Cannabis-Anbau mit LED (eBook)

Ein Wort zuvor: Licht ins Dunkel der Grow-Licht-Terminologie

Ed Rosenthal und Fohse Lighting

Der Anbau von Cannabis kann kompliziert sein. Obwohl Gartenbauexperten den Prozess auf neun wachstumsbestimmende Parameter vereinfacht haben, ist das Herangehen an jeden einzelnen Parameter immer noch komplex, da sie alle eng miteinander verbunden sind. Die Anbauer müssen die perfekten Werte für Boden/Medium, Nährstoffe, CO2, Wasser, Wurzeltemperatur, Umgebungstemperatur, Luftgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff finden … und dann ist da noch das Licht.

Das Licht wirkt sich auf jeden Aspekt des Wohlbefindens einer Pflanze aus. Wenn sich die Lichtmenge, die eine Pflanze erhält, ändert, müssen auch alle anderen Parameter, die sich auf die Pflanze auswirken, angepasst werden. Bei einer höheren Lichtintensität nehmen die Pflanzen mehr Nährstoffe und Wasser auf, verbrauchen mehr CO2 und betreiben eine schnellere Photosynthese. Wenn das Licht zu warm oder zu kalt ist, wirkt sich das auf die Umgebungstemperatur, die Temperatur im Wurzelbereich, die Bodenfeuchtigkeit und die Luftfeuchtigkeit aus. Möglicherweise muss die Klimaanlage höher eingestellt werden, was wiederum mehr Luft benötigt und die Geschwindigkeit der Luft im Raum verändert. Es ist ein komplexes System, das man nur mit vielen Informationen, reichlich Ausprobieren und etwas Glück wirklich beherrschen kann.

Die Beleuchtung eines Gewächshauses kann sehr kompliziert sein – es gibt genug Fachbegriffe zu diesem Thema, um ein ganzes Glossar zu füllen. Manche Hersteller hoffen, dass du die Fachsprache nicht kennst. Sie überhäufen dich mit Abkürzungen und Daten, um dich glauben zu machen, du würdest ein gutes Geschäft machen. Im Folgenden werfen wir einen Blick auf einige Begriffe rund um die Beleuchtung und bringen etwas Licht in einen Teil der Branche, der bisher im Dunkeln lag.

Vollspektrum, entmystifiziert

Mit den Grundlagen des Lichts bist du vielleicht schon vertraut. Licht besteht aus Photonen, winzigen Teilchen, die auch als Wellen funktionieren. Wir messen Licht, indem wir den als Wellenlänge bezeichneten Abstand von einem Wellenberg zum anderen beobachten. Was wir als Licht wahrnehmen, ist eigentlich nur ein Ausschnitt aus dem gesamten elektromagnetischen Strahlungsspektrum. Das sichtbare Lichtspektrum, also das, was wir sehen können, reicht von einer Wellenlänge von etwa 380 bis etwa 750 Nanometern.

Photosynthetisch aktive Strahlung, PAR (engl. Photosynthetically Active Radiation) ist der Teil des elektromagnetischen Strahlungsspektrums, der für Pflanzen und Algen nützlich ist, um die Photosynthese zu aktivieren. PAR hat einen ähnlichen Bereich wie das sichtbare Spektrum, von etwa 400 bis 700 Nanometern.

Wenn ein Licht als Vollspektrumlicht bezeichnet wird, bedeutet das, dass es Licht in allen Wellenlängen des PAR-Spektrums aussendet, von violett bis rot.

Alle Anbaulampen sollten die Sonne so gut wie möglich nachahmen, denn alle Pflanzen haben sich entwickelt, um im Sonnenlicht zu wachsen. Das beste Spektrum für den Anbau von Pflanzen ist das Spektrum des natürlichen Sonnenlichts. Da das Sonnenlicht jedoch unbeständig und unvorhersehbar ist, ist das beste Spektrum, das wir bekommen können, das Vollspektrum-LED-Grow-Licht.

Aufgrund der Neigung des Planeten und des Winkels, in dem das Sonnenlicht auf die Erde trifft, ändert sich das Verhältnis der Farben im Lichtspektrum je nach Jahreszeit. Höherwertige LED-Scheinwerfer wie der Fohse A3i bieten die Möglichkeit, das Verhältnis der Farben im Spektrum zu verändern, um Jahreszeiten wie Frühling, Sommer und Herbst zu simulieren. Dies löst photomorphogene Reaktionen in der Pflanze aus, die sie dazu bringen können, größer, kürzer oder kräftiger zu werden, früher oder später zu blühen oder ihre aktuelle Größe beizubehalten.

Messung der Effizienz

Jedes Gerät, das zur Erzeugung von Licht für Pflanzen eingesetzt wird, wird daran gemessen, wie effizient es in diesem Bereich Licht erzeugen kann. Daher sind alle Angaben zur Effizienz eines Grow-Lichts für jemanden, der nicht weiß, was PAR ist, völlig nutzlos.

Bei PAR haben verschiedene Farben unterschiedliche Auswirkungen auf die Pflanze. Blaue Photonen hemmen das Zellwachstum, was sich zunächst schlecht anhört, doch bei niedrigen Werten kann es der Pflanze helfen, kräftiger zu werden, bevor sie anfängt zu blühen. Grüne Photonen dringen in die Blätter ein, bringen das Licht durch das Blätterdach zu den tieferen Teilen der Pflanze und spielen eine wichtige Rolle dabei, wie unsere Augen Pflanzen wahrnehmen können. Rote Photonen sind gut für die Photosynthese geeignet, haben aber nicht die Durchdringungsfähigkeit der grünen Photonen. Für Pflanzen ist eine Kombination aus allen Farben notwendig, um einen optimalen Ertrag zu erzielen. Ähnlich wie der Mensch braucht auch eine Pflanze ein breites Spektrum an «Nahrung», um gesund zu sein. Wenn es nur eine Art von Photonen gibt, leiden die Pflanzen darunter.

PPF

Der Photosynthetische Photonenfluss (Photosynthetic Photon Flux, PPF) misst die Anzahl der Photonen im PAR-Bereich, die pro Sekunde von einer Leuchte abgegeben werden. Er wird in μmol/Sekunde gemessen. Grundsätzlich gibt der PPF an, wie viel Licht (Photonen) von einer Leuchte ausgeht.

Es ist wichtig zu wissen, dass der PPF nicht angibt, wie viel Licht eine Pflanze erreicht, sondern nur, wie viel Licht von der Lampe ausgestrahlt wird. Nicht jede Lampe mit demselben PPF bringt das Licht gleich gut auf die Pflanzen. Manche Lampen haben einen geringeren Fokus, sodass sich die Lichtteilchen weitläufig verteilen und an den Wänden verloren gehen. Anhand des PPF einer Grow-Lampe kannst du jedoch abschätzen, wie viele Lampen du brauchst, damit die gewünschte Lichtmenge auf die Pflanzen gelangt.

Photonen, die bei Wellenlängen über 700 nm emittieren, tragen nicht zum PPF bei und werden nicht gemessen, ebenso wenig wie ultraviolette Wellenlängen, also alles unter 400 nm. Eine Lampe kann eine große Menge an ultraviolettem und infrarotem Licht erzeugen, ohne dass dies zum PPF beiträgt.

Um den PPF einer Leuchte zu testen, muss sie in eine Ulbricht-Kugel eingesetzt werden, die an ein hochentwickeltes Gerät angeschlossen ist, das Spektrophotokolorimeter genannt wird. Dieses Gerät testet den PPF, die Spektralverteilung, den Farbwiedergabeindex (Color Rendering Index CRI) und gibt einen Eindruck vom PPF auf der Grundlage einer bestimmten Eingabe. Fohse lässt das Gerät bei 100, 75, 50 und 30 Watt laufen, um festzustellen, wie effizient die Lichtquellen bei verschiedenen Leistungen sind, damit du genau weißt, was du bekommst (die Ulbricht-Kugel, auch bekannt als Integrationskugel, wird in der technischen Optik als Lichtquelle verwendet, um aus gerichteter Strahlung diffuse zu erzeugen bzw. um die Strahlung von stark auseinanderlaufenden Quellen zu sammeln).

PPFD

Die Photosynthetische Photonenflussdichte (Photosynthetic Photon Flux Density, PFFD) ist ein Maß für die Anzahl der Photonen, die zur Pflanze gelangen. Es ist die Anzahl der Photonen innerhalb der PAR-Zone, die pro Sekunde auf eine bestimmte Oberfläche fallen, ausgedrückt in Mikromol Photonen pro Quadratmeter pro Sekunde oder μmol/m2s.

Gemessen wird sie mit einem Radiospektrometer oder PAR-Meter, einem kleinen Gerät, das du unter einer Lampe auf deine Pflanze legst. Das Gerät zeigt genau an, wie viele Photonen auf seinen winzigen Sensor treffen. Wegen der Größe des Sensors ist es wichtig, dass du an vielen Stellen der Pflanze Messungen vornimmst und den Mittelwert eruierst, um einen wirklichen Eindruck von der Gesamt-PFD einer Beleuchtungsanlage zu bekommen.

Um die gewünschte PPFD zu erreichen, können zahlreiche Einstellungen angepasst werden, von der Höhe der Lampe bis zum Abstand der Pflanzen. Einige Hersteller bauen Linsen oder Reflektoren ein, um die PPFD besser zu bündeln. Das kann zu einem niedrigeren PPFD führen. Die Anbauer müssen also abwägen, ob es für ihre Pflanzen besser ist, wenn mehr Photonen direkt auf die Pflanze treffen, oder wenn generell mehr Photonen ausgestrahlt werden.

DLI

Das Tägliche Lichtintegral (Daily Light Integral, DLI) misst die Gesamtmenge an Licht, die eine Pflanze an einem Tag oder in einer «Photoperiode» erhält. Während die PPFD angibt, wie viel Licht pro Sekunde an einer bestimmten Stelle eintrifft, misst der DLI, wie viel Licht insgesamt während des ganzen Tages in dem bezeichneten Bereich empfangen wurde, oder die Anzahl der Mol (nicht Mikromol) an Photonen pro Quadratmeter pro Tag, ausgedrückt als mol/m2d.

Es gibt noch eine andere Möglichkeit, das zu betrachten. Wenn Licht Regen wäre, dann wäre PPF die Regenmenge, die aus einer Wolke kommt, PPFD wäre die Regenmenge, die zu einem bestimmten Zeitpunkt auf den Boden...