CO2 Wachstumsraum-Rechner - Steigern Sie das Pflanzenwachstum um 30-50%

Was ist ein CO2-Rechner für Anbauräume?

Ein CO2-Rechner für Anbauräume ist ein Werkzeug, das berechnet, wie viel Kohlendioxid (CO2) einem Innenanbaubereich zugeführt werden muss, um eine bestimmte Zielkonzentration zu erreichen. Er verwendet das Raumvolumen, die Pflanzenart und deren Wachstumsphase. Anbauer nutzen ihn, um die CO2-Anreicherung für Growzelte, Anbauräume und Gewächshäuser zu planen.

Wie CO2 das Pflanzenwachstum beeinflusst

Pflanzen nutzen Kohlendioxid, Wasser und Licht, um durch Fotosynthese Zucker zu bilden. Die Außenluft enthält etwa 420 Teile pro Million (ppm) CO2, und dieser Wert steigt jedes Jahr um einige ppm. In Innenräumen mit dicht abgeschlossener Raumluft und starkem Licht streben Anbauer üblicherweise 800 bis 1.500 ppm an. Eine Erhöhung von CO2 über den Außenluftwert kann die Fotosynthese beschleunigen, sofern auch Licht, Wasser und Nährstoffe ausreichend vorhanden sind. Die Zugabe von CO2 ohne eine entsprechende Erhöhung der Lichtmenge bringt nur wenig zusätzlichen Nutzen, da dann das Licht zum begrenzenden Faktor wird.

So wird das Raumvolumen berechnet

Der Rechner ermittelt zunächst das Volumen des Anbaubereichs:

$V = l \times w \times h$

Dabei ist V das Raumvolumen in Kubikmetern, l die Länge, w die Breite und h die Höhe, jeweils in Metern.

Ein Raum mit einer Länge von 4 m, einer Breite von 3 m und einer Höhe von 2,5 m hat beispielsweise ein Volumen von 4 × 3 × 2,5 = 30 m³.

Formel für den CO2-Anbauraum

Die benötigte CO2-Menge wird in zwei Schritten berechnet: Zuerst wird der gewünschte CO2-Wert ermittelt, anschließend die dafür erforderliche Masse an CO2.

Schritt 1: Zielwert für CO2 nach Pflanzenart und Wachstumsphase

Für jede Pflanzenart gibt es einen Grundwert für CO2. Der Rechner passt diesen Grundwert je nach Wachstumsphase nach oben oder unten an.

$T = b \times m$

Dabei ist T der Zielwert für CO2 in ppm, b der Grundwert der Pflanze und m der Multiplikator für die Wachstumsphase.

Für eine nicht aufgeführte Pflanzenart wird 800 ppm als Grundwert verwendet; für eine nicht aufgeführte Wachstumsphase gilt ein Multiplikator von 1,0.

Schritt 2: Benötigte Masse an CO2

Sobald der Zielwert bekannt ist, berechnet der Rechner, wie viel CO2 nach Masse zugeführt werden muss. Dabei ist W die Masse an CO2 in Kilogramm, V das Raumvolumen in Kubikmetern, T der Zielwert für CO2 und A der Umgebungsluftwert für CO2, jeweils in ppm:

$W = V \times (T - A) \times 0.0000018$

Die CO2-Konzentration der Umgebungsluft ist die Ausgangskonzentration im Raum. Der Rechner verwendet zunächst 420 ppm, was ungefähr dem Außenluftdurchschnitt entspricht; stattdessen kann auch ein Messwert eingegeben werden. Der Wert 0,0000018 kg pro m³ und ppm gibt die Masse an CO2 an, die je Anstieg der Konzentration um 1 ppm bei etwa 25 °C und einem Atmosphärendruck zu einem Kubikmeter Luft hinzugefügt wird. Liegt der Umgebungsluftwert bereits auf Höhe des Zielwerts oder darüber, gibt der Rechner 0 kg zurück, da keine Ergänzung erforderlich ist. Das Ergebnis wird auch in Pfund angezeigt. Ein Pfund entspricht genau 0,45359237 kg, daher ergibt die Masse in Kilogramm geteilt durch 0,45359237 den Wert in Pfund.

Durchgerechnetes Beispiel

Ein Anbauer nutzt einen Raum mit einer Länge von 4 m, einer Breite von 3 m und einer Höhe von 2,5 m, in dem Cannabis in der Blütephase wächst; der Umgebungsluftwert für CO2 beträgt 420 ppm.

