Künstliche Beleuchtung von Pflanzen fördert das Pflanzenwachstum.
Die richtige Beleuchtung setzt nicht nur wunderschöne Akzente in den Abendstunden. Auch einige Pflanzen profitieren, gerade im Winter, von zusätzlichen Lichtquellen. Denn neben Luft, Nährstoffen und Wasser benötigen Pflanzen ausreichend Sonnenlicht. Reicht dies nicht aus, können nicht genügend Nährstoffe gebildet werden. Mit einer künstlichen Lichtquelle lässt sich die Lichtzufuhr der Pflanzen allerdings sicherstellen.
Unterschiedliche Lichtfarben
Um Pflanzen künstlich zu beleuchten, muss das Licht nachgeahmt werden, welches die Pflanze in der Natur nutzt. Das sogenannte weiße Licht (Sonnenlicht) wird vom menschlichen Auge zwar als weiß wahrgenommen, besteht aber aus unterschiedlichen Farben mit verschiedenen Wellenlängen. Mithilfe eines Prismas lässt sich das weiße Licht in blaues Licht im Kurzwellenbereich, in langwelliges rotes Licht und grünes Licht im mittleren Wellenbereich zerlegen.
Das rote und blaue Licht kann von Pflanzen absorbiert werden und das grüne Licht wird dagegen reflektiert. Für ein optimales Wachstum der Pflanzen ist neben der richtigen Beleuchtungsstärke auch das Mischungsverhältnis von rotem und blauem Licht entscheidend. Erhält die Pflanze ein Übermaß an rotem Licht, wächst sie sehr stark und bildet jede Menge instabiler Neuaustriebe. Überwiegt das blaue Licht entwickelt die Pflanze kaum Blüten und wächst nur minimal.
In der Praxis sieht es wie folgt aus: Pflanzen in Vegetationsruhe benötigen zum Überwintern überwiegend blaues Licht und einen geringen Anteil an rotem Licht. Pflanzen, die auch im Winter wachsen und blühen, brauchen einen höheren Anteil an rotem Licht.
von Jan Mehlich CC BY-SA 3.0
Nicht jede Lichtquelle eignet sich für die Pflanzenbeleuchtung
Um die optimalen Wachstumsbedingungen für Pflanzen zu schaffen, hält der Handel eine breite Palette an künstlichen Lichtquellen bereit.
Gasentladungslampen
Gasentladungslampen, auch Leuchtstoffröhren genannt, verfügen über ein breites Farbspektrum und benötigen ein Vorschaltgerät. Zur Pflanzenbeleuchtung eignen sich Standardröhren mit "kaltweißem" Licht, da sie dem Sonnenlicht ähnlich sind. Daneben gibt es im Handel hochwertige Leuchtstoffröhren, deren Wirkungsgrad höher ist. Denn sie liefern bis zu 25 Prozent mehr Licht bei konstanter Stromaufnahme. Weniger geeignet sind Leuchtstoffröhren mit sogenanntem "warmweißem" Licht, da sie zu viel rotes Licht liefern.
Natriumdampflampen
Sogenannte Natriumdampflampen erzielen eine hohe Lichtausbeute und werden als künstliche Lichtquellen effizient eingesetzt. Besonders um die Pflanze in der Blütephase zu beleuchten. Sie benötigen wie die Leuchtstoffröhren ein Vorschaltgerät.
Metallhalogendampflampen
Metallhalogendampflampen bedürfen ebenso eines Vorschaltgeräts und sind durchaus ein vollwertiger Ersatz für die Sonne. Ihr Lichtspektrum liegt im blauen und weißen Bereich, wodurch sie Pflanzen effektiv als zusätzliche Lichtquelle in den Wintermonaten dienen. Da sie kein rotes und gelbes Licht liefern, können Metallhalogenlampen auch in der Wachstumsphase bei Pflanzen eingesetzt werden.
LED-Lampen
In den letzten Jahren konnten sich auch LED-Lampen als Pflanzenbeleuchtung im Außenbereich etablieren. Aufgrund einer hohen Absorption, können mit LEDs sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Zudem arbeiten sie sehr effektiv und verbrauchen nur wenig Strom. LED-Lampen haben zusätzlich den großen Vorteil, dass sie fast jede Lichtfarbe im Farbspektrum präzise abgeben können.
Glühlampen
Letztlich sei erwähnt, dass Glühlampen generell ungeeignet sind. Zum einen ist der Wirkungsgrad sehr gering und zum anderen bedienen sie kaum den blau-violetten Lichtbereich.
Dauer und Intensität der Beleuchtung
Pflanzen, die keinen Winterschlaf halten, stammen aus tropischen oder subtropischen Gebieten. Solche Pflanzen sollten während der lichtschwachen Wintermonate ungefähr neun Stunden bei einer Lichtstärke von mindestens 700 Lux beleuchtet werden.
Vielleicht haben Sie schon einmal von der Wichtigkeit von blauen und roten Wellenlängen im Rahmen der Photosynthese gehört. Im Hinblick auf die Verwendung dieser beiden Farben in LED Pflanzenbeleuchtung wird viel Wahrheit mit Irrtum vermengt. Zuerst ist daher wichtig zu wissen, dass alle sichtbaren Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums von den Pflanzen verwertet werden. Befassen wir uns aber zuerst mit dem blauen und roten Licht, und deren Effekte auf die Pflanzen.
Die Chlorophylle A & B tragen in den Photosystemen I & II zum photosynthetischen Prozess bei, indem Sie spezifische Wellenlängen des Lichtes absorbieren. Chlorophyll A absorbiert die violett-blau und blauen Wellenlängen (zwischen 390-450nm; Spitze bei 420nm) und Orange bis Infrarot (600-700nm; Spitze bei 680nm). Chlorophyll B wiederum absorbiert violett-blauen bis grünen Wellenlängen (390-500nm; Spitze bei 480nm) und gelbe bis rote Wellenlängen (600nm-680nm; Spitze bei 630nm). Pflanzen nutzen dennoch grüne und gelbe Wellenlängen, da existierende Photopigmente grüne oder gelbe Wellenlängen (500-600nm) absorbieren.
Blaues Licht
Blaues Licht bringt nicht nur einen grossen Beitrag zur Photosynthese mittels der Chlorophylle - es beinflusst die Pflanzen auch auf andere Weise. Eine hohe Konzentration an blauem Licht ist in der Natur in der Regel zur Mittagszeit am höchsten, wenn die Sonne vertikal zur Erde steht. In der Regel geschieht dies zu einer Jahreszeit mit Spitzenintensitäten und Hitze, daher bewirkt in vielen Pflanzen eine hohe Intensität von blauem Licht eine Abschirmung: die Chlorophylle migrieren zum Boden der Zelle, um sich von den blauen Wellenlängen zu schützen. Auf der anderen Seite aber absorbiert die Phytochemikalie Cryptochrom das blaue Spektrum, welches für die Funktion des Phototropismus (Wachstum zur Richtung des Lichts) sowie für die Einleitung des zirkadianen Rhythmus (in Kombination mit Phytochrom und der Lichtperiode ) zuständig ist. Interessanterweise reduziert starkes blaues Licht die Abstände der Internodien in Pflanzen und bewirkt, dass sie kompakt und buschig wachsen - die Pflanzen verschwenden keine Energie auf die Bildung der Stiellänge, die in blau-dominanter Sonne überflüssig wäre. Viele Züchter verwenden blaues Licht, um die Pflanzen kompakt und unter Kontrolle zu halten. Zusätzlich steigt mit der intensität von blauem Licht die Anzahl der Stomata, und steigert möglicherweise die Photosyntheseraten noch weiter.
Das Carotin ist ein antioxidatives oranges Pigment, welches in Möhren und viele orangefarbenen Früchten und Gemüsesorten für das Vitamin A verantwortlich ist. Carotinoide werden durch blaues Licht angeregt, welches durch sogenannte Emittanz orange und rote Wellenlängen produziert.
Auf ähnliche Weise werden viele Flavonoide in der Pflanze von blauen Wellenlängen (und anderen) hergestellt. Flavonoide helfen der Pflanze schädliches UV-Licht zu filtern, produzieren Farbe für die Anziehung bestäubender Insekten und sind massgebend beteiligt an der Stickstoff-Fixierung, dem Immunsystem und den Zellfunktion der Pflanze. Anthocyane und Flavonoide sind stark abhängig von blauem Licht, die durch sogenannte Phototropine im Rahmen der Biosynthese hergestellt werden.
Lycopene sind weitere, mit Blaulicht erzeugte Pflanzenstoffe und haben grossen gesundheitlichen Mehrwert für den Menschen. Tomaten, die mit einem hohen Blauanteil beleuchtet wurden, hatten deutlich höhere Lycopin-Konzentrationen, als unter der Kontrollgruppe mit "normalem" Blauanteil.
Blaues Licht, im Ergebnis:
- Lässt Pflanzen buschiger und kompakter wachsen, mit verkürzten Internodien-Abständen
- Kann die Gesamt-Photosyntheserate der Pflanze bei zu hoher Konzentration - durch den Abschirm-Effekt der Chloroplasten - abschwächen
- Produziert gesündere und nährstoffreichere Pflanzen
- Hilft bei der "Einstellung" des zirkadianen Rhythmus
Rotes Licht
Rotes Licht ist der zweite wichtige Treiber in der Photosynthese, und im Vergleich zu blauem Licht produziert es ebenso einzigartige Ergebnisse in der Formgebung der Pflanze. Rotes Licht ist am meisten vorhanden, wenn die Sonne tief am Himmel steht; morgens, abends und insbesondere im Winter - wenn die Sonne weiter entfernt ist. Können Sie sich vorstellen, dass Pflanzen aufgrund der Menge an rotem Licht genau wissen wird, welche Uhrzeit es ist? Und Sie haben Recht, denn Phytochrome sind Phytochemikalien, die sorgfältig rotes und infrarotes Licht beobachten. Besonders aufgrund der Balance zwischen Rot und Infrarot macht die Pflanze viele Entscheidungen, wie die Elongation (Verlängerung) der Stämme, der Einleitung der Blütephase, dem Reifen von Knospen. Rot, wie auch Blau trägt zur Bestimmung des zirkadianen Rhythmus bei. Weitere Informationen über die Phytochrome und deren Verwendung finden Sie in unserem Artikel ‘Phytochrom-Manipulation.
Rotes Licht ist ganz besonders, da es Pflanzen einen immensen Wachstumschub gibt - jedoch ohne die limitierende Wirkung von blauem Licht, welches die Chloroplasten zum Verstecken zwingt, um von der blau-intensiven Mittags-Sonne zu schützen. Rote Wellenlängen sind sehr effizient darin, schnelle Wachstumsraten und grosse Pflanzen zu produzieren.
Fazit
excite Pflanzenlampen besitzen mehrere Spektralkanäle, die es erlauben das Spektrum zu steuern. Ob das Licht eine hohe Konzentration Blau emittert (GROW), aus roten Wellenlängen dominiert ist (BLOOM) or ein "gesundes" volles Spektrum (GROW & BLOOM). Dafür geben wir Ihnen folgende kurze Leitlinie mit auf dem Weg:
- Für kompakte und buschige Pflanzen wird mit GROW beleuchtet.
- Für grosse Pflanzen wird mit BLOOM beleuchtet.
- Die Beleuchtung mit beiden Kanälen (GROW & BLOOM) erzeugt beschleunigtes und gesundes Wachstum, allerdings lässt das rot-dominante BLOOM Pflanzen am meisten in die Höhe wachsen.
- Wenn der höchstmögliche Anteil an Nährstoffen und Antioxidantien gewünscht ist, sollte GROW immer eingeschaltet sein.