch Wärmestrahlung bzw. Erwärmung der Strahler zu verhindern.
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Die zumindest erste Anzahl Strahler ist auf einem Rahmen angeordnet, der eine Öffnung mit einer Öffnungsebene umfasst. Die Öffnungsebene kann in einem Winkel von 20° bis 90° zur Erdoberfläche sein, und die Öffnung kann z.B. als Tür, Fenster oder Dachfenster ausgebildet sein, und der Rahmen kann z.B. ein Fensterrahmen oder der Rahmen eines Lüftungsschachts, bevorzugt ein Türrahmen sein bzw. Rahmen einer Schleuse sein. Der Rahmen kann in einem Winkel zur Öffnungsebene entgegen der Richtung zur Öffnung von 0° bis 90°, bevorzugt 10° bis 80°, z.B. 25° oder 40°, angeordnet sein, oder kann in der Öffnungsebene angeordnet sein und zu einem Winkel zur Öffnungsebene entgegen der Richtung zur Öffnung von bis zu 90° in sich gebogen oder gekantet sein. Bevorzugt ist der Rahmen aus einem lichtreflektierenden Material gebildet, z.B. Edelstahl, Aluminium, Kupfer.
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In der Ausführungsform, in der die Öffnung eine Tür ist, hat die Vorrichtung den Vorteil, dass die schützende Wirkung auch bei Durchgangsverkehr von z.B. Menschen oder Tieren aktiv ist, da durch die Vorrichtung keine mechanische Barriere erzeugt wird.
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Optional bevorzugt ist der Rahmen einstückig mit einem Gewächshaus ausgebildet und umfasst als Öffnung eine Gebäudeöffnung des Gewächshauses. In der Ausführungsform, in der der Rahmen einstückig mit einem Gewächshaus ausgebildet ist, sind die Strahler bevorzugt an der Außenseite des Rahmens bzw. an der Außenseite des Gewächshauses angebracht und strahlen nach außen.
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Die Außenseite des Rahmens bzw. Außenseite des Gewächshauses ist die dem Innenraum des Gewächshauses abgewandte Seite. Strahler, die nach außen strahlen, erzeugen einen von dem Gewächshaus weg gerichteten Lichtkegel bzw. Abstrahlungskegel.
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Die Strahler sind bevorzugt derart an dem Rahmen angeordnet, dass sie nach außen strahlen und sind eingerichtet, im Bereich der Öffnung in einem Abstand von 20 cm, bevorzugt zumindest 30 cm, z.B. in einem Abstand von 40 cm, 50 cm oder 70 cm zur Öffnungsebene eine vollständige optische Barriere zu erzeugen. Die Strahler sind jeweils um zumindest 2 cm, bevorzugt zumindest 3 cm oder zumindest 4 cm, bis zu 40 cm, bevorzugt bis zu 30 cm, bis zu 20 cm oder bis zu 15 cm voneinander beabstandet, und bevorzugt vollumfänglich am Rahmen angeordnet.
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Optional ist zumindest ein zusätzlicher Strahler an zumindest einem Träger, welcher in der Öffnungsebene am Rahmen angeordnet ist und in die vom Rahmen umfasste Öffnung ragt, angeordnet, optional bevorzugt in der Mitte der Öffnung an dem Träger angeordnet, wobei der zumindest eine Träger aus verformbarem Material, z.B. Schnur oder Draht, oder aus starrem Material, z.B. Holz oder Edelstahl, bestehen kann.
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Die zumindest erste Anzahl Strahler werden auch als erste Strahler bezeichnet. Erste Strahler sind jeweils eingerichtet, Licht einer Wellenlänge von 460 bis 490 nm, bevorzugt um 470 nm, z.B. zwischen 468 und 472 nm, abzustrahlen. Es hat sich gezeigt, dass Licht dieser Wellenlängen pflanzenschädigende Insekten, insbesondere weiße Fliegen, von den grünen Pflanzen fernhält.
