WO2019048606A1 - Verfahren zur verbesserung der photosynthese von photosynthese durchführenden lebewesen sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur verbesserung der photosynthese von photosynthese durchführenden lebewesen sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

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WO2019048606A1
WO2019048606A1 PCT/EP2018/074128 EP2018074128W WO2019048606A1 WO 2019048606 A1 WO2019048606 A1 WO 2019048606A1 EP 2018074128 W EP2018074128 W EP 2018074128W WO 2019048606 A1 WO2019048606 A1 WO 2019048606A1
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WO
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chamber
atmosphere
relative humidity
photosynthesis
room
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PCT/EP2018/074128
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Dietmar Neuhaus
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Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
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    • Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management

Definitions

  • the invention relates to a method for influencing the photosynthesis of living beings performing photosynthesis and to a device for carrying out the method.
  • Photosynthetic living organisms such as plants or algae take photosensitizing light energy and convert them.
  • An increase in the photosynthesis activity leads to an improvement in the vitality of the plant or the living beings and in particular in plants to an increase in yield, which is particularly advantageous in crops.
  • the method according to the invention is defined by the features of claim 1.
  • the chamber according to the invention is defined by the features of claim 8.
  • Water molecules basically have an electric dipole moment. It is therefore to be assumed that the structures of water molecules which have been adsorbed on the surfaces of the living beings carrying out photosynthesis by the method according to the invention also have such a dipole moment.
  • the dipole moment polarises the surface of living things and the underlying layers and thus also affects the chloroplasts of plants responsible for photosynthesis.
  • the photosynthesis of the living beings can thus be influenced. It has been found that the adsorption of water molecules on the surfaces of the living beings performing the photosynthesis can increase the activity of the living beings with regard to the photosynthesis and thus the vitality of the living beings can be improved.
  • step a) is carried out for the last time and then, in step d), the air humidity is reduced to a relative air humidity which corresponds to a standard air humidity in the room.
  • the standard humidity may be equal to or different than the relative humidity R2.
  • the standard humidity for example, the humidity of the environment of the room correspond.
  • the first relative humidity R 1, the second relative humidity R 2, the first period T 1, and the second period T 2 do not necessarily have to be the same for every repetition in step c), but may be different.
  • the relative humidities R1 and R2 need not necessarily be constant in steps a) and b). For example, the humidity R2 during the performance of the process step b) change, provided that it is ensured that the second relative humidity R2 is less than the first relative humidity Rl.
  • the first relative air humidity Rl is at least 80%.
  • the first relative humidity Rl produces a water-saturated or quasi-saturated first atmosphere.
  • the difference between the first relative air humidity R 1 and the second relative air humidity R 2 is at least 30%.
  • Such a difference has been found to be particularly advantageous in order to achieve that the periods Tl and T2, in which the adsorption and desorption occurs on the surfaces, can be kept sufficiently short, that is in the range of a few seconds to several minutes.
  • the period Tl is greater than the period T2. It has been found that with the method according to the invention, the surfaces of the living beings can be activated in a particularly advantageous manner, if the period in which they are exposed to the first atmosphere is longer than the period in which they are exposed to the second atmosphere.
  • the period T2 is less than the period Tl, so that the Water is partially desorbed from the surface of the plants, but sufficient water molecules to activate the surface remain.
  • the method according to the invention can provide that the space is a chamber, preferably a planting chamber, in which the living beings are arranged in the form of plants.
  • the planting chamber may be, for example, a greenhouse.
  • the first atmosphere is generated by at least one humidifier, which is in operative connection with the space.
  • the humidifier can be arranged in the room and operated in recirculation mode.
  • the first atmosphere is created by introducing liquid water into the room with the surface of the water in contact with the atmosphere in the room. The water can be channeled through the room, for example.
  • the method further advantageously provides that in step b) the relative humidity is reduced by an exchange of air with the environment outside the room. This makes it easy to reduce the relative humidity.
  • the chamber is designed as a mobile chamber that can be moved, for example, over a field with plants.
  • the mobile chamber can be set down on parts of the field in order to carry out the method according to the invention on the plants which are arranged in this partial area of the field and thus to increase their photosynthesis. Subsequently, the chamber can be placed in another area of the field to perform the procedure on the plants in this area of the field.
