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Projekt: Flaschengarten

Der folgende Text ist direkt übernommen aus einer Dokumentation als Ergebnis eines Schulprojekt

Steckbrief

Begonnen am: 25.08.2018
Größe: 3 Liter
Initiale Wasser Menge: etwas weniger als 100 Milliliter
Pflanzen:

Sensoren:

  • Bodentemperatur – DS18B20
  • Lufttemperatur – BME680
  • Luftdruck – BME680
  • relative Luftfeuchtigkeit – BME680
  • VOC-Luftqualität – BME680

Aufbau des Flaschengarten

Der Flaschengarten besteht aus einem 3 Liter Glasbehältnis und beinhaltet drei Moose sowie eine Orchidee. Eingepflanzt wurden die Pflanzen in Erde aus unserem Komposthaufen. Um genügend Nährstoffe im Boden zu haben ist unter der Erde Buchenholzkohle. Zusätzlich zu den Pflanzen, die als Produzenten im Biosystem dienen, ist in dem Flaschengarten ein Sensorenpaket eingebaut, welches Einblicke in Temperatur, Feuchtigkeit sowie Druck bietet, auf dessen Ergebnisse später eingegangen wird.

Das Glasbehältnis selbst ist ein Windlicht von Bauhaus, welches ohne eigenen Deckel gekauft wurde. Deshalb musste ein Deckel gebaut werden, welcher aus Buchenholz ist und eine Aussparung für Kabel hat, damit die Sensoren im Flaschengarten montiert werden können. Um hierbei trotzdem das Biosystem des Flaschengarten geschlossen zu halten wurde Frischhaltefolie über den Deckel gespannt. Diese fehlte zum Zeitpunkt des Bildes auf der rechten Seite noch.

Als Position des Flaschengarten wurde die Fensterbank des Südfensters im Wohnzimmer gewählt, da hier die Sonne die meiste Zeit des Tages direkt auf den Flaschengarten scheinen kann und somit eine relativ natürliche Belichtung geschaffen werden kann. Dies hatte aber im Laufe der Zeit seine Vor- und Nachteile, auf welche ich im Folgenden eingehen werde.

Visuelle Entwicklung des Flaschengarten

Zu Beginn des Projektes sah der Flaschengarten wie erwartet bunt und sehr aktiv aus und beschlug wie bereits erwartet nach einem Tag. Zu diesem Zeitpunkt gab es keinen Grund zur Annahme, dass der Garten zu viel oder zu wenig Wasser haben könnte.

Dies hat sich erst am 02.09.2018 geändert, als es vermehrt zu großen Mengen Kondenswasser am Glasbehälter kam. Darauf hin wurde der Flaschengarten für 2 Tage offen gelassen bis die Wassertropfen vom Glasbehälter verschwunden waren. Hierbei war auffällig, dass die Luft im inneren des Flaschengarten sich schwül und deutlich wärmer angefühlt hatte als die Luft im Zimmer. Es war also sehr feucht und damit leicht tropisch im Glasbehälter.

Trotz dem Entlüften des Kondenswasser hatten sich die Pflanzen allerdings davon weder im kurzen Zeitraum noch über den gesamten Projektzeitraum erholt. Die Pflanzen sahen entsprechend schlapp und feucht aus.

Zusätzlich zu der Nässe hat die Außentemperatur beziehungsweise die Sonneneinstrahlung merkbar den Pflanzen zugesetzt. Besonders auffällig war es beim „Scleranthus biflorus Forest Green Moos“ und der Orchidee. Zuerst ist das Moos braun geworden und eingegangen. Dies hängt vermutlich zum einen mit der Temperatur zusammen, da es direkt am Fenster stand. Zum anderen auch, weil zu Beginn die Wurzeln gekürzt werden mussten, damit die Moose in den Flaschengarten passten. Wenige Tag danach hat die Orchidee nun angefangen braune Flecken auf den Blättern zu bekommen und fängt nun die Blüten zu verlieren. Sie sah entsprechend vertrocknet aus. Die braunen Flecken lassen sich mit dem Brennglas Prinzip erklären. Hierbei waren Kondenswassertropfen auf die Blätter gefallen, die als Brennglas funktioniert hatten.

Als Maßnahme gegen die Temperatur und dem Brennglaseffekt ist nun außen an einer Hälfte der Flasche Alufolie befestigt.

Während dem Sterben des Mooses und dem Brennglaseffekt an der Orchidee hat es trotzdem noch Kondenswasser am Glasbehälter gegeben, weshalb ich ausschließe, dass zu wenig Wasser vorhanden war.

Visuelles Fazit

Als visuelles Fazit des Flaschengarten ziehe ich, dass vermutlich die falschen Pflanzen Sorten für das Projekt gewählt worden sind. Eine andere Orchideen Sorte hätte vermutlich bessere Ergebnisse geliefert und beim Moos hätte man mehr Wurzeln lassen müssen.

