Serie: Anbau-Wissenschaft – Artikel 12
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Kategorie: Indoor-Anbau / Beleuchtungstechnologie
Einleitung
Qualitaet und Menge der Photosynthese sind entscheidende Faktoren fuer Ertrag und Cannabinoid-Profil beim Cannabis-Anbau. Dieser Artikel behandelt alle Aspekte der modernen Beleuchtungswissenschaft – von der Entwicklung der PAR-Definition bis hin zum LED-Vergleich. Saemtliche Daten basieren auf begutachteter Forschung.
1. PAR vs. ePAR – Neudefinition der photosynthetisch aktiven Strahlung
Traditionelle PAR (400–700 nm)
Die von McCree (1972) definierte traditionelle PAR-Grenze umfasst 400–700 nm. Die McCree-Kurve zeigt zwei Maxima:
- Rotes Maximum: ~630 nm
- Blaues Maximum: ~440 nm
Erweiterte PAR – ePAR (380–760 nm)
Zhen und Bugbee (2020–2022) schlugen das ePAR-Konzept vor. Die Erweiterung auf 380–760 nm schliesst Fernrot (Far-Red) und UV-A ein.
| Kriterium | Traditionelle PAR | ePAR |
|---|---|---|
| Wellenlaengenbereich | 400–700 nm | 380–760 nm |
| Definitionsjahr | 1972 | 2020 |
| UV-A eingeschlossen | Nein | Ja |
| Fernrot eingeschlossen | Nein | Ja |
| Synergieeffekt | Nicht beruecksichtigt | Beruecksichtigt |
Fernrot-Synergieeffekt
Fernrotes Licht (700–780 nm) ist allein wenig effizient fuer die Photosynthese. In Kombination mit Rotlicht tritt jedoch der Emerson-Verstaerkungseffekt (Emerson Enhancement Effect) auf, wodurch die Photosyntheserate ueber die Summe der Einzelwirkungen hinaus steigt.
2. PPFD-Messung
Die photosynthetische Photonenfluss-Dichte (PPFD) gibt die Anzahl der Photonen an, die das Blattdach erreichen.
| Faktor | Richtlinie |
|---|---|
| Sensorposition | Blattdach-Hoehe, horizontal |
| Messraster | Mindestens 9 Punkte |
| Einheit | micromol/m2/s – NICHT Lux |
| Sensortyp | Quantensensor |
Gleichmaessigkeit (Uniformity)
Gleichmaessigkeit = minimale PPFD / maximale PPFD
| Gleichmaessigkeit | Bewertung |
|---|---|
| < 0,65 | Schlecht – Hotspots und Schatten |
| 0,65–0,74 | Durchschnittlich |
| 0,75–0,90 | Gut – empfohlener Bereich |
| > 0,90 | Ausgezeichnet |
Hinweis: Lux basiert auf der menschlichen Sehempfindlichkeit und ist fuer die Messung der Pflanzen-Photosynthese ungeeignet. Verwenden Sie stets micromol/m2/s.
3. DLI nach Wachstumsphase
DLI-Berechnungsformel
DLI (mol/m2/Tag) = PPFD x Belichtungsdauer (Sekunden) / 1.000.000
DLI = PPFD x Stunden x 3600 / 1.000.000
Empfehlungen nach Phase
| Phase | DLI (mol/m2/Tag) | PPFD (micromol/m2/s) | Lichtzyklus |
|---|---|---|---|
| Keimling | 12–20 | 100–300 | 18 h |
| Fruehe Vegetationsphase | 18–25 | 200–400 | 18 h |
| Spaete Vegetationsphase | 25–35 | 400–600 | 18 h |
| Fruehe Bluete | 25–35 | 600–800 | 12 h |
| Volle Bluete | 35–50 | 800–1.000 | 12 h |
| Bluete + CO2 | 45–65 | 1.000–1.500 | 12 h |
Kernpunkt: Ohne CO2-Ergaenzung fuehrt eine PPFD ueber 1.000 micromol/m2/s zur Lichtsaettigung und verringert die Effizienz.
4. Blaues Licht (400–500 nm)
Morphologische Wirkung
Laut Rodriguez-Morrison et al. (2025) bewirkt eine Erhoehung des Blaulichtanteils:
| Indikator | Veraenderung |
|---|---|
| Stengel-Biomasse | +15,1 % |
| Blatt-Biomasse | +13,7 % |
| Stengeldurchmesser | +10,2 % |
Pflanzenmorphologie
- Verkuerzte Internodien-Abstaende – kompaktere, buschigere Pflanzen
- Aktivierung von Cryptochrom und Phototropin
- Erhoehte Stomata-Oeffnung – verbesserter Gasaustausch
Cannabinoid-Konzentration
| Indikator | Blaulicht-Effekt |
|---|---|
| THC-Konzentration (%) | Hoechste |
| Gesamt-THC pro Pflanze | Niedrigste |
| Empfohlener Anteil (Bluete) | 4–10 % |
Interpretation: Blaues Licht erhoet die THC-Konzentration, doch die kompaktere Pflanzenform fuehrt zu einer geringeren Gesamtproduktion pro Pflanze. In der Bluetephase sind 4–10 % optimal.
5. Rotes Licht (600–700 nm)
Quanteneffizienz
Rote Photonen weisen eine 25 % hoehere Quanteneffizienz auf als blaue Photonen (Terashima et al., 2009). Der Grund: Die Energie roter Photonen wird effizienter an das Reaktionszentrum der Photosynthese uebertragen.
Doppelpeak-Strategie
| Konfiguration | Wirkung |
|---|---|
| 660 nm einzeln | Basis-Effizienz |
| 640 + 660 nm dual | Besser als 660 nm einzeln |
Phytochrom-Bluehmechanismus
- Pfr (aktive Form): Umgewandelt durch Rotlicht (660 nm)
- Pr (inaktive Form): Umgewandelt durch Fernrot (730 nm)
- Das Pfr/Pr-Verhaeltnis steuert das Bluehsignal
6. Fernrotes Licht (700–780 nm)
Forschungsergebnisse von Peterswald et al. (2025) in Scientific Reports:
| Behandlung | Beschreibung | Ergebnis |
|---|---|---|
| 12L Kontrolle | 12 h Standardlicht | 0,25 g/Pflanze |
| 10L_2D | 10 h + 2 h FR-Dunkelheit | 0,43 g/Pflanze (+70 %) |
| 12L_2_2D | 12 h + 4 h FR | Verzoegert |
Kernmechanismus
- Fernrot ahmt das Sonnenuntergangs-Signal nach und beschleunigt die Pfr-zu-Pr-Umwandlung
- Das 10L_2D-Protokoll spart Nachtzeit und foerdert gleichzeitig die Bluete
- Ueberschuessiges Fernrot (12L_2_2D) laesst die Pflanze weiterhin “Tag” wahrnehmen, was die Bluete verzoegert
7. UV-Licht
UV-A-Wirkung (Westmoreland et al., 2021)
Cannabinoid-Veraenderungen bei UV-A-Ergaenzung (395 nm):
| Cannabinoid | Veraenderung |
|---|---|
| CBD | +44,1 % |
| CBG | +91,8 % |
Empfohlenes Protokoll
| Kriterium | Empfehlung |
|---|---|
| UVA:UVB-Verhaeltnis | 99:1 |
| Bestrahlungsstaerke | 1,8 W/m2 |
| Taegliche Dauer | 3–4 Stunden |
| Anwendungszeitpunkt | Spaete Bluetephase |
Warnung: UV-B kann DNA-Schaeden verursachen. Schutzausruestung fuer Mitarbeiter (Schutzbrille, Handschuhe) ist obligatorisch.
8. Gruenes Licht (500–600 nm)
Verbreiteter Irrtum vs. Realitaet
| Kriterium | Irrtum | Realitaet |
|---|---|---|
| Absorptionsrate | 5–10 % | Ueber 70 % |
| Photosynthese-Beitrag | Keiner | Vorhanden – besonders bei hoher PPFD |
Rolle bei hoher PPFD
Laut Terashima et al. (2009) kann die Zugabe von gruenem Licht bei hoher PPFD effizienter sein als die Zugabe von Rot+Blau. Der Grund: Gruenes Licht dringt in tiefere Blattdach-Schichten ein und foerdert die Photosynthese der unteren Blaetter.
9. Lichtzyklus und Dunkelperioden-Kontamination
Lichtquellen-Sicherheit waehrend der Dunkelperiode
| Quelle | Intensitaet (micromol/m2/s) | Sicher? |
|---|---|---|
| Mondlicht | ~0,002 | Sicher |
| Schwellenwert | < 0,05 | Sicher |
| Verzoegerungsrisiko | 0,1 | Gefaehrlich |
Wichtige Hinweise
- Lichtleckagen ueber 0,1 micromol/m2/s waehrend der Dunkelperiode koennen die Bluete verzoegern
- Alle Lichtleckagen im Anbauraum (Tuerspalten, Timer-LEDs usw.) muessen blockiert werden
- Auch die Verwendung gruener Sicherheitsleuchten bei Arbeiten in der Dunkelperiode sollte minimiert werden
10. LED-Beleuchtungsvergleich
Wichtige Produkte im Vergleich
| Leuchte | micromol/J | PPF (micromol/s) | Leistungsaufnahme |
|---|---|---|---|
| Fluence VYPR 4 R8 @400V | 3,6 | 2.660 | 800 W |
| HLG Scorpion Diablo | 3,2 | 2.130 | ~665 W |
| Gavita Pro RS 2400e | 3,2 | ~2.400 | ~750 W |
Effizienzklassen-Standards
| Klasse | micromol/J |
|---|---|
| Mindeststandard | 2,5 |
| Gut | 2,8 |
| Premium | 3,0+ |
| Spitzenklasse | 3,3–3,6 |
Kauftipp: Ueberpruefen Sie micromol/J anhand unabhaengiger Testergebnisse. Herstellerangaben koennen 10–15 % ueber den tatsaechlichen Werten liegen.
11. Gesamtempfehlungen
| Faktor | Empfehlung |
|---|---|
| Beleuchtungstyp | Breitspektrum-LED >= 2,8 micromol/J |
| PPFD Vegetationsphase | 400–600 micromol/m2/s (18 h) |
| PPFD Bluetephase | 800–1.000 micromol/m2/s (12 h) |
| DLI Bluetephase | 40–50 mol/m2/Tag |
| Blaulichtanteil | 4–10 % |
| UV-A | 1,8 W/m2, UVA:UVB 99:1, 3–4 h |
| Lichtleckage Dunkelphase | < 0,05 micromol/m2/s |
| CO2-Ergaenzung | 1.000–1.500 ppm (bei hoher PPFD) |
Haftungsausschluss
Dieser Artikel dient ausschliesslich Bildungs- und Forschungszwecken. Der Cannabis-Anbau in Thailand wird durch das Gesetz ueber kontrollierte Heilkraeuter 2025 (Controlled Herbs Act 2025) und die Ministerialverordnung B.E. 2569 (in Kraft seit April 2026) reguliert. Anbauer muessen ueber eine gueltige Lizenz verfuegen.
Literaturverzeichnis
- Zhen S, Bugbee B (2020). Substituting Far-Red for Traditionally Defined Photosynthetic Photons Results in Equal Canopy Quantum Yield for CO2 Fixation and Increased Photon Capture During Long-Term Studies. Frontiers in Plant Science.
- Rodriguez-Morrison V et al. (2025). The influence of light spectrum on morphology, cannabinoids, and terpenes in Cannabis sativa L. Scientific Reports.
- Westmoreland FM et al. (2021). Cannabis lighting: Decreasing blue photon fraction increases yield but efficacy is more important for cost effective production of cannabinoids. PLOS ONE.
- Peterswald TJ et al. (2025). Manipulating photoperiod and light intensity to increase cannabis floral biomass yield. Scientific Reports 15:17435.
- Chandra S et al. (2008). Photosynthetic response of Cannabis sativa L. to variations in photosynthetic photon flux densities, temperature and CO2 conditions. Physiology and Molecular Biology of Plants.
- McCree KJ (1972). The action spectrum, absorptance and quantum yield of photosynthesis in crop plants. Agricultural Meteorology.
- Terashima I et al. (2009). Green light drives leaf photosynthesis more efficiently than red light in strong white light. Plant and Cell Physiology.
- Viet Growers Community (2015). Viet Grower Handbook.
Dieser Artikel wurde in der Asiannabis Community veroeffentlicht. Nur fuer Bildungszwecke verwenden.
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