Wurzelzonentemperatur – Messtechnik & Monitoring
Praktische Methoden, Technologien und wissenschaftlich belegte Ansätze zur Erfassung und Dokumentation der RZT
Warum Messung entscheidend ist
Die Lufttemperatur ist kein verlässlicher Indikator für die tatsächliche Temperatur in der Wurzelzone. Unterschiede von bis zu 5–10°C sind in Hydro- und Aquaponiksystemen dokumentiert (Levine et al. 2023; Hayashi et al. 2024). Ohne präzise Messung bleibt die Steuerung der RZT spekulativ und potenzielle Ertragssteigerungen werden nicht genutzt.
Typischer Fehler
Nur die Lufttemperatur zu erfassen führt in der Praxis häufig zu Fehleinschätzungen. Entscheidend ist die direkte Messung in der Nährlösung oder im Substrat in unmittelbarer Wurzelnähe. Studien an Salat und Gurke belegen Abweichungen von mehr als 5°C zwischen Luft- und Wurzelzone.
Sensorik und Messmethoden
Digitale Temperatursensoren
Sensoren wie DS18B20 oder PT100/PT1000 sind in der Praxis verbreitet. Sie liefern präzise Werte (±0,1°C) und lassen sich über Standard-Schnittstellen in Regelungssysteme einbinden. Mehrere Forschungsarbeiten (z. B. Moccio et al. 2024) betonen die Notwendigkeit kontinuierlicher Datenerfassung.
Messpunkte
Einzelmessungen sind unzureichend. Optimale Praxis ist die Installation mehrerer Sensoren in Strömungszonen, Rückläufen und Substratbereichen. Kang et al. (2025) zeigen, dass Temperaturgradienten innerhalb weniger Zentimeter zu unterschiedlichen Stressreaktionen der Wurzeln führen können.
Datenlogger & IoT
Moderne Systeme nutzen IoT-Sensoren oder Datenlogger, die über Wochen und Monate kontinuierliche Messwerte erfassen. Die Speicherung ermöglicht eine Korrelation mit Wachstums- und Ertragsdaten und damit eine evidenzbasierte Optimierung der Anlagentechnik.
Fernüberwachung
Cloud-basierte Monitoring-Systeme erlauben den Zugriff auf aktuelle Temperaturdaten von jedem Ort aus und erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit im Störfall. In kommerziellen Betrieben ist dies bereits Standard, um Ausfälle und Ertragsverluste zu vermeiden.
Praktische Empfehlungen
- Mindestens zwei unabhängige Messpunkte in der Nährlösung installieren (Eingang/Ausgang).
- Sensoren regelmäßig kalibrieren, um Drift und Abweichungen zu vermeiden.
- Daten kontinuierlich erfassen und mit Biomasse- oder Fruchtdaten korrelieren.
- Alarmgrenzen im Steuerungssystem definieren (z. B. <15°C oder >30°C je nach Kultur).
- Kombination mit O₂-Sensorik, da Sauerstofflöslichkeit temperaturabhängig ist.
Fazit
Eine zuverlässige Messung der Wurzelzonentemperatur ist die Grundlage jeder weiteren Steuerung. Nur durch systematisches Monitoring lässt sich eine gezielte Optimierung von Wachstum und Ertrag realisieren. Die wissenschaftliche Evidenz belegt, dass präzises Monitoring nicht optional, sondern unverzichtbar ist.
Verwendete Studien
Levine et al. (2023)
"Controlling root zone temperature improves plant growth and pigments in hydroponic lettuce"
Annals of Botany, Oxford Academic
Hayashi et al. (2024)
"Raising root zone temperature improves plant productivity and metabolites in hydroponic lettuce production"
Frontiers in Plant Science
DOI: 10.3389/fpls.2024.1352331
Moccio et al. (2024)
"Effects of Root Zone Temperature of Hydroponic Lettuce on Nitrate, Pigments, and Vitamin A"
HortScience 59(2):255
Kang et al. (2025)
"Root-Zone Cooling Effects on Plant Mineral Nutrition under Different Cooling Regimes"
Journal of Plant Growth Regulation
Al-Rawahy et al. (2018)
"Effect of root zone temperature on cucumber growth and yield"
Journal of Agricultural Science
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