Einfluss der Verschmutzung von Reflexionsfolien auf ihr Reflexionsverhalten

Abstract

ZusammenfassungZiel der Untersuchungen war es, den Einfluss einer Verschmutzung von Reflexionsfolien, die zur Verbesserung der Fruchtfarbe eingesetzt werden, hinsichtlich ihres Reflexionsverhaltens zu untersuchen, was sich auf ihre Nutzungsdauer bzw. Wiederverwendbarkeit auswirkt. Dazu wurden zwei Reflexionsfolien, eine silberne Alufolie und eine weiße Polypropylen Gewebefolie (Lumilys™, Beaulieu, Belgien) – wie nach einem Herbststurm – unterschiedlich stark verschmutzt; saubere Folien dienten als Kontrolle.Mit einem Spektrometer der Firma StellarNet (Tampa, FL, USA) wurden die senkrecht nach oben gerichtete (0°) und die diffuse Reflexion (45°) im Wellenlängenbereich 500–850 nm im Labor gemessen. Bei diesen Labormessungen reflektierte die Alufolie senkrecht nach oben („gerichtet“) mehr Licht als Lumilys, aber umgekehrt war die diffuse Reflexion (45°) dieser Gewebefolie höher als bei der Alufolie, d. h. dass die Gewebefolie in alle Richtungen reflektierte. Dagegen reflektierte die verschmutzte Alufolie – senkrecht nach oben gerichtet (0°) – zwar ebenfalls weniger, aber bei 45° (diffus) überraschenderweise viel mehr Licht als die saubere Alufolie. Bei beiden Folien lagen die Reflexionsmaxima bei 625–640 nm, ohne dass die Verschmutzung mit braunem Boden die Reflexionsspektren veränderte.Bei Feldmessungen wurde die Lichtreflexion im sichtbaren Bereich (PAR, 400–700 nm) im August bei einem Sonnenstandswinkel von 49° in Klein-Altendorf (50°N) mit einem tragbaren Lichtsensor TRP‑3 (Fa. PP-Systems, Amesbury, MA, USA) in 50 cm und 1 m Messhöhe an sonnigen und bewölkten Tagen bestimmt. Bei diesen Feldmessungen reflektierten sowohl die weiße Gewebefolie (Lumilys™) als auch die Alufolie beide überraschenderweise bei leichter bis mittlerer Verschmutzung und beiden Reflexionswinkeln (0° und 45°) am stärksten; die Lichtreflexion nahm erst wieder bei der starken Verschmutzung ab. Beide Folien reflektierten mehr Licht als das Gras der Fahrgasse oder offener Boden im Baumstreifen einer Obstanlage.Die Reflexion von UV-B-Strahlen (280–315 nm) wurde parallel mit einem Optometer X1 (Fa. Gigahertz-Optik, Türkenfels, Deutschland) gemessen, weil sie zusammen mit PAR und kalten Temperaturen die rote Farbbildung bzw. Anthozyansynthese der Fruchtschale fördern. Die senkrecht nach oben gerichtete (0°) UV‑B Reflexion der Alufolie überstieg sowohl an wolkenlosen als auch bedeckten Herbsttagen die der Gewebefolie (Lumilys™). Wie erwartet, nahm die direkte (0°) UV-B-Reflexion von Aluminiumfolie mit der Verschmutzung des Bodens bis zu einem gewissen Grad ab, während die Reflexion von Gewebefolien mit der Verschmutzung des Bodens unerwartet zunahm.Die Oberflächenrauheit der Reflexionsfolien wurde – in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad – mit einem Profilometer vom Typ VR-5200 (Fa. Keyence, Osaka, Japan) untersucht. Der aus Falschfarbenbildern abgeleitete Rauheitsindex Sa stieg von 22 µm der sauberen auf 28 µm bei der verschmutzten Gewebefolie Lumilys™, aber von 2 µm bei der sauberen auf 11 µm der verschmutzten Alufolie und erklärte somit den Reflexionsanstieg bei leichter und mittlerer Verschmutzung.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine leichte (2–3 g Boden/m2) und mittlere (4–12 g Boden/m2) Verschmutzung die diffuse Reflexion von PAR (400–700 nm) und UV‑B (280–315 nm) Strahlung der Gewebefolie (Lumilys™) sowie der Alufolie sogar erhöhen kann, sodass z. B. die Gewebefolie auch bei leichter Verschmutzung nochmals verwendet werden kann, während erst die starke Verschmutzung (24–51 g Boden/m2) die Lichtreflexion mindert.