  • the invention further relates to a chamber with humidification system for carrying out the method according to the invention.
  • the chamber consists of chamber walls and a chamber ceiling, which form a space in which at least one photosynthesis-exporting area of living beings can be arranged, at least a humidifier, which is in contact with the atmosphere in the room and draws in the air arranged in the room, humidifies and blows into the room and a controllable ventilation system for changing the atmosphere in the room by air exchange.
  • a chamber which may for example be a plant chamber for plants, has been found to be particularly advantageous for carrying out the method according to the invention, since advantageously the air in the room can be humidified to produce the first atmosphere and vented to produce the second atmosphere can be.
  • the ventilation system has a first fan for sucking air from the room and a second fan for blowing ambient air into the room.
  • first and second blowers the air in the space can be exchanged in a particularly advantageous and very rapid manner in order to generate the second atmosphere.
  • the ventilation system has arranged in the chamber walls ventilation openings with the ventilation openings occluding ventilation caps. Through these ventilation openings, the space can be brought in an advantageous manner with the environment for air exchange in connection.
  • the chamber has a central control system that controls the humidifier and the ventilation system.
  • the control system may include sensors that are located in the room and in the environment and measure temperature and relative humidity.
  • the chamber walls and / or the chamber ceiling of the room are at least partially translucent. Thereby, it is achieved in an advantageous manner that light is directed to the photosynthetic region of living beings arranged in space are, can get. Additionally or alternatively, an illumination system for illuminating the living beings may be provided.
  • the chamber may be formed as a mobile chamber, wherein the ventilation system and humidification system is arranged on the chamber walls and / or the chamber ceiling, so that it can be transported together with the chamber walls and the chamber ceiling.
  • the chamber may be lightweight, so that it can be carried by several people in an advantageous manner.
  • a mobile chamber can be used advantageously for carrying out the method according to the invention on plants arranged on the field by first depositing them on one area of the field and carrying them to another area of the field after carrying out the method according to the invention.
  • the single figure shows a schematic perspective view of a chamber 1 according to the invention, which may be, for example, a mobile greenhouse.
  • the chamber 1 consists of chamber walls and a chamber ceiling 5, which form a space 7, in the photosynthesis-performing living beings 9 can be arranged.
  • the living beings 9 are plants arranged in the space 7.
  • two humidifiers 11 are further arranged, which are in contact with the atmosphere located in space 7. Air is drawn in from the room via humidifier 11, moistened and blown into the room.
  • the humidifiers can be operated in recirculation mode.
  • a controllable ventilation system 13 is further arranged, which consists of four fans 15a, 15b.
  • the first fans 15a suck air from the room 7.
  • the second blower 15b blow ambient air into the room.
  • the ventilation system 13 the second atmosphere in the space 7 can be generated in an advantageous manner.
  • the chamber ceiling 5 and / or the chamber walls 3 are preferably transparent, so that light can reach the plants 9 from the outside. Additionally or alternatively, a lighting system can be arranged in the room 7 that illuminates the plants.
  • the ventilation system 13 and the humidifier 11 can be controlled.
  • the central control system 17 at least one sensor 19 in the space 7 and a sensor 21 in the environment, on the example, the temperature and the relative humidity in the room 7 and in the environment can be measured.
  • the method according to the invention can advantageously be carried out.
  • a first atmosphere with a first air humidity Rl in the space 7 is generated by means of the humidifier 11.
  • the humidifiers 11 are switched off and a second atmosphere R2 in the space 7 is generated by means of the ventilation system.
  • a period of time T2 in which the second atmosphere prevails in the space 7 the first atmosphere is generated again by means of the humidifier 11.
  • the chamber 1 may be formed as a mobile chamber, wherein the ventilation system 13 and the humidifier 11 is disposed on the chamber walls 3 and / or the chamber ceiling 5, so that they can be transported together with the chamber walls 3 and the chamber ceiling 5.
