In der heutigen Zeit schreiten Forschung und Technologie im Bereich des Anbaus mit beispielloser Geschwindigkeit voran, was zu einer ständigen Weiterentwicklung der Landwirtschaft führt. Zu diesen Veränderungen gehört auch der Einsatz der Nanobubble-Technologie im Cannabisanbau. Obwohl es sich bei dieser neuen Technologie um mikroskopisch kleine Komponenten handelt, ist ihre Wirkung alles andere als gering. Ihre Stärke liegt in ihrer einzigartigen Fähigkeit, die Wasser- und Nährstoffaufnahme zu verbessern, die Wachstumsbedingungen zu optimieren und die allgemeine Vitalität der Cannabispflanzen zu steigern. Dies macht sie zu einem wichtigen Schwerpunkt für Züchter, die Wachstum, Ertrag und Qualität ihrer Ernte verbessern wollen.

Ultrafeine oder Nanoblasen verstehen

Was genau sind also Nanoblasen? Im Wesentlichen ist eine Blase eine Tasche aus Gas oder Luft, die in einem flüssigen Medium eingeschlossen ist. Blasen werden nach ihrer Größe eingeteilt: normale Blasen (mit bloßem Auge sichtbar), Mikroblasen (als milchige Lösung sichtbar) und ultrafeine oder Nanoblasen (mit bloßem Auge unsichtbar und weniger als 1 Mikrometer groß). Mikrobläschen, die aus Luft oder Gas gebildet werden, das in eine flüssige Trägerphase eingebracht wird, weisen einzigartige Eigenschaften auf, darunter eine verlängerte Stabilität in der Flüssigkeit von bis zu sechs Monaten unter bestimmten Bedingungen. Diese Stabilität ist auf ihre negativ geladene Oberfläche und ihre hohe Gaslöslichkeit zurückzuführen.

Nanoblasen übertreffen ihre größeren Gegenstücke vor allem in Größe, Stabilität und Verhalten. Da sie unter hohem Druck stehen und elektrisch geladen sind, können diese ultrafeinen Bläschen über einen längeren Zeitraum (mehr als sechs Monate) in einer Flüssigkeit schweben bleiben. Ihr langsamer Aufstieg und die Tatsache, dass sie aufgrund ihrer winzigen Größe kein sichtbares Licht streuen können, machen die Wasserlösung transparent. Das Besondere an den Nanoblasen ist ihre Fähigkeit, Wasser und Stickstoff zu lösen, wenn sie platzen, was zur Bildung von desinfizierenden Hydroxylradikalen führt.

Wie werden Nanoblasen gebildet?

Das Verfahren zur Erzeugung von Nanoblasen umfasst eine Hochdruckpumpe, Wasser und Luft oder Gas. Die Luft wird durch turbulente Bewegungen unter hohem Druck in winzige Bläschen zerlegt, was zur Bildung von Mikrobläschen führt. Diese Mikrobläschen, die weiteren mechanischen Kräften ausgesetzt sind oder aufgrund ihres extremen Innendrucks zerfallen, entwickeln sich schließlich zu Nanobläschen. Beim Cannabisanbau können diese Nanoblasen, die in das Bewässerungswasser eingebracht werden, die Sauerstoff- und Nährstoffaufnahme der Pflanze erheblich verbessern, was zu gesünderen Pflanzen und höheren Erträgen führt. Daher ist die Nanoblasen-Technologie ein vielversprechendes Instrument zur Optimierung der Anbaupraktiken für Cannabis.

(Wang et al., 2021)

Nanoblasen in der Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung (CEA)

Die Kultivierung von Cannabis ist ein komplexer Prozess, der eine präzise Kontrolle verschiedener Faktoren wie Licht, Temperatur und Nährstoffe erfordert. In der Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung (Controlled Environment Agriculture, CEA) hat die jüngste Forschung die positive Wirkung von Sauerstoff-Nanoblasen (Oxygen Nanobubbles, ONB) bei der Steigerung der Effizienz des Prozesses gezeigt. Es wurde festgestellt, dass ONB die Keimung von Saatgut um 10 % und das Pflanzenwachstum um 30-50 % beschleunigen und sogar die Peroxidase-Aktivitäten in Tomatenblättern um 500-1000 % erhöhen und damit die Zellvermehrung und das Pflanzenwachstum fördern [1]. Eine von Earthwise Global durchgeführte Fallstudie ergab, dass der Einsatz von Nanoblasen zu einer Steigerung des Feuchtgewichts um 20 % und des Trockengewichts um 15 % im Vergleich zur Kontrollgruppe führte [2]. Angesichts solch bemerkenswerter Verbesserungen bei Wachstum und Ertrag liegt es auf der Hand, dass die Integration von Nanoblasen in CEA sehr vielversprechend ist, um die Effizienz und Produktivität des Cannabisanbaus zu steigern.

