LED-Pflanzenlampen spielen eine entscheidende Rolle für den Erfolg von Indoor-Anbauanlagen. Die Messung der Raumtemperatur ist zwar wichtig, gibt aber kein vollständiges Bild der Pflanzenvitalität. Daher ist die Überwachung der Blattoberflächentemperatur (LST) so vorteilhaft. Die LST liefert Anbauern wertvolle Erkenntnisse darüber, wie Pflanzen auf ihre Umgebung reagieren. Durch die Überwachung der LST können Anbauer präzise Anpassungen vornehmen, um die Bedingungen zu optimieren und so höchste und gesunde Erträge zu erzielen.

Es ist zu beachten, dass die Blattoberflächentemperatur nicht der Umgebungslufttemperatur entspricht. Die Lufttemperatur beeinflusst zwar die Blattoberflächentemperatur im Anbauraum, ist aber nicht der einzige Faktor, der die Blattoberflächentemperatur beeinflusst.

 

Warum ist die Blattoberflächentemperatur wichtig (kurzgefasst)?

Zu hohe Raumtemperaturen stressen Pflanzen, während zu niedrige Temperaturen ihr Wachstum hemmen. Für maximale Erträge ist die optimale Umgebungstemperatur entscheidend. Es gibt zudem verschiedene optimale Temperaturbereiche (LST), die das Wachstum sekundärer Pflanzenstoffe wie Cannabinoide, Terpene, Sterole, Flavonoide und anderer maximieren. Daher ist es wichtig, den Zweck des Anbaus bei der Messung der LST zu berücksichtigen.

Was beeinflusst die Blattoberflächentemperatur?

• Pflanzenart/Variante
• Umgebungslufttemperatur
• Luftfeuchtigkeit
• Lichtspektrum

 

Es ist erwiesen, dass ertragsoptimierende LED-Pflanzenbeleuchtungssysteme die Umgebungslufttemperatur in Gewächshäusern positiv beeinflussen.

 

Was ist die ideale Blattoberflächentemperatur?

Hintergrund

Die Stoffwechselreaktionen, die eine Pflanze am Leben erhalten, laufen jeweils in einem anderen optimalen Temperaturbereich ab. Die Photosynthese ist der wichtigste dieser Stoffwechselprozesse, da sie für das Überleben der Pflanze unerlässlich ist. Der optimale Temperaturbereich hängt davon ab, welcher Prozess gefördert werden soll.

Die ideale Temperatur unterliegt beispielsweise folgenden Faktoren:

• Pflanzenart/Sorte
• Allgemeine Umweltbedingungen
• Zweck des Anbaus (Harze, Pigmente, angereicherte Flavonoide usw.)

Generell sollten sich Anbauer an folgende Richtlinien halten:

• Die Blattoberflächentemperatur der meisten Cannabispflanzen sollte zwischen 72 und 86 Grad liegen.
• Die LST variiert je nach dem natürlichen Klima der jeweiligen Sorte. Beispielsweise vertragen Pflanzen, die sich in kühleren Klimazonen entwickelt haben, im Allgemeinen auch kühlere Temperaturen, und dasselbe gilt für solche, die sich in gemäßigten Klimazonen entwickelt haben.
• CO2 erhöht im Allgemeinen die ideale Temperatur für die Photosynthese.

Fazit

Die LST hängt von der Pflanzenart/-variante und der CO2-Konzentration ab. In jedem Anbauraum kann man durch Ausprobieren den idealen LST-Bereich ermitteln.

 

Was beeinflusst die Blattoberflächentemperatur?

Ein genauerer Blick auf die Faktoren, die die LST beeinflussen:

• Umgebungslufttemperatur
• Relative Luftfeuchtigkeit
• Blattphysiologie und Pigmentierung
• Genetische/metabolische Unterschiede
• Das gesamte Lichtspektrum beeinflusst die LST.

 

Blattoberflächentemperatur und Dampfdruckdefizit

Die Lufttemperatur bildet die Grundlage für die Blatttemperatur; sie erwärmt die Blätter, die kälter als die Luft sind, und kühlt die Blätter ab, die wärmer als die Luft sind.