  • the mobile chamber can advantageously be used for carrying out the method according to the invention on plants arranged on the field 10 by first depositing them on a region of the field 10 and carrying them to an adjacent region of the field 10 after carrying out the method according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Photosynthese von Photosynthese durchführenden Lebewesen (9), insbesondere Pflanzen oder Algen, mit folgenden Schritten: a) Erzeugen einer ersten Atmosphäre mit einer ersten relativen Luftfeuchtigkeit (R1) in einem Raum, der zumindest einen Photosynthese ausführenden Bereich der Lebewesen (9) umgibt, sowie Beibehalten der ersten Atmosphäre für einen Zeitraum (T1), b) Reduzieren der relativen Luftfeuchtigkeit zu einer zweiten Atmosphäre mit einer zweiten relativen Luftfeuchtigkeit (R2) in dem Raum (7) und Aufrechterhalten der zweiten Atmosphäre für einen Zeitraum (T2), c) Wiederholen der Schritte a) und b) zur Anlagerung von Strukturen von Wassermolekülen an Oberflächen der die Photosynthese ausführenden Bereich der Lebewesen (9).

Description

Verfahren zur Verbesserung der Photosvnthese von Photosvnthese durchführenden Lebewesen sowie Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Photosynthese von Photosynthese durchführenden Lebewesen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Photosynthese durchführende Lebewesen wie beispielsweise Pflanzen oder Algen nehmen mittels Photosynthese Lichtenergie auf und wandeln diese um.
Eine Erhöhung der Photosynthese-Tätigkeit führt dabei zu einer Verbesserung der Vitalität der Pflanze oder der Lebewesen und insbesondere bei Pflanzen zu einer Ertragssteigerung, was insbesondere bei Nutzpflanzen von Vorteil ist.
Herkömmliche Verfahren zur Ertragssteigerung von Pflanzen nutzen weitestgehend Nährstoffe, wie beispielsweise Dünger, die in den Boden der Pflanzen eingebracht oder auf die Oberfläche der Pflanzen aufgebracht werden. Die Zunahme von Düngungen von insbesondere Nutzpflanzen führt jedoch zu Überdüngung von Böden oder auch die Ansammlung von Nitraten im Grundwasser.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu schaffen, mit dem unter Vermeidung der Verwendung von Dünger etc. die Photosynthese von Photosynthese durchführenden Lebewesen beeinflusst werden kann. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kammer zu schaffen, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann . Das erfindungsgemäße Verfahren ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Kammer ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 8.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbesserung der Photosynthese von Photosynthese durchführenden Lebewesen, insbesondere Pflanzen oder Algen, sind die folgenden Schritte vorgesehen : a) Erzeugen einer ersten Atmosphäre mit einer ersten relativen Luftfeuchtigkeit Rl in einem Raum, der zumindest einen Photosynthese ausführenden Bereich der Lebewesen umgibt, sowie Beibehalten der ersten Atmosphäre für einen Zeitraum Tl, b) Reduzieren der relativen Luftfeuchtigkeit zu einer zweiten Atmosphäre mit einer zweiten relativen Luftfeuchtigkeit R2 in dem Raum und Aufrechterhalten der zweiten Atmosphäre für einen Zeitraum T2, c) Wiederholen der Schritte a) und b) zur Anlagerung von Strukturen von Wassermolekülen an Oberflächen der die Photosynthese ausführenden Bereiche der Lebewesen.
Es hat sich herausgestellt, dass das Aussetzen der die Photosynthese ausführenden Bereiche einer ersten Atmosphäre mit einer ersten relativen Luftfeuchtigkeit und anschließend das Reduzieren der relativen Luftfeuchtigkeit dazu führt, dass zunächst Wassermoleküle an der Oberfläche adsorbiert werden und anschließend desorbiert werden. Bei der Desorption können jedoch Moleküle des Wassers auf der Oberfläche zurückbleiben, die somit bewirken, dass die Oberfläche der die Photosynthese ausführenden Bereiche der Lebewesen für die Adsorption von Wasser aktiviert sind, das heißt, dass die Wahrscheinlichkeit der Adsorption der Wasser- moleküle erhöht ist. Dadurch kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden, dass an den Oberflächen der die Photosynthese ausführenden Bereiche der Lebewesen Strukturen von Wassermolekülen hinterlassen werden.
Es hat sich herausgestellt, dass diese Strukturen zu einer Verbesserung der Photosynthese der Lebewesen führen. Wassermoleküle besitzen grundsätzlich ein elektrisches Dipolmoment. Es ist daher davon auszugehen, dass die Strukturen von Wassermolekülen, die auf den Oberflächen der diese Photosynthese ausführenden Bereiche der Lebewesen aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens adsorbiert worden sind, ebenfalls ein derartiges Dipolmoment aufweisen. Das Dipolmoment polarisiert die Oberfläche der Lebewesen und die darunterliegenden Schichten und wirkt somit auch auf die für die Photosynthese verantwortlichen Chloroplasten der Pflanzen.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit die Photosynthese der Lebewesen beeinflusst werden. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Adsorption der Wassermoleküle an den Oberflächen der die Photosynthese ausführenden Bereiche der Lebewesen die Aktivität der Lebewesen in Bezug auf die Photosynthese erhöht werden kann und somit die Vitalität der Lebewesen verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach Schritt c) letztmalig der Schritt a) durchgeführt wird und anschließend in einem Schritt d) die Luftfeuchtigkeit auf eine relative Luftfeuchtigkeit reduziert wird, die einer Standardluftfeuchtigkeit in dem Raum entspricht. Die Standartluftfeuchtigkeit kann gleich der relativen Luftfeuchtigkeit R2 oder unterschiedlich zu dieser sein. Die Standardluftfeuchtigkeit kann beispielsweise der Luftfeuchtigkeit der Umgebung des Raumes entsprechen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit erreicht, dass lediglich Strukturen von Wassermolekülen an der Oberfläche angelagert werden und diese nicht zu einer großflächen Benetzung, einer sogenannten Benetzungskatastrophe, führen. Die erste relative Luftfeuchtigkeit Rl, die zweite relative Luftfeuchtigkeit R2, der erste Zeitraum Tl und der zweite Zeitraum T2 müssen nicht notwendigerweise bei jeder Wiederholung in Schritt c) die gleichen Werte annehmen, sondern können auch unterschiedlich sein. Auch müssen die relativen Luftfeuchtigkeiten Rl und R2 in Schritten a) und b) nicht notwendigerweise konstant sein. Beispielsweise kann die Luftfeuchtigkeit R2 während der Durchführung des Verfahrensschritts b) sich ändern, sofern gewährleistet ist, dass die zweite relative Luftfeuchtigkeit R2 geringer ist als die erste relative Luftfeuchtigkeit Rl .
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste relative Luftfeuchtigkeit Rl mindestens 80% beträgt. Vorzugsweise erzeugt die erste relative Luftfeuchtigkeit Rl eine mit Wasser gesättigte oder quasi gesättigte erste Atmosphäre.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Differenz zwischen der ersten relativen Luftfeuchtigkeit Rl und der zweiten relativen Luftfeuchtigkeit R2 mindestens 30% beträgt. Eine derartige Differenz hat sich als besonders vorteilhalft herausgestellt, um zu erreichen, dass die Zeiträume Tl und T2, in denen die Adsorption und Desorption an den Oberflächen erfolgt, ausreichend kurzgehalten werden können, also im Bereich von einigen Sekunden bis mehreren Minuten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Zeitraum Tl größer ist als der Zeitraum T2. Es hat sich herausgestellt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oberflächen der Lebewesen in besonders vorteilhafter Weise aktiviert werden können, wenn der Zeitraum, in dem diese der ersten Atmosphäre ausgesetzt sind länger ist als der Zeitraum, in dem diese der zweiten Atmosphäre ausgesetzt sind .
