Mario Sedlak
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Pflanzenzucht mit künstlicher Beleuchtung

Licht-Maßeinheiten für Pflanzen

In beleuchteten Treibhäusern bekommen Pflanzen das zum Wachsen benötigte Licht von Lampen. Die Maßeinheiten Lumen, Lux usw. sind auf die Lichtwahrnehmung durch den Menschen zugeschnitten und für Pflanzen nur näherungsweise passend. Pflanzen können z. B. grünes Licht kaum verwerten. Deswegen sucht man nach Maßen, die genauer wiedergeben, wie viel Licht, das Pflanzen nutzen können, eine Lampe abgibt.

Gängigste Maßeinheiten

Größe englisch Einheit Abk. Beschreibung
  • photosynthetischer Photonenfluss
photosynthetic photon flux (PPF) Mikromol pro Sekunde µmol/s Es werden Photonen (= Lichtteilchen) im Wellenlängenbereich von 400–700 nm gezählt. Das gilt als jenes Spektrum, das für Photosynthese genutzt werden kann. Es ist etwas kleiner als der Bereich des für Menschen sichtbaren Lichts. Wesentlich ist, dass für die Photosynthese die Anzahl der Photonen entscheidend ist und nicht die gesamte empfangene Energiemenge. Rotes Licht ist pro Photon energieärmer als blaues Licht. Deswegen sind rote Lampen für die Beleuchtung von Pflanzen effizienter als blaue.
  • photosynthetische Bestrahlungsstärke
irradiance of photosynthetically active radiation (PAR) Watt pro Quadratmeter W/m2 Passt (wie oben geschrieben) weniger genau, kann aber evtl. leichter gemessen werden.
  • bewerteter Photonenfluss
yield photon flux (YPF) Mikromol pro Sekunde µmol/s Berücksichtigt, dass Licht unterschiedlicher Farben unterschiedlich gut zur Photosynthese nutzbar ist. Jede Wellenlänge wird mit der relativen Quantenausbeute (0–100%) gewichtet. Z. B. zählen hier grüne Photonen nur zu ca. 25%. Es können auch Photonen außerhalb von 400–700 nm mitgezählt werden, sofern sie zur Photosynthese beitragen. Kann je nach Pflanzenart (leicht) unterschiedlich sein.

Ich hätte erwartet, dass der bewertete Photonenfluss das beste Maß ist und bevorzugt verwendet wird. Tatsächlich ist aber der unbewertete photosynthetische Photonenfluss die üblicherweise verwendete Licht-Maßeinheit für Pflanzen.

Nach dem, was ich im Internet so lese, gibt es noch kein klares Verständnis darüber, welches Licht Pflanzen in welchem Ausmaß für die Photosynthese benötigen. Z. B. scheint es davon abzuhängen, ob einzelne Blätter oder ganze Pflanzen gemessen werden oder ob bei wenig oder viel Licht gemessen wird. Außerdem verwenden Pflanzen Licht unterschiedlicher Farben auch für andere Zwecke als zum Stoffaufbau. Daher gibt es wohl (noch) kein allgemein verwendbares "Lumen für Pflanzen".

Abgeleitete Einheiten

Größe englisch Einheit Abk.
  • photosynthetische Photonenflussdichte
photosynthetic photon flux density (PPFD) Mikromol pro Sekunde und Quadratmeter µmol/sm2
  • bewertete Photonenflussdichte
yield photon flux density (YPFD) Mikromol pro Sekunde und Quadratmeter µmol/sm2

Größenordnungen

Für Sonnenlicht gilt:

photosynthetisch aktive Strahlung gesamte Strahlung Beleuchtungsstärke
1 µmol/sm2 = 0,43 W/m2 = 56 lx
1 W/m2 = 2 W/m2 = 260 lx

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