Blätter kühlen sich typischerweise durch Verdunstung von Wasser über ihre Spaltöffnungen (ein Prozess namens Transpiration) – ähnlich wie Schweiß durch Poren fließt, um den Körper zu kühlen. Die Effizienz der Transpiration wird durch das Dampfdruckdefizit (VPD) bestimmt, welches das Verhältnis zwischen der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft und der relativen Luftfeuchtigkeit im Blatt beschreibt. Eine höhere relative Luftfeuchtigkeit erhöht in der Regel die Blattoberflächentemperatur, da sie die Verdunstungskühlung verringert. Auch das Lichtspektrum, das auf das Blatt trifft, beeinflusst die Blattoberflächentemperatur.

 

Blaues und rotes Licht am nützlichsten für die Photosynthese

Umfangreiche Forschungen haben gezeigt, dass Chlorophyll, der Hauptwirkstoff der Photosynthese, blaues und rotes Licht am effizientesten nutzt. Das bedeutet nicht, dass grünes oder gelbes Licht unbrauchbar ist, sondern dass Pflanzen dieses Farbspektrum weniger effizient nutzen. Durch die Optimierung des Lichtspektrums, beispielsweise durch die Verwendung von Licht mit einem hohen Anteil an blauem und rotem Licht, wird die Photosynthese gesteigert und gleichzeitig die Blatttemperatur gesenkt.

 

Die Effizienz des Lichtspektrums misst indirekt die LST.

Ein weniger effizientes Lichtspektrum führt tendenziell zu einer stärkeren Erwärmung des Blattes, während ein effizienteres Lichtspektrum das Blatt kühler hält – weil mehr Lichtenergie in für die Pflanze nutzbare Energie anstatt in Wärme umgewandelt wird.

Für Pflanzen optimierte Lichtspektren erfordern daher eine höhere Umgebungstemperatur, um die Lichtoberflächentemperatur im idealen Bereich zu halten, als nicht optimierte Spektren. Da die Wärmeregulierung in Indoor-Gärten mit künstlicher Beleuchtung generell ein wichtiges Thema ist, können diese höheren Umgebungstemperaturen zu erheblichen Einsparungen führen.

 

Wie man die Blattoberflächentemperatur misst

Es gibt viele Messgeräte (Sonden, Infrarotthermometer), die eine genaue Messung der Blattoberflächentemperatur an einem einzelnen Punkt ermöglichen.

Das Problem? Die Temperatur kann auf dem Blatt stark variieren, je nachdem, welche Bereiche des Blattes dem Licht vollständig ausgesetzt sind oder im Schatten liegen.

Lösung: Eine nach vorne gerichtete Infrarotkamera (FLIR) ermöglicht eine genauere Darstellung der Blattoberflächentemperatur und der Lichtausbeute.

Hinweis für Anbauer: Messen Sie die Spitze, die Mitte UND den unteren Teil der Pflanze. Dies gibt Ihnen einen vollständigen Überblick über den Zustand Ihrer Pflanzen und zeigt Ihnen, wo Sie Änderungen vornehmen müssen.

 

Wie Pflanzenlampen zur Optimierung der LSF eingesetzt werden können

Die verschiedenen Arten von Pflanzenlampen erzeugen unterschiedliche Lichtspektren. LED-Pflanzenlampen unterscheiden sich deutlich von anderen elektrischen Pflanzenlampen, da ihr Lichtspektrum bestimmte Wellenlängen bzw. Farben gegenüber anderen optimiert und so das für Pflanzen nutzbare Licht verbessert.

Im Vergleich dazu erzeugen andere Lichtquellen einen Großteil ihres Lichts als unbeabsichtigtes Nebenprodukt ihres Betriebssystems, was zu Energieverschwendung und Erwärmung der Pflanzen führt. Auch LED-Pflanzenlampen ohne optimiertes Lichtspektrum erzeugen Energieverschwendung und erwärmen die Pflanzen.

In bestimmten Fällen kann ein LED-Ertragsoptimierungsspektrum Umgebungstemperaturen erfordern, die bis zu 10 Grad höher liegen, um die Lichtstromdichte (LST) im idealen Bereich für einen maximalen Ertrag zu halten.

 

HPS erzeugt mehr Infrarotlicht und weniger Blau- und Rotlicht.

Hochdruck-Natriumdampflampen (HPS) wandeln einen Großteil der aufgenommenen Energie in nicht sichtbares Infrarotlicht (IR) im Bereich von 810–830 nm um. Dieses IR-Licht ist aufgrund der erzeugten Wärme für Menschen (und Pflanzen) wahrnehmbar, enthält aber nicht genügend Energie für die Photosynthese.

Darüber hinaus erzeugen HPS-Lampen hauptsächlich gelbes Licht, das in Bezug auf die Energie zwischen blauem und rotem Licht liegt.

 

Optimierung des Wachstums unter LED-Pflanzenlampen

Beim Anbau unter LED-Lampen mit einem rot- und blau-dominanten, pflanzenoptimierten Spektrum führt der Mangel an überschüssigem Infrarotlicht und anderem direkt nutzbarem Licht dazu, dass die Blätter kühler bleiben. Das bedeutet, dass die Umgebungslufttemperatur deutlich höher sein muss als bei der gleichen Pflanze, die unter einer anderen (natürlichen oder elektrischen) Beleuchtung angebaut wird, die nicht für das Pflanzenwachstum optimiert ist.

LED-Lampen mit einem hohen Anteil an „weißen“ LEDs erzeugen hauptsächlich grünes und gelbes Licht. Dieses Lichtspektrum erwärmt die Blätter stärker als rotes und blaues Licht. Da dem weißen Licht jedoch die Infrarotstrahlung über 800 nm fehlt, die die meisten HID-Lampen aufweisen, muss die Umgebungslufttemperatur möglicherweise noch etwas höher sein, um die optimale Blattoberflächentemperatur (LST) zu erreichen.

Beim Wechsel von HID- auf LED-Lampen muss die Raumtemperatur bei weißen LEDs leicht erhöht werden, bei pflanzenoptimierten Lichtlampen jedoch deutlich stärker. Wird die Raumtemperatur nicht an die veränderte Lichtverteilung angepasst, wird das Pflanzenwachstum beeinträchtigt.

 

Wie schneiden LED-Pflanzenlampen im Vergleich zu anderen Pflanzenlampentypen ab?

Auch bei der Verwendung von LED-Pflanzenlampen mit optimiertem Lichtspektrum muss die Umgebungslufttemperatur im Vergleich zu anderen Beleuchtungsarten höher gehalten werden, um die gleiche Stoffwechselrate zu erreichen.

Es ist außerdem zu beachten, dass bei Tests von LED-Lampen im Vergleich zu anderen Lampentypen, wie z. B. HPS-Lampen, die Blattoberflächentemperatur unter jeder Lampe konstant gehalten werden muss, um identische Stoffwechselraten zu gewährleisten – die Umgebungslufttemperatur einmal ausgenommen. Denn bei Pflanzen, die unter MH- und HPS-Lampen wachsen, unterscheidet sich die Blattoberflächentemperatur enorm.

 

LEDs fördern Energieeinsparungen

Der Betrieb eines wärmeren Indoor-Anbausystems, wie es für spektrumoptimierte LED-Pflanzenlampen erforderlich ist, kann zu einer erheblichen Reduzierung der Kosten für Kühlsysteme wie Belüftung oder Klimaanlage führen.

Reduzierter Bedarf an CO2-Zufuhr

Bei Verwendung spektrumoptimierter LED-Pflanzenlampen reduziert sich der Kühlbedarf, wodurch auch der Bedarf an CO₂-Zufuhr sinkt. Im Vergleich dazu benötigt ein Anbauraum ein Kühlsystem, beispielsweise eine Belüftung, was zu CO₂-Verlusten führt.

Die LED-Technologie ermöglicht die vollständige Kontrolle über das Lