Prävention in Großgewächshäusern

Prävention in automatisierten Großgewächshäusern

Die Lebensmittelproduktion in automatisierten Großgewächshäusern (Controlled Environment Agriculture, CEA) basiert auf der Nutzung einer stark kontrollierten Umgebung und einer intensiven Nutzung der zur Verfügung stehenden Fläche. Die hohe Pflanzendichte in der Monokultur erhöht allerdings massiv das Risiko für die schnelle Ausbreitung von Krankheiten und Parasiten dar. Um diese Gefahr zu minimieren, setzen Betreiber von Hochleistungs-Gewächshäusern auf ein mehrstufiges, integriertes Sicherheitskonzept, das von strikter Hygiene über präzise Umweltsteuerung bis hin zur biologischen Schädlingsbekämpfung reicht.

1. Strikte Betriebshygiene und Sanitärprotokolle (GHP)

Der Eckpfeiler der Prävention ist die Verhinderung des Einschleppens von Pathogenen und Schädlingen. Dies beginnt mit Hygieneschleusen, die für Personal und Besucher zwingend vorgeschrieben sind. Diese umfassen nicht nur die Händedesinfektion, sondern auch die Schuh-Waschmaschinen mit Desinfektionsmitteldosierung sowie das obligatorische Anlegen von Schutzkleidung (Kittel, Haarnetze, Handschuhe), die nur innerhalb des Gewächshauses getragen werden darf.

Auf der Anlagenebene erfordern rotierende Desinfektionspläne die regelmäßige Reinigung und Sterilisation aller Oberflächen, Werkzeuge und Maschinen, wobei Desinfektionsmittel wie quartäre Ammoniumverbindungen (QAV) oder Wasserstoffperoxid zum Einsatz kommen. Die Konstruktion der Anlagen ist dabei schon von Herstellerseite her auf leichte Reinigbarkeit optimiert, um keine Nischen für Verunreinigungen zu bieten. Ein strenges Abfallmanagement sorgt für die sofortige und sichere Entfernung von Pflanzenresten, die als Brutstätten dienen könnten.

2. Monitoring, Frühwarnung und Quarantäne

Mehrere verschiedene Barrieren sollen verhindern, dass Pathogene in die Produktionsbereiche gelangen. So werden neu eingebrachte Jungpflanzen, Setzlinge oder Substrate (z. B. Steinwolle) zunächst eine Quarantänezone zugeführt, in der sie auf Krankheiten und Schädlinge getestet werden, bevor sie in die Hauptproduktion überführt werden dürfen.

Im laufenden Betrieb erfolgt die Früherkennung durch ein engmaschiges Monitoring. Neben regelmäßigen visuellen Kontrollen durch geschultes Personal kommen automatisierte Systeme zum Einsatz. Sensoren und Kameras überwachen die Pflanzengesundheit und können Stresssymptome oder erste Anzeichen von Befall erkennen. Gelb- und Blautafeln sowie Pheromonfallen dienen der kontinuierlichen Überwachung der Schädlingspopulation, um den Befallsdruck präzise zu bestimmen und eine zielgerichtete Intervention zu ermöglichen.

3. Technische Klimasteuerung zur Unterdrückung von Krankheitserregern

Die Automatisierung erlaubt die präzise Einstellung von Umweltfaktoren, um kritische Bedingungen für die Krankheitsentwicklung zu vermeiden.