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Die Strahler sind eingerichtet, das Licht in einem Winkel von zumindest 1°, bevorzugt von zumindest 20° zur Öffnungsebene in Richtung der Öffnung abzustrahlen. Es hat sich gezeigt, dass bei Abstrahlung des Lichts in diesem Winkel Insekten die optische Barriere von innen nach außen noch durchfliegen können, aber nicht von außen nach innen.
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Die Strahler sind weiterhin eingerichtet, dass ihre Abstrahlungskegel sich in einem Abstand zur Öffnungsebene überschneiden, um eine vollständige optische Barriere zu bilden.
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Optional sind die Strahler eingerichtet, auch in die Zwischenräume an gegenüberliegenden Rahmenabschnitten zu strahlen, die jeweils zwischen Abstrahlungskegeln unmittelbar benachbarter Strahler gebildet sind, die in gegenüberliegenden Rahmenabschnitten angeordnet sind.
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Optional sind die Strahler eingerichtet, das Licht intermittierend abzustrahlen, bevorzugt bei einer Frequenz von zumindest 5 Hz oder zumindest 20 Hz bis zu 100 Hz oder 140 Hz, z.B. 70 Hz, und einer Lichtpulsdauer von zumindest 10 %, bevorzugt zumindest 20 % bis zu 90 %, bevorzugt bis zu 75 %, z.B. 50 % der Frequenzperiode.
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Alternativ optional sind die Strahler eingerichtet, das Licht kontinuierlich abzustrahlen.
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Die Strahler sind eingerichtet, Licht einer Lichtstärke von zumindest 350 Lumen, bevorzugt zumindest 500 Lumen oder zumindest 1000 Lumen, z.B. 720 Lumen, und einen Lichtkegel mit einem Abstrahlwinkel von zumindest 5°, bevorzugt zumindest 10°, zumindest 20° oder zumindest 70° und bis zu 90°, bevorzugt zumindest 110° oder 120° oder bis zu 180°, z.B. 120° zu erzeugen. Es hat sich gezeigt, dass die obere Grenze der Lichtstärke einer optischen Barriere nur durch die Größe der abzudeckenden Öffnung und das von außen einfallende Licht begrenzt ist.
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Die Strahler sind weiterhin eingerichtet, dass das abgestrahlte Licht im Bereich der Öffnung in einem Abstand von 50 cm zur Öffnungsebene eine Intensität von zumindest 50 %, bevorzugt zumindest 100 % oder zumindest 500 %, z.B. zumindest 200 % der Umgebungshelligkeit aufweist.
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Optional umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, die Umgebungshelligkeit mit einem Sensor aufzunehmen und die Strahlungsintensität der Strahler abhängig von dem Signal des Sensors für die Umgebungshelligkeit zu erhöhen bzw. zu senken. Insbesondere ist die Steuereinheit eingerichtet, dass das abgestrahlte Licht im Bereich der Öffnung in einem Abstand von 50 cm zur Öffnungsebene eine Intensität von zumindest 50 %, bevorzugt zumindest 100 % oder zumindest 500 %, z.B. zumindest 200 % der Umgebungshelligkeit aufweist.
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Optional umfasst die Vorrichtung zusätzlich zu der ersten Anzahl Strahler, die auch als erste Strahler bezeichnet werden, eine zusätzliche Anzahl zweiter Strahler, die eingerichtet sind, Licht einer Wellenlänge zwischen 250 nm und 3000 nm abzustrahlen, die an dem Rahmen angeordnet sind, der eine Öffnung mit einer Öffnungsebene umfasst, wobei die Strahler eingerichtet sind, das Licht in einem Winkel von zumindest 20° zur Öffnungsebene in Richtung der Öffnung abzustrahlen und jeweils Abstrahlungskegel mit einem Abstrahlwinkel von 50° bis < 180° zu erzeugen, und eingerichtet sind, dass ihre Abstrahlungskegel sich in einem Abstand zur Öffnungsebene überschneiden und dass das abgestrahlte Licht im Bereich der Öffnung in einem Abstand von 50 cm zur Öffnungsebene eine Strahlungsintensität von zumindest 200 % der Umgebungshelligkeit aufweist. Es hat sich gezeigt, dass durch die Kombination von Licht unterschiedlicher Wellenlängen verschiedene Arten pflanzenschädigender Insekten von den grünen Pflanzen ferngehalten werden können.
