Pflanzenwachstumsoptimierung durch LED Beleuchtung

Unter den gegenwärtig am Markt zur Verfügung stehenden Beleuchtungstechnologien stellen lichtemittierende Dioden (LEDs) das effizienteste Leuchtmittel dar. Im Hinblick auf eine Pflanzenwachstumsoptimierung durch LED Beleuchtung in Gewächshäusern weisen LEDs zahlreiche Vorteile auf. LEDs haben ebenso bereits in vielen anderen Einsatzbereichen herkömmliche Leuchtmittel, wie Glüh- und Halogenlampen, substituiert.

Im Vergleich zu anderen Beleuchtungsmitteln überzeugen LEDs durch einen geringeren Energieverbrauch. Gleichzeitig weisen LEDs die höchste Lichtausbeute (Lumen pro Watt) unter den verfügbaren Beleuchtungsmitteln auf. Dieser hoher Wirkungsgrad geht mit einem wesentlich kühler emittierten Licht einher. Dies ermöglicht auch eine Installation von LED Beleuchtungssystemen in unmittelbarer Nähe zu den Pflanzenbeständen.

Die flexible Steuerung und Kontrolle von LED Beleuchtungssystemen wirkt sich ebenfalls positiv auf das Pflanzenwachstum aus.

Darüber hinaus zeichnen sich LEDs durch eine lange Lebensdauer aus.

LED Beleuchtungssysteme ermöglichen ebenso eine individuelle Farbspektrumsabstimmung im Hinblick auf die speziellen Lichtbedürfnisse unterschiedlicher Pflanzenbestände. So ist zum Beispiel eine gezielte Beeinflussung der Morphogenese oder des Blühverhaltens von Pflanzen mit LED Licht unterschiedlicher Wellenlängen möglich.

In diesem Aufsatz stellen wir den Einsatz von LED Beleuchtungssystemen im Rosenanbau näher dar.

Auch im Rosenanbau stellt Licht ein Schlüsselfaktor dar. Sowohl Licht als auch die Photoperiode beeinflussen maßgeblich das Wachstum und die Blütenbildung von Rosen.

Das in Nordeuropa vorherrschende Klima mit überwiegend dunklen Wintertagen ermöglicht nur einen geschützten Rosenanbau in Gewächshäusern. Zusätzlich muss eine erforderliche Assimilationsbelichtung eine ausreichende Menge an Licht bereitstellen. Ansonsten kann keine verstärkte Photosynthese erfolgen. So wären dann weniger Rosentriebe, geringeres Gewicht und ein kleinerer Rosenstiel- und Blütendurchmesser, weniger Rosenblätter sowie eine schlechtere Pigmentierung die Folgen.

Aus diesem Grunde erfordern im Gewächshaus aufgezogene Rosen eine ergänzende Beleuchtung während der dunkleren Wintermonate.

Es ist außerdem von Bedeutung, welche Lichtanteile der Rosenpflanzen zur Verfügung gestellt werden. Förderlich für die Pflanzenentwicklung sind die blauen und roten Wellenlängen, die vom Blattgrün bzw. Chlorophyll in der Pflanze aufgenommen werden.

Zur Zeit kommen im gewerblichen Gartenbau bzw. in Gewächshäusern überwiegend noch Hochdruck-Entladungslampen (engl. high-intensity discharge oder auch HID-Lampen), meist Natriumdampf-Hochdrucklampen, zum Einsatz. Obwohl diese ebenfalls eine hohe Lichtausbeute aufweisen, verfügen sie jedoch über kein optimales Farbspektrum für die erforderliche Photosynthese.

Außerdem weisen HID-Lampen einen höheren Energieverbrauch auf. Sie erzeugen ebenso mehr Strahlungswärme. Die erhöhte Wärmeausstrahlung verursacht dann einen höheren Wasserverbrauch, da die Pflanzen stärker bewässert werden müssen. Ein weiterer Nachteil der HID-Lampen im Vergleich zu LEDs ist ihre kürzere Lebensdauer.

Im Gegensatz zu HID-Lampen kann mittels LEDs eine spezifische Pflanzenwachstumsoptimierung ohne diese Nachteile erreicht werden.

LEDs zeichnen sich also durch hohe Lichtausbeute, geringere Energiekosten, geringe Wärmeentwicklung und lange Lebensdauer aus.

Zunächst erfolgt im Rahmen von Lichtspektrum-Tests eine Analyse der Auswirkungen von LED Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen auf das Höhenwachstum der Rosen.

Es zeigt sich, dass Rosen, die mit roten LED Licht beleuchtet wurden, meistens eine geringere Pflanzenhöhe aufweisen. Dagegen erfolgt ein verstärktes Rosenlängenwachstum mittels blauem LED Licht.

Innerhalb von Temperaturmessungen ergibt sich eine Relation zwischen Gewächshaustemperatur und Rosenknospenbildung:

Eine kühlere Temperatur führt zu einer größeren Knospe. Bei höheren Temperaturen fällt die Knospenbildung kleiner aus.