Insbesondere wenn die zweite relative Luftfeuchtigkeit R2 der zweiten Atmosphäre wesentlich geringer ist als die erste Luftfeuchtigkeit Rl der ersten Atmosphäre erfolgt ein Desorptionsvorgang des Wassers an den Oberflächen der Pflanzen sehr schnell im Vergleich zu dem vorangegangenen Adsorptionsvorgang. Daher ist es von Vorteil, wenn der Zeitraum T2 geringer ist als der Zeitraum Tl, so dass das Wasser teilweise von der Oberfläche der Pflanzen desorbiert wird, jedoch ausreichend Wassermoleküle zur Aktivierung der Oberfläche verbleiben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorsehen, dass der Raum eine Kammer ist, vorzugsweise eine Pflanzkammer, in der die die Lebewesen in Form von Pflanzen angeordnet sind. Die Pflanzkammer kann beispielsweise ein Gewächshaus sein.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Atmosphäre durch mindestens einen Luftbefeuchter erzeugt wird, der mit dem Raum in Wirkverbindung steht. Beispielsweise kann der Luftbefeuchter in dem Raum angeordnet sein und im Umluftbetrieb betrieben werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die erste Atmosphäre durch das Einbringen von flüssigem Wasser in den Raum erzeugt wird, wobei die Oberfläche des Wassers mit der Atmosphäre in dem Raum in Kontakt steht. Das Wasser kann beispielsweise mittels Kanälen durch den Raum geleitet werden.
Das Verfahren sieht ferner vorteilhafter Weise vor, dass in Schritt b) die Reduzierung der relativen Luftfeuchtigkeit durch einen Luftaustausch mit der Umgebung außerhalb des Raumes erfolgt. Dadurch lässt sich die Reduzierung der relativen Luftfeuchtigkeit auf einfache Art und Weise herbeiführen.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Kammer als mobile Kammer ausgebildet ist, die beispielsweise über ein Feld mit Pflanzen bewegt werden kann. Die mobile Kammer kann auf Teilbereiche des Feldes abgesetzt werden, um das erfindungsgemäße Verfahren an den Pflanzen, die in diesem Teilbereich des Feldes angeordnet sind, durchzuführen und somit deren Photosynthese zu erhöhen. Anschließend kann die Kammer in einen anderen Bereich des Feldes gesetzt werden, um das Verfahren an den Pflanzen in diesem Bereich des Feldes durchzuführen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kammer mit Luftbefeuchtungssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Kammer besteht aus Kammerwänden und einer Kammerdecke, die einen Raum bilden, in dem zumindest ein Photosynthese ausführender Bereich von Lebewesen anordenbar ist, mindestens einem Luftbefeuchter, der mit der sich in dem Raum befindlichen Atmosphäre in Kontakt steht und in dem Raum angeordnete Luft ansaugt, befeuchtet und in den Raum einbläst und einem regelbaren Belüftungssystem zur Veränderung der in dem Raum befindlichen Atmosphäre durch Luftaustausch. Eine derartige Kammer, die beispielsweise eine Pflanzenkammer für Pflanzen sein kann, hat sich als besonders vorteilhaft zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens herausgestellt, da in vorteilhafter Weise die in dem Raum befindliche Luft zur Erzeugung der ersten Atmosphäre befeuchtet werden kann und zur Erzeugung der zweiten Atmosphäre belüftet werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Belüftungssystem ein erstes Gebläse zum Ansaugen von Luft aus dem Raum und ein zweites Gebläse zum Einblasen von Umgebungsluft in den Raum aufweist. Durch das Vorsehen eines ersten und zweiten Gebläses kann in besonders vorteilhafter Weise und sehr schnell die in dem Raum befindliche Luft ausgetauscht werden, um die zweite Atmosphäre zu erzeugen.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass das Belüftungssystem in den Kammerwänden angeordnete Belüftungsöffnungen mit die Belüftungsöffnungen verschließenden Belüftungskiappen aufweist. Über diese Belüftungsöffnungen kann der Raum in vorteilhafter Weise mit der Umgebung zum Luftaustausch in Verbindung gebracht werden.
Vorzugsweise weist die Kammer ein zentrales Steuerungssystem auf, das den Luftbefeuchter und das Belüftungssystem steuert. Das Steuersystem kann Sensoren aufweisen, die in dem Raum und in der Umgebung angeordnet sind und Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit messen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Kammer ist vorgesehen, dass die Kammerwände und/oder die Kammerdecke des Raumes zumindest teilweise lichtdurchlässig sind. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass Licht zu dem die Photosynthese ausführenden Bereich von Lebewesen, die im Raum angeordnet sind, gelangen kann. Zusätzlich oder alternativ kann ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten der Lebewesen vorgesehen sein.
Die Kammer kann als mobile Kammer ausgebildet sein, wobei das Belüftungssystem und Luftbefeuchtungssystem an den Kammerwänden und/oder der Kammerdecke angeordnet ist, so dass diese mit den Kammerwänden und der Kammerdecke gemeinsam transportiert werden kann. Beispielsweise kann die Kammer in Leichtbau ausgebildet sein, so dass diese in vorteilhafter Weise durch mehrere Personen getragen werden kann. Eine mobile Kammer kann in vorteilhafter Weise für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an auf dem Feld angeordneten Pflanzen verwendet werden, indem diese zunächst auf einen Bereich des Feldes abgesetzt wird und nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem anderen Bereich des Feldes getragen wird .
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgende Figur die Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kammer 1, die beispielsweise ein mobiles Gewächshaus sein kann. Die Kammer 1 besteht aus Kammerwänden und einer Kammerdecke 5, die einen Raum 7 bilden, in dem Photosynthese ausführende Lebewesen 9 angeordnet werden können. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, bei der die Kammer 1 ein mobiles Gewächshaus ist, sind die Lebewesen 9 Pflanzen, die im Raum 7 angeordnet sind.
In dem Raum 7 sind ferner zwei Luftbefeuchter 11 angeordnet, die mit den in Raum 7 befindlichen Atmosphären in Kontakt stehen. Über die Luftbefeuchter 11 wird Luft aus dem Raum angesaugt, befeuchtet und in den Raum eingeblasen. Die Luftbefeuchter können im Umluftbetrieb betrieben werden.
An den Kammerwänden 3 ist ferner ein regelbares Belüftungssystem 13 angeordnet, das aus vier Gebläsen 15a, 15b besteht. Die ersten Gebläse 15a saugen Luft aus dem Raum 7. Die zweiten Gebläse 15b blasen Umgebungsluft in den Raum. Mittels des Belüftungssystems 13 lässt sich in vorteilhafter Weise die zweite Atmosphäre in dem Raum 7 erzeugen.
Die Kammerdecke 5 und/oder die Kammerwände 3 sind vorzugsweise lichtdurchlässig ausgebildet, so dass Licht von außen an die Pflanzen 9 gelangen kann. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Beleuchtungssystem in dem Raum 7 angeordnet sein, dass die Pflanzen beleuchtet.
Über ein zentrales Steuersystem 17 können das Belüftungssystem 13 und die Luftbefeuchter 11 gesteuert werden . Hierzu weist das zentrale Steuersystem 17 mindestens einen Sensor 19 in dem Raum 7 und einen Sensor 21 in der Umgebung auf, über die beispielsweise die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit in dem Raum 7 und in der Umgebung gemessen werden können.
Mittels der erfindungsgemäßen Kammer 1 lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise durchführen. Hierzu wird mittels der Luftbefeuchter 11 zunächst eine erste Atmosphäre mit einer ersten Luftfeuchtigkeit Rl in dem Raum 7 erzeugt. Nachdem die erste Atmosphäre für einen Zeitraum Tl in dem Raum 7 vorgeherrscht hat, werden die Luftbefeuchter 11 ausgeschaltet und mittels des Belüftungssystems eine zweite Atmosphäre R2 in dem Raum 7 erzeugt werden. Nach einem Zeitraum T2, in dem die zweite Atmosphäre in dem Raum 7 vorherrscht, wird erneut mittels der Luftbefeuchter 11 die erste Atmosphäre erzeugt. Diese Schritte werden mehrfach wiederholt. Hierbei ist der Zeitraum T2, in dem die zweite Atmosphäre vorliegt kürzer als der Zeitraum Tl in dem die erste Atmosphäre vorliegt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass sich Strukturen von Wassermolekülen an Oberflächen der Pflanzen anlagern. Bei der Erzeugung und dem Vorliegen der zweiten Atmosphäre werden diese teilweise desorbiert, wobei jedoch Wassermoleküle zurückbleiben. Bei dem erneuten Erzeugen der ersten Atmosphäre und der Vorliegen der ersten Atmosphäre können sich hieran weitere Wassermoleküle anlagern, so dass die Anzahl der angelagerten Wassermoleküle stetig erhöht wird . Nach einer vorgegebenen Anzahl von Wiederholungen von Schritten werden dann die Pflanzen wieder der Umgebungsluft ausgesetzt. Durch das Anlagern von Strukturen von Wassermolekülen an der Oberfläche der Pflanzen wird die Photosynthese der Lebewesen verbessert, da die Wassermoleküle aufgrund eines Dipolmoments, das die Wassermoleküle aufweisen, auf die für die Photosynthese verantwortlichen Bereiche der Pflanze einwirken.
Die Kammer 1 kann als mobile Kammer ausgebildet sein, wobei das Belüftungssystem 13 und die Luftbefeuchter 11 an den Kammerwänden 3 und/oder der Kammerdecke 5 angeordnet ist, so dass diese mit den Kammerwänden 3 und der Kammerdecke 5 gemeinsam transportiert werden können. Die mobile Kammer kann in vorteilhafter Weise für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an auf dem Feld 10 angeordneten Pflanzen verwendet werden, indem diese zunächst auf einen Bereich des Feldes 10 abgesetzt wird und nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem benachbarten Bereich des Feldes 10 getragen wird .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verbesserung der Photosynthese von Photosynthese durchführenden Lebewesen (9), insbesondere Pflanzen oder Algen, mit folgenden Schritten :
a) Erzeugen einer ersten Atmosphäre mit einer ersten relativen Luftfeuchtigkeit (Rl) in einem Raum, der zumindest einen Photosynthese ausführenden Bereich der Lebewesen (9) umgibt, sowie Beibehalten der ersten Atmosphäre für einen Zeitraum (Tl), b) Reduzieren der relativen Luftfeuchtigkeit zu einer zweiten Atmosphäre mit einer zweiten relativen Luftfeuchtigkeit (R2) in dem Raum (7) und Aufrechterhalten der zweiten Atmosphäre für einen Zeitraum (T2), c) Wiederholen der Schritte a) und b) zur Anlagerung von Strukturen von Wassermolekülen an Oberflächen der die Photosynthese ausführenden Bereich der Lebewesen (9).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste relative Luftfeuchtigkeit (Rl) mindestens 80% beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der ersten relativen Luftfeuchtigkeit (Rl) und der zweiten relativen Luftfeuchtigkeit (R2) mindestens 30% beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum (Tl) größer als der Zeitraum (T2) ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (7) eine Pflanzkammer ist, in der die Pflanzen angeordnet sind .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Atmosphäre durch mindestens einen Luftbefeuchter (11) erzeugt wird, der mit dem Raum (7) in Wirkverbindung steht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die Reduzierung der relativen Luftfeuchtigkeit durch einen Luftaustausch mit der Umgebung außerhalb des Raumes (7) erfolgt.
8. Kammer (1) mit Luftbefeuchtungssystem (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bestehend aus Kammerwänden (3) und einer Kammerdecke (5), die einen Raum (7) bilden, in dem zumindest ein Photosynthese ausführender Bereich von Lebewesen (9) anordenbar ist, mindestens einem Luftbefeuchter (11), der mit der in dem Raum befindlichen Atmosphäre in Kontakt steht und in dem Raum (7) angeordnete Luft ansaugt, befeuchtet und in den Raum einbläst und mit einem regelbaren Belüftungssystem (13) zur Veränderung der in dem Raum befindlichen Atmosphäre durch Luftaustausch.
9. Kammer (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Belüftungssystem (13) ein erstes Gebläse (15a) zum Ansaugen von Luft aus dem Raum (7) und ein zweites Gebläse (15b) zum Einblasen von Umgebungsluft in den Raum (7) aufweist.
10. Kammer (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwände (3) und/oder die Kammerdecke (5) des Raumes (1) zumindest teilweise lichtdurchlässig sind.
11. Kammer (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten der Lebewesen (9).
PCT/EP2018/074128 2017-09-07 2018-09-07 Verfahren zur verbesserung der photosynthese von photosynthese durchführenden lebewesen sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens WO2019048606A1 (de)

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