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Ein Strahler kann von zumindest einer LED, einer Leuchtstoffröhre und/oder einem Laser gebildet sein. Jeder Strahler kann zumindest einen Reflektor aufweisen, der eingerichtet ist, den von dem Strahler erzeugten Lichtkegel auf einen Abstrahlwinkel von 50° bis < 120° zu beschränken.
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Optional ist eine Abdeckung an der der Öffnung gegenüberliegenden Seite des Rahmens angeordnet bzw. mit dem Rahmen verbunden, die sich vollumfänglich entlang des Rahmens erstreckt und in einem Winkel von 60° bis 90° zur Öffnungsebene in Richtung der Öffnung angeordnet ist. Die Abdeckung ist bevorzugt eingerichtet, dass sie die Strahler überragt, sodass die Zwischenräume der beabstandeten Strahler von der Abdeckung überdeckt werden, um eine vollständige Lichtbarriere zu erzeugen. Bevorzugt sind Rahmen und Abdeckung einstückig ausgebildet. Bevorzugt ist die Abdeckung aus einem lichtreflektierenden Material, z.B. Edelstahl oder Kupfer, gebildet.
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Weiterhin optional umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, sich nähernde Durchgänger, insbesondere sich von außen, z.B. von außerhalb des Gewächshauses, oder sich von innen, z.B. von innerhalb des Gewächshauses, nähernde Durchgänger mittels eines Bewegungsmelders zu erkennen und die Lichtintensität der Strahler an den Durchgangsverkehr gesteuert anzupassen, bspw. zu verringern, um ein unerwünschtes Blenden zu vermeiden, oder einzelne Strahler kontrolliert auszuschalten bzw. anzuschalten. Insbesondere ist die Steuerungseinheit eingerichtet, abhängig vom Signal eines Bewegungsmelders die Strahler einzuschalten bzw. auszuschalten.
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Weiter optional umfasst die Vorrichtung einen Schalter, der nach Betätigung die Lichtbarriere vollständig oder teilweise, bevorzugt für einen festgelegten Zeitraum, z.B. zumindest 3 Sekunden, bevorzugt zumindest 5 Sekunden oder zumindest 10 Sekunden, abschaltet.
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Die Strahler können sowohl erste Strahler als auch zweite Strahler sein. Erste Strahler unterscheiden sich von zweiten Strahlern in der Wellenlänge des von ihnen abgestrahlten Lichts.
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Die Erfindung wird genauer anhand von Beispielen und mit Bezug auf die Figuren beschrieben, die schematisch in
- - 1 eine Aufsicht auf Ausführungsformen der Erfindung,
- - 2 eine seitliche Ansicht auf eine Ausführungsform der Erfindung und in
- - 3 den Versuchsaufbau des Beispiels 1 zeigen.
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Die 1 zeigt die Vorrichtung mit beispielhaft einer Anzahl von 16 Strahlern 1, die auf einem Rahmen 3 angeordnet sind. Unterhalb der Symmetrielinie ist beispielhaft die Ausführungsform mit einer Abdeckung 2, die die Zwischenräume zwischen den Lichtkegeln unmittelbar beabstandeter Strahler 1 überdeckt, gezeigt.
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Die 2 zeigt eine seitliche Ansicht der Vorrichtung mit beispielhaft 4 Strahlern 1, die auf einem Rahmen 3 angeordnet sind und von der Abdeckung 2 überdeckt werden, sodass eine vollständige optische Barriere L erzeugt wird. Beispielhaft ist im Zwischenraum zwischen zwei ersten Strahlern 1 zusätzlich ein zweiter Strahler 1' angeordnet.
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Die Wirkung der Vorrichtung beruht darauf, dass ein anfliegendes pflanzenschädigendes Fluginsekt T, z.B. eine Mottenschildlaus (Weiße Fliege), in die durch Lichtkegel gebildete optische Barriere L fliegt und dabei die optische Strahlung aufnimmt. Die optische Barriere L verursacht eine ausreichend starke Abschreckung, sodass das Fluginsekt T seine Flugrichtung ändert und nicht durch die optische Barriere L dringt und in Konsequenz die grünen Pflanzen nicht schädigt.