Steuerung der Luftfeuchtigkeit: Die wichtigste Maßnahme ist die Vermeidung von Kondensation und einer zu hohen Relativen Luftfeuchtigkeit (RH). Werte über 75-80% begünstigen die Keimung von Pilzsporen wie Grauschimmel (Botrytis cinerea) oder Echtem Mehltau. Moderne Luftentfeuchtungsgeräte oder der gezielte Einsatz von warmer, trockener Luft halten die RH konstant niedrig. Zusätzlich sorgt eine konstante Luftzirkulation (Horizontal Air Flow, HAF) dafür, dass Mikroklimata an den Blattoberflächen eliminiert werden.
UV-Licht-Einsatz: UV-C-Strahlung ist unerlässlich für die Sterilisation des rezirkulierenden Wassers in Hydroponiksystemen, wodurch die Übertragung von wassergebundenen Pathogenen (wie Pythium oder Fusarium) unterbunden wird. Darüber hinaus kann eine gezielte, nächtliche Bestrahlung mit UV-Licht direkt auf den Pflanzen Pilzsporen abtöten. Niedrigere Dosen von UV-B-Licht können zudem als präventive Maßnahme eingesetzt werden, indem sie die natürliche Resistenz der Pflanzen durch die Induktion von Abwehrstoffen stärken.
Energieschirme: Diese Schirme dienen nicht nur der Wärmedämmung, sondern auch als zusätzliche physikalische Barriere gegen das Eindringen und die Ausbreitung von Schädlingen. Sie helfen zudem, Temperaturschwankungen zu glätten, wodurch die Bildung von Tau an den Blättern und somit die Infektionsgefahr reduziert wird.

4. Integrierter Pflanzenschutz (IPM) und biologische Kontrolle

Da der Einsatz chemischer Pestizide in der Lebensmittelproduktion stark eingeschränkt ist, bildet der Integrierte Pflanzenschutz die Hauptstrategie zur Bekämpfung bestehender Probleme.

Biologische Schädlingsbekämpfung: Dies ist der primäre Ansatz und beinhaltet den gezielten Einsatz von Nützlingen (z. B. Raubmilben, Schlupfwespen) gegen spezifische Schädlinge (z. B. Spinnmilben, Weiße Fliegen). Diese werden nach kontinuierlichen Freilassungsschemata in das Gewächshaus eingebracht, um eine stabile Population aufrechtzuerhalten, die den Befall dauerhaft unterhalb der Schadschwelle reguliert.

Biopestizide: Mittel, die auf natürlichen Mikroorganismen (Bacillus subtilis) oder natürlichen Extrakten (Neemöl) basieren, kommen ergänzend zum Einsatz. Sie sind selektiv, lassen sich schnell abbauen und sind für Nützlinge sowie Konsumenten unbedenklich.

Kulturhygiene und Barrieren: Befallene Pflanzen werden unverzüglich entfernt und vernichtet. Feinmaschige Netze an Lüftungsöffnungen dienen als dauerhafte physikalische Barriere gegen fliegende Insekten.

Durch dieses umfassende System, das HACCP-Konzepte (ein international anerkanntes, präventives Managementsystem in der Lebensmittelindustrie, dessen Hauptziel die Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit und der Schutz der Verbrauchergesundheit ist) und internationale Standards (wie Global GAP; Global Good Agricultural Practices) einschließt, ist es möglich, in einem hochkontrollierten, sterilen und überwachten Produktionsumfeld die Risiken der Monokultur erfolgreich zu managen.

CAE-Anlagen (Controlled-Environment Agriculture) erreichen heute beachtliche Größen von mehreren Hektar. Dank jahrzehntelanger Entwicklungsarbeit weisen diese Systeme eine hohe Resilienz auf und sind selbst ohne den Einsatz chemischer Mittel selten von Befall betroffen, der die Ernte bedroht. Der bereits erreichte Automatisierungsgrad in modernen CAE-Anlagen trägt zur Optimierung der Betriebsabläufe bei und reduziert gleichzeitig die intensivce Anwesenheit von Personal, was einen wichtigen Beitrag zur Biosicherheit leistet. Menschliche Aktivitäten, auch wenn sie sorgfältig durchgeführt werden, stellen potenziell eine Vektorquelle für den Eintrag und die Verbreitung von Pathogenen dar. Zukünftige Entwicklungen, wie die Erprobung von Erntesystemen und Robotern mit fortschrittlichen KI-Lernfähigkeiten, werden die Automatisierung weiter vorantreiben. Diese technologischen Fortschritte zielen darauf ab, die Integrität der geschlossenen Systeme weiter zu stärken und das Risiko des Eintrags von Pathogenen durch externe Quellen oder menschliche Interaktion systematisch zu minimieren.