1. Raumvolumen: 4 × 3 × 2,5 = 30 m³
2. Zielwert für CO2: Cannabis hat einen Grundwert von 1.200 ppm; der Multiplikator für die Blütephase beträgt 1,2, also 1.200 × 1,2 = 1.440 ppm
3. Masse an CO2: 30 × (1.440 − 420) × 0,0000018 = 30 × 1.020 × 0,0000018 = 0,05508 kg; der Rechner rundet dies auf 0,055 kg (0,121 lb)

Der Anbauer muss etwa 0,055 kg CO2 zuführen, um den Raum von 420 ppm auf 1.440 ppm zu erhöhen. In einem abgedichteten Raum reicht eine einmalige Dosierung. In einem undichten Raum oder einem Raum mit Abluftventilator muss die Dosis wiederholt werden, da das zugeführte CO2 entweicht.

Sicherheit bei der Zugabe von CO2

CO2 ist in den in Anbauräumen verwendeten Konzentrationen für Pflanzen unbedenklich, kann Menschen bei hohen Konzentrationen jedoch schädigen. Die US-amerikanische Occupational Safety and Health Administration legt für Arbeitsplätze einen Grenzwert von 5.000 ppm als zeitgewichteten Mittelwert über einen achtstündigen Arbeitstag fest. Bei etwa 30.000 ppm (3 %) bekommen Menschen Kopfschmerzen und atmen schneller; das US-amerikanische National Institute for Occupational Safety and Health stuft 40.000 ppm (4 %) als unmittelbar lebens- oder gesundheitsgefährlich ein. Ein mit CO2 angereicherter Anbauraum sollte über ein funktionierendes CO2-Messgerät verfügen und nicht über längere Zeit betreten werden. Räume dürfen niemals als Schlafräume genutzt werden, während eine CO2-Anreicherung läuft.

Praktische Hinweise

CO2 hilft Pflanzen nur während der Hellphase, da die Fotosynthese Licht benötigt. Die meisten Anbauer betreiben CO2-Systeme über eine Zeitschaltuhr, die auf den Beleuchtungsplan abgestimmt ist, und schalten sie während der Dunkelphase aus. Ein gut abgedichteter Raum hält zugeführtes CO2 länger zurück; Spalten an Türen, Leitungen und Fenstern verringern daher die Wirksamkeit der Anreicherung. Pflanzen, die mehr CO2 aufnehmen, benötigen meist auch mehr Licht, Wasser und Nährstoffe. Diese Zufuhr muss daher möglicherweise zusammen mit CO2 erhöht werden, damit der volle Nutzen erreicht wird.

Häufig gestellte Fragen

Welchen CO2-Wert sollte ich für meinen Anbauraum verwenden? Das hängt von der Pflanze und ihrer Wachstumsphase ab. Der Rechner multipliziert den Grundwert einer Pflanze für CO2 (800–1200 ppm) mit einem Faktor für die Wachstumsphase von 0,7 bis 1,3. Daraus ergibt sich ein Zielwert zwischen etwa 560 und 1.560 ppm.

Welcher Umgebungsluftwert für CO2 wird standardmäßig verwendet? Der Rechner verwendet standardmäßig 420 ppm, was ungefähr dem durchschnittlichen CO2-Wert in der Außenluft entspricht. Die NOAA ermittelte für 2024 einen globalen Jahresmittelwert von 422,8 ppm. Anbauer können stattdessen einen Messwert eingeben, sofern ihnen einer vorliegt.

Was geschieht, wenn mein Umgebungsluftwert für CO2 den Zielwert bereits erreicht? Der Rechner gibt 0 kg zurück. Das bedeutet, dass zu diesem Zeitpunkt kein zusätzliches CO2 benötigt wird.

Sollten Sämlinge mit CO2 versorgt werden? Für Sämlinge verwendet der Rechner einen niedrigeren Multiplikator (0,7), da junge Pflanzen mit begrenzter Blattfläche zusätzliches CO2 nicht so wirksam nutzen können wie ausgewachsene Pflanzen.

Ist das Einatmen von mit CO2 angereicherter Luft gefährlich? Bei den für das Pflanzenwachstum verwendeten Konzentrationen (etwa 800–1600 ppm) ist sie bei kurzzeitiger Exposition nicht unmittelbar gefährlich. Räume mit CO2-Anreicherung sollten dennoch nicht über längere Zeit betreten werden, und deutlich höhere Konzentrationen sind gefährlich. Siehe den obigen Abschnitt zur Sicherheit.

Wie wird der Umrechnungsfaktor 0,0000018 hergeleitet? Aus dem idealen Gasgesetz. Bei 25 °C und einem Atmosphärendruck enthält ein Kubikmeter Luft etwa 40,87 Mol Gas. Ein ppm davon entspricht 0,00004087 Mol, und CO2 hat eine molare Masse von 44,01 g/Mol. Daher wiegt 1 ppm etwa 0,0000018 kg pro Kubikmeter.