Analyse der Messdaten


Aufgenommen am 22.09.2018 – 11:53Uhr – https://grafana.ffslfl.net/dashboard/db/flaschengarten

Innerhalb der Projekt Zeit hat sich das auf der oben sichtbare Bild geformt. Die Lücken in den Messdaten bedeuten hierbei, dass das Sensorenpaket in der Zeit einen Ausfall hatten.

Sowohl Lufttemperatur als auch Bodentemperatur sind hierbei gleichmäßig. Ebenfalls ist wie erwartet zwischen diesen beiden Werten nur ein minimaler Unterschied zu beobachten, da der Boden lediglich dazu sorgt, dass sich die Temperatur langsamer verändert.

Auffallend hoch ist die relative Luftfeuchtigkeit. Diese erkläre ich mir damit, dass zum einen die Luft oben am Sensor stand und damit dauerhaft feucht war und zum anderen vermutlich initial zu viel Wasser im Flaschengarten war.

Außer die sehr hohe relative Luftfeuchtigkeit sind die Daten relativ normal. Die durchschnittliche Lufttemperatur lag in der Zeit bei 22,50 °C und die Bodentemperatur war 2 °C niedriger. Dies liegt daran, dass die Erde mit dem Wasser gut die Wärmeschwankungen dämpft. Der Luftdruck ist mit durchschnittlichen 1015hPa ebenfalls nicht besonders, da sowohl Innen- als auch Außendruck gleich bleiben sollten.

Biokreisläufe des Flaschengarten

Wasserkreislauf

Besonders gut lässt sich der Wasserkreislauf sowohl in den Messdaten als auch visuell am Glas sehen. Im Gegensatz zum Regen außerhalb des Flaschengarten bildet sich dieses in Form von Kondenswasser ab. Durch Transpiration zusammen mit der Sonne steigt das Wasser als Wasserdampf auf und tropft als Kondenswasser das sich am Glas bildet ab.

Sauerstoff-/Kohlenstoffdioxidkreislauf

Das stattfinden von diesem Kreislauf lässt sich allein schon dadurch wahrnehmen, dass die Pflanzen nicht sofort eingegangen sind nach kurzer Zeit. Die Mikroorganismen in der Erde und die Kleintiere im Flaschengarten produzieren durch ihre Atmung Kohlenstoffdioxid. Dieses wird dann durch die Photosynthese wie auch bei anderen Pflanzen außerhalb des Flaschengarten zurück nach Sauerstoff umgewandelt, welchen dann die Kleintiere wieder zum atmen nehmen können.

Phospohorkreislauf

Im kleinen Maße findet auch im Flaschengarten ein Phosphorkreislauf statt. Anstatt, dass große Tiere für diesen sorgen, sind im Flaschengarten die Mikroorganismen die Akteure, die das Phosphor über die Pflanzen aufnahmen und wieder ausscheiden.

Kalkkreislauf

Der Kalkkreislauf findet in einem Flaschengarten sehr gering statt. In kleinen Mengen wird es zu Kondenswasser mit Kohlensäure kommen, die dann Kalk bildet. Allerdings findet dies in sehr kleinen Mengen statt, da das Biosystem vergleichsweise zur Erde sehr klein ist.

Stickstoffkreislauf

Der Stickstoffkreislauf funktioniert im Flaschengarten nur zu einem Teil. Da wir keine natürlichen Wetter Arten, also keine Gewitter, im Flaschengarten haben, fällt hier ein großer Teil des Stickstoffkreislaufes weg. Der Kreislauf kann ausschließlich über die Pflanzen mit Hilfe von Mikroorganismen stattfinden im Flaschengarten.

Ergebnis der Bodenanalyse vom 12.09.2018

Bei der Bodenanalyse gab es trotz Nutzung von Komposterde keine Tiere zu sehen unter dem Mikroskop oder dem Binokular. Insgesamt sollten sich allerdings in der Erde verschiedene Mikroorganismen, sowie kleine Käfer, Spinnen und Würmer oder ähnliche Kleintiere als Konsumenten im Flaschengarten sein. Auffallend war zudem das die Erde ziemlich feucht aussah.

Allgemeines Fazit des Projekt

Der Flaschengarten hat fast vollständig überlebt. Ein Moos ist gestorben und die anderen Moose haben nur leichte Schwierigkeiten. Um dies zu verhindern hätte im Vorfeld ein anderes drittes Moos gewählt werden sollen.

Außerdem war es sehr schwer einzuschätzen wie viel Wasser benötigt wird in dem Behälter. Im Nachhinein war nun klar, dass 100ml zu viel waren und man lieber 60ml oder 50ml hätte nehmen sollen und anschließend dies langsam auffüllen sollte, falls dies zu wenig wäre. Somit habe ich gelernt, dass die Pflanzenauswahl, die Position des Garten und die Wassermenge entscheidend sind für das Überleben des Garten sind.

Trotzdem kann ich am Ende des Projektes sagen, dass es mir Spaß gemacht hat den Garten zu beobachten und anschließend auszuwerten.
Die Messdaten sind öffentlich zugänglich unter: https://grafana.ffslfl.net/dashboard/db/flaschengarten?refresh=1m&orgId=1&from=1536589500000&to=now
Diese werden live alle 15 Minuten upgedatet.

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