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Beispiel 1: optische Barriere zum Schutz einer Fangpflanze
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Die 3 zeigt den Versuchsaufbau schematisch in seitlicher Ansicht. Stellvertretend wurde als Fluginsekt die Gewächshausweißefliege Trialeurodes vaporariorum verwendet. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit 20 Strahlern 1, die vollumfänglich an einem Rahmen 3 mit den äußeren Abmessungen 89 x 79 cm, der eine Öffnung von 75 x 65 cm umfasste, angeordnet waren, wurde zwischen zwei gleich große Kästen 7, 8 (Gazekäfige) der Abmessungen 1 x 1 x 1 m eingehaust, sodass die optische Barriere L in Richtung des ersten Kastens 7 zeigte und von dem zweiten Kasten 8 weg. 30 Fluginsekten T wurden bei Tageslicht in den ersten Kasten eingesetzt, und eine Fangpflanze P in den zweiten Kasten 8. Nach Aktivieren der optischen Barriere L, deren Strahlungsintensität zumindest 200 % der Umgebungshelligkeit betrug, und Inkubation für 60 Minuten wurde die Zahl der Fluginsekten im jeweiligen Kasten bestimmt. 84,2 % der Insekten verblieben im ersten Kasten 7, 15,8 % wurden im zweiten Kasten 8 gefunden. In den Kontrollversuchen ohne optische Barriere L und ohne Fangpflanze wurden durchschnittlich 46 % der Insekten im ersten Kasten 7 gefunden, 54 % im zweiten Kasten 8. Beide Versuche, mit und ohne Barriere, wurden jeweils 10 mal wiederholt.
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Das Beispiel zeigt, dass die optische Barriere den Durchflug der Fluginsekten vom ersten Kasten in den zweiten Kasten verhindert. Die optische Barriere verhindert sohin wirkungsvoll ein Eindringen von pflanzenschädigenden Insekten in ein Gewächshaus.
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Beispiel 2: halbdurchlässige optische Barriere
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Ein Versuchsaufbau mit der Vorrichtung an einem Rahmen zwischen zwei Kästen 7, 8 wurde äquivalent zum Beispiel 1 aufgebaut. Je 30 Fluginsekten T wurden in beide Kästen eingesetzt. Nach Aktivieren der optischen Barriere L und Inkubation für 60 Minuten wurde die Zahl der Fluginsekten in beiden Kästen bestimmt. Es wurde eine Reduktion der Anzahl von Fluginsekten T um 14 % im zweiten Kasten 8 bestimmt, mit einer entsprechenden Erhöhung der Anzahl im ersten Kasten 7. Dies resultiert aus der Tatsache, dass die Fluginsekten T vom zweiten Kasten 8 in den ersten Kasten 7 übertreten können, ihnen aber der Durchflug vom ersten Kasten 7 in den zweiten Kasten 8 durch die optische Barriere L erschwert wird. Im Parallelversuch ohne optische Barriere L wurde eine Änderung der Anzahl von Fluginsekten T von < 10 % in Richtung eines der Kästen 7, 8 beobachtet, was einer normalen Schwankung entspricht.
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Das Beispiel zeigt, dass die optische Barriere zwar wirksam den Durchflug der Fluginsekten vom ersten Kasten in den zweiten Kasten verhindert, nicht aber den umgekehrten Durchflug. Die optische Barriere ist halbdurchlässig und wird bei Anbringung an einem Gewächshaus nicht zur Falle für in dem Gewächshaus befindliche Fluginsekten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Strahler
- 1'
- zweite Strahler
- 2
- Abdeckung
- 3
- Rahmen
- 4
- Öffnungsebene
- 7
- erster Kasten
- 8
- zweiter Kasten
- L
- optische Barriere
- T
- Fluginsekt
- h
- Abstand zur Öffnungsebene
- P
- Fangpflanze