(Macelino et al., 2022)

Kostenauswirkungen der Nanobubble-Technologie

Bevor die Nanobubble-Technologie in den Kultivierungsprozess integriert wird, müssen verschiedene Kostenfaktoren berücksichtigt werden:

  • Kapitalaufwand: Der Übergang zur Nanoblasen-Technologie in der Landwirtschaft erfordert eine spezielle Ausrüstung, wie z. B. Nanoblasen-Generatoren oder Infusionsmechanismen, die in Größe, Kapazität und Komplexität variieren können. Die Gesamtausgaben für die Ausrüstung hängen von mehreren Aspekten ab, darunter die erforderliche Durchflussmenge, die Druckanforderungen und die gewünschten Qualitätskontrollfunktionen.
  • Betriebliche Aufwendungen: Nanoblasen-Systeme sind auf eine konstante Energieversorgung angewiesen, um Nanoblasen zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Das bedeutet, dass der Energieverbrauch eine entscheidende Komponente der Betriebskostenprognosen darstellt. Darüber hinaus ist die regelmäßige Wartung und Instandhaltung des Systems für seine Langlebigkeit unerlässlich, was die Betriebskosten weiter in die Höhe treibt.
  • Überlegungen zu Wasserressourcen: Für den Betrieb der Nanobubble-Technologie ist der Zugang zu einer stabilen Wasserversorgung unerlässlich. Dies kann den Aufbau einer neuen Wasserversorgungsinfrastruktur oder die Änderung des bestehenden Bewässerungssystems erfordern. Die Kosten für die Sicherstellung oder Aufbereitung von Wasser könnten eine erhebliche Herausforderung für die Gesamtbetriebskosten darstellen.
  • Kosten für Installation und Integration: Die Integration der Nanobubble-Technologie in bereits bestehende landwirtschaftliche Systeme kann gewisse Anpassungen erfordern. Dies kann zusätzliche Kosten verursachen, die mit dem Arbeitsaufwand für den Installationsprozess, Änderungen an den Rohrleitungen und der Harmonisierung des Nanoblasen-Systems mit der bestehenden Infrastruktur verbunden sind.
  • Fachwissen und Ausbildungskosten: Die effektive Nutzung der Nanoblasen-Technologie erfordert ein gewisses Maß an Fachwissen und Erfahrung. Die Kosten für die Schulung von Personal oder die Einstellung von Spezialisten für den Betrieb und die Wartung der Technologie können zu den Gesamtausgaben beitragen.
  • Forschungs- und Entwicklungskosten: Wer die Anwendung innovativer oder fortschrittlicher Nanoblasen-Technologien in Erwägung zieht, muss möglicherweise Forschungs- und Entwicklungskosten für die Feinabstimmung des Systems auf spezifische landwirtschaftliche Bedürfnisse einplanen.
  • Investitionsrendite: Obwohl die Nanoblasen-Technologie erhebliche Vorteile bieten kann, wie z. B. bessere Ernteerträge und Wassereffizienz, ist es wichtig, die Rentabilität der Investition zu bewerten. Zu den Faktoren, die bei dieser Analyse zu berücksichtigen sind, gehören die erwartete Produktivitätssteigerung, Kosteneinsparungen in anderen Betriebsbereichen (z. B. Verringerung des Düngereinsatzes) und der potenzielle Marktwert der verbesserten landwirtschaftlichen Erzeugnisse.

Vorteile von Nanoblasen beim Cannabisanbau

Die Verwendung von Nanoblasen beim Cannabisanbau in einer Anlage mit kontrollierter Umgebung (CEA) bietet zahlreiche Vorteile:

