12.04.2018

Maßgeschneidertes Licht

Künstliches Licht im Gewächshaus ist nichts wirklich Neues. Aber noch wird an den Bedürfnissen der Pflanzen oft vorbeigeleuchtet. Doch mit der LED-Technik tauchten neue Stichworte auf: Wellenlängenanpassung beim Aufwachsen, Triggerwellenlängen, durch Licht angeregte Resistenzen… In Brandenburg läuft das Förderprojekt LED4Plants.

Licht ist nicht gleich Licht – für die Pflanzen ist die Wellenlänge entscheidend. Auf dem Gewächshausgemüsebautag in Brandenburg ging es um passgenaue LED-Beleuchtung
Foto: Heinz

 

„Licht in der Pflanzenzucht - Möglichkeiten zur Steigerung der Produktivität und Qualität im Gewächshaus“ hieß der gemeinsame Vortrag von Patrick Herzog (Sales Manager FutureLED) und Dr. Inga Mewis (wissenschaftliche Mitarbeiterin der Lebenswissenschaftlichen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin) auf dem Gewächshausgemüsebautag Brandenburg. Sie vertraten zwei der insgesamt sieben Wissenschafts- und Praxis-Partner, die im Förderprojekt LED4Plants verbunden sind. Dieses zählt zu den vom Land Brandenburg aus dem Fördertopf EIP-AGRI unterstützten Projekten in der Agrarwirtschaft. Ziel ist die Entwicklung von Lichtsystemen für die Gewächshausproduktion und damit die ganzjährige Produktion. Bislang werden im Winter viele der insgesamt 90 ha umfassenden Gewächshäuser in Brandenburg und Berlin aufgrund des kalten Klimas und des Lichtmangels nicht betrieben.

Als erster Referent trat Patrick Herzog ans Rednerpult und stellte seine Firma vor: FutureLED ist eine in Berlin ansässige deutsche Firma. Sie widmet sich der Entwicklung und Herstellung von LED- und LED-basierten Systemen, insbesondere von LED-Lichtquellen und Strahlungsmodulen mit einem Wellenlängenbereich von 280 bis 1700 Nanometer (LED: light-emitting diode/lichtemittierende Diode). Die Produkte basieren auf Halbleiter-Optoelektronik, Thermomanagement sowie Steuer- und Leistungselektronik.

Nicht Helligkeit schlechthin

„Licht ist wie ein Düngemittel oder der CO2-Gehalt steuerbar, um anregen zu können, dass bestimmte Charakteristika der angebauten Pflanzen ausgebildet werden“, startete Herzog seinen Vortrag über die LED-Technologie und deren Vorteile im Pflanzenbau. „Beim LED ist – im Gegensatz zum Licht aus der herkömmlichen Natriumdampf-Hochdrucklampe - das Spektrum steuerbar. Licht, das die Pflanze nicht aufnehmen kann, ist nämlich verschwendete Energie.“ Es geht also nicht um Helligkeit schlechthin, sondern um die mit der Photosynthese verbundenen Bedürfnisse der jeweiligen Pflanzen. Und an denen leuchten herkömmliche Lampen oft einfach vorbei. Mit dem Lumen-Messgerät zu agieren (klassische Lux-Messungen), sei wenig sinnvoll, denn es orientiert sich am menschlichen Auge. Für Pflanzen hingegen ist die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) relevant.

Was weiß man über das „richtige“ Licht für Nutzpflanzen? „Nicht viel, aber Einiges“, so Herzog. „Chlorophyll reagiert vor allem auf die Wellenlängen um Rot und Blau. Eine sich über die Wachstumsphasen verändernde Zusammenstellung wäre günstig. Licht kann den Pflanzen helfen Resistenzen zu bilden. Und: Es gibt sogar Triggerwellenlängen, die beispielsweise die Produktion bestimmter Geschmacksstoffe auslösen.“

Wachstum rund ums Jahr

Zu den Zielen des EIP-Projektes sprach die Pflanzenphysiologin Dr. Inga Mewis. Als allgemeine Problemstellungen, die die ganzjährige Produktion von Zierpflanzen und Kräutern auf Grund der Lichtverhältnisse behindern, nannte sie die hohen Stromkosten durch Zusatzbeleuchtung und die Grenzen der künstlichen Beleuchtung durch Natriumhochdrucklampen. (Zwischenruf: „Solange wir mit dem deutschen Strompreis kalkulieren müssen, brauchen wir über das Geldverdienen durch bessere Beleuchtung nicht nachzudenken!“) Aus einem Mangel an maßgeschneidertem Licht resultieren unter anderem eine erhöhte Krankheitsanfälligkeit (z. B. Falscher Mehltau), eine geringere Akkumulierung wertgebender sekundärer Inhaltsstoffe und nicht zuletzt ein langsamerer Biomassezuwachs.

Nachdem sie die eher trübe Lage in der winterlichen Gewächshausnutzung in Brandenburg beschrieben hatte, warf Mewis einen Blick in die Ferne: Im bayerischen Freising läuft ein Modellprojekt in einem Niedrigenergie-Gewächshaus mit konzeptioneller LED-Pflanzenbelichtung, wo hocheffiziente Vollspektrum-LED-Leuchten „Lichtkonzepte“ verwirklichen; drei französische Tomatenanbaubetriebe wechselten erfolgreich zu 100 % LED; Koppert Cress LED Greenhouse Niederlande produziert auf 10 ha Sprossen von mehr als 30 Kresse-Varietäten mit Hilfe energiesparender, wassergekühlter LEDs.

Das motivierte auch die Brandenburger, sich des Themas intensiv anzunehmen. Die Wissenschaftlerin beschrieb die laufenden Experimente und Forschungsschwerpunkte. So gehe es um die Pflanzenproduktion im Wachstumsregal, wo auf derselben Gewächshaus-Grundfläche eine erhöhte Primärproduktion laufen kann.

Licht an für Nischenprodukte!

Inga Mewis beendete den Vortrag mit einem Ausblick in die Zukunft: „Ziel ist die Verbesserung der Wettbewerbssituation gartenbaulicher Betriebe. Die nächsten Schritte auf diesem Weg sind Energieeinsparung, schnellere Kulturfolge bis hin zur ganzjährigen Produktion, die deutliche Erhöhung der Primärproduktion durch Etagen-Kultivierung und die Erschließung eines hohen Wertschöpfungspotentials bei – teilweise exotischen - Nischenprodukten. Die Projekt-Erfahrungen mit LED-Licht im Gewächshausanbau werden deshalb auf andere kommerziell interessante Kulturarten übertragen. Gleichzeitig fasst das Projekt ins Auge, preiswerte LED-Technologien für spezifische Gewächshauskulturen (modulare und vertikale LED-Lichtsysteme) zu entwickeln, welche dann weltweit vermarktet werden könnten.“

Abschließend trat noch einmal Patrick Herzog ans Rednerpult und präsentierte einige der von seinem Unternehmen angebotene Lampen und Wachstumsregale, unter anderem Phytolumix EVO Rack, Phytolumix Horizon und Lumitronix Air.

Marlis Heinz

 


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