Leitfaden zur Photobiologie der Pflanzen

Wellenlängen und ihre Wirkung auf die Kulturen

Die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) umfasst die Wellenlängen von 400 bis 700 nm. Diesen Spektralbereich nutzen Pflanzen für die Photosynthese. Doch nicht alle Wellenlängen wirken gleich auf Wachstum, Wuchsform oder Erntequalität.

Eine Leuchte mit festem Spektrum liefert von der Aussaat bis zur Ernte eine gleichbleibende Lichtzusammensetzung. Mit ihr lassen sich bestimmte Wirkungen auf die Pflanzen reproduzieren, gestützt auf validierte Studien und Tests.

Mit einem professionellen dynamischen Spektrum dagegen lässt sich die Lichtzusammensetzung anpassen, um genaue Ziele zu erreichen: die Streckung der Pflanzen steuern, die natürlichen Abwehrkräfte anregen oder den Sekundärstoffwechsel aktivieren.

Ein dynamisches Spektrum ist jedoch nur dann wirklich sinnvoll, wenn der Hersteller gründliche Versuche durchgeführt hat und Einsatz, Anwendungsbedingungen und erwartete Wirkungen genau erklären kann.

Nicht zu verwechseln mit einem einfachen dynamischen Spektrum, mit dem sich das Licht zwar verändern lässt, dessen Wirkung auf die Pflanze aber mangels Daten, Tests und klarer Empfehlungen des Herstellers nicht beherrscht wird.

PPF (Photosynthetic Photon Flux)

Definition: Der PPF misst die gesamte für die Photosynthese nutzbare Lichtmenge, die eine Leuchte abgibt.

Einheit: µmol/s (Mikromol pro Sekunde)

Formel: Leistung × Photoneneffizienz = PPF
600 W × 2,9 = 1740 µmol/s

Das ist die gesamte Lichtleistung, die Ihre Leuchte abgeben kann, vergleichbar mit den „PS“ eines Motors.

PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density)

Definition: Die PPFD misst die Lichtmenge, die die Pflanzen auf einer bestimmten Fläche erhalten.

Einheit: µmol/m²/s (Mikromol pro m² und Sekunde)

Einfach gesagt: Das ist das Licht, das tatsächlich bei der Pflanze ankommt, abhängig von Abstand und Lichtverteilung.

Beispiel

Eine 600-W-Leuchte mit einer Photoneneffizienz von 2,9 gibt 1740 µmol/s (PPF) ab.

• In 20 cm Abstand zur Leuchte erhalten die Pflanzen mehr als 1000 µmol/m²/s (PPFD)
• In 40 cm Abstand zur Leuchte erhalten die Pflanzen etwa 600 µmol/m²/s (PPFD)

Jedes Mal, wenn sich der Abstand zwischen Leuchte und Pflanzen verdoppelt, sinkt die Lichtintensität (PPFD) auf ein Viertel.

Der Ersatz herkömmlicher NDL-Beleuchtung durch hocheffiziente LEDs ist der unmittelbarste Hebel zur Kostensenkung. Hocheffiziente LED-Chips senken in Kombination mit einem optimierten Design, das eine Montage näher an den Pflanzen erlaubt, den Energieverbrauch um bis zu 60 %, bei gleicher oder sogar höherer PPFD.

Definition: Die Energieeffizienz ist die Fähigkeit einer Leuchte, Strom in Licht umzuwandeln.

Einheit: µmol/J (Mikromol pro Joule)

Je mehr hocheffiziente LED-Chips der neuesten Generation wir einsetzen, desto mehr Licht gibt die Leuchte ab.

Beispiele

Herkömmliche Technologie mit geringer Effizienz
600 W NDL × 2,2 µmol/J = 1320 µmol/s (PPF)

Standard-LED, geringe Effizienz
720 W LED × 2,4 µmol/J = 1728 µmol/s (PPF)

Leistungsstarke LED-Pflanzenbeleuchtung
600 W LED × 2,9 µmol/J = 1740 µmol/s (PPF)

Eine 600-W-LED-Leuchte mit einer Effizienz von 2,9 µmol/J verbraucht rund 20 % weniger Energie, um dieselbe Lichtmenge abzugeben wie eine 720-W-LED-Leuchte mit einer Effizienz von 2,4 µmol/J.

Eine hohe Photoneneffizienz beruht auf LED-Technologien der neuesten Generation mit hochwertigen und daher teureren Komponenten.

Vorsicht bei günstigen Leuchten, die zugleich eine hohe Leistung und eine hohe Effizienz angeben: Mehr Leistung und mehr Effizienz zu geringeren Kosten anzubieten, ist technisch widersprüchlich. Eine rein preisorientierte Strategie führt oft zu geringerer Qualität und Effizienz der LEDs und damit zu einem höheren Energieverbrauch, nur um eine günstigere Leuchte anbieten zu können.

Bei unseren Tests haben wir festgestellt, dass viele Leuchten auf dem Markt ihre tatsächliche Effizienz zu Marketingzwecken überschätzen, teilweise um bis zu 30 % gegenüber den Angaben in den Datenblättern.

Mehrere Warnsignale helfen, solche Produkte zu erkennen: ungewöhnlich niedrige Preise, Handelsmarken, LED-Komponenten, die nicht speziell für den Gartenbau entwickelt wurden, und fehlende dokumentierte agronomische Tests.

Wer in eine hochwertige, getestete und validierte Leuchte investiert, vermeidet Billiglösungen, die oft wenig zuverlässig und unrentabel sind und bis zu 20 bis 30 % mehr Energieverbrauch und Wärmeentwicklung verursachen können, zulasten Ihrer Rentabilität und der Qualität Ihrer Produktion.