  • Erhöhte Sauerstoffkonzentration: Durch die Verbesserung des Luft-Wasser-Verhältnisses tragen Nanoblasen dazu bei, eine Umgebung zu schaffen, die das Wachstum schädlicher Pilze verhindert und die Aktivität nützlicher Mikroorganismen fördert.
  • Wasseraufbereitung: Die Anwesenheit von Nanoblasen kann die Wasserqualität verbessern und schädliche Mikrobiologie verhindern. Dies ist von entscheidender Bedeutung für die Erhaltung der Gesundheit und Vitalität von Cannabispflanzen und die Minimierung des Auftretens von Pflanzenkrankheiten.
  • Nährstoffaufnahme/-abgabe: Nanobubbles fördern die Belüftung, was wiederum das Wurzelwachstum stimuliert und die Verfügbarkeit und Aufnahme von Nährstoffen verbessert.
  • Kreislaufführung von Wasser: Die Nanobubble-Technologie fördert die Wasser- und Abfalleffizienz, was zu einer besseren Ressourcenschonung, höheren Erträgen und größerer Rentabilität führt. Tatsächlich können Nanoblasen die Effizienz der Bewässerung um 20 % steigern [2].
  • Atmung: Nanoblasen erleichtern den effizienten Austausch von Gasen, was die Atmung und Erholung der Pflanzen fördert und die Gesamtleistung der Pflanzen verbessert.
  • Integrierte Schädlingsbekämpfung: Als proaktiver Ansatz für die integrierte Schädlingsbekämpfung sind Nanoblasen ein wirksames Mittel gegen Krankheitserreger in der Wurzelzone und auf den Blättern.
  • Lösungen in Höhenlagen: In höheren Lagen kann es eine Herausforderung sein, die Vitalität der Pflanzen zu erhalten. Nanobubbles können eine Lösung bieten, indem sie den optimalen Sauerstoffgehalt und die Nährstoffverfügbarkeit aufrechterhalten.
  • Ertragssteigerung: Die Nanobubble-Technologie bietet eine verbesserte Nährstoffaufnahme, Pflanzenvitalität und CO2-Assimilation, was sich in höheren Erträgen niederschlägt.
  • Umweltfreundlich: Die Verwendung von Nanoblasen ist chemikalienfrei, nachhaltig und fördert eine sicherere Umgebung für die Mitarbeiter.
  • Auswirkungen auf Wurzelwachstum, Pflanzenmorphologie und phänotypische Ausprägung: Nanoblasen tragen zu einer schnelleren Bewurzelung und kürzeren Zykluszeiten bei und fördern so ein effizientes Wachstum und die Morphologie der Pflanzen. Sie beeinflussen auch die phänotypische Ausprägung der Cannabispflanzen, was zu erwünschten Eigenschaften des Endprodukts führen kann. Dies kann sich in Produkten mit höherem Marktwert niederschlagen.

Es gibt eine Handvoll großartiger Anbieter von Nanoblasen-Technologie, die den Cannabisbereich effektiv bedienen. In Anbetracht der Widersprüchlichkeit von Nanobubble-Ergebnissen, Fallstudien und präskriptiven Lösungen ist es wichtig, einen fundierten Ansatz zu wählen, bevor man in diese Technologie investiert. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung und finden Sie heraus, welcher Anbieter gut zu Ihrem Budget, Ihren Geschäftszielen und Ihrer Persönlichkeit passt.

Die Integration der Nanoblasen-Technologie in den Bereich des Cannabisanbaus ist vielversprechend und könnte die Zukunft dieser Branche verändern. Der Einsatz einer solchen fortschrittlichen Technologie verringert nicht nur die Anbaurisiken, sondern kann auch die finanzielle Leistung erheblich verbessern. Vor der Integration dieser Technologie in die Anbaupraktiken ist jedoch eine gründliche Recherche und die Berücksichtigung verschiedener Kostenfaktoren von entscheidender Bedeutung. Sobald Sie dies getan haben, werden Sie bereit sein, die weitreichenden Auswirkungen dieser winzigen Bläschen zu nutzen.

[1] Xue, Shan und Gao, Jianan und Liu, Changqing und Marhaba, Taha und Zhang, Wen (2023). Unveiling the Potential of Nanobubbles in Water: Impacts on Tomato Growth and Soil Properties. Verfügbar bei SSRN: https: //ssrn.com/abstract=4443705 oder http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4443705

[2] Global, E. (n.d.). Earthwise Global. Earthwise Global. https://earthwiseglobal.com/home

[3] Wang, Y., Wang, S., Sun, J., Hengren, D., Zhang, B., Xiang, W., Hu, Z., Li, P., Yang, J., & Zhang, W. (2021). Nanobubbles fördern die Nährstoffverwertung und das Pflanzenwachstum in Reis durch die Hochregulierung von Genen für die Nährstoffaufnahme und die Stimulierung der Wachstumshormonproduktion. Science of the Total Environment, 800, 149627. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149627

[4] Marcelino, Kyle Rafael & Ling, Li & Wongkiew, Sumeth & Nhan, Hua & K C, Surendra & Shitanaka, Ty & Lu, Hui & Khanal, Samir. (2022). Anwendungen der Nanobubble-Technologie in Umwelt- und Agrarsystemen: Opportunities and challenges. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 53. 1-26. 10.1080/10643389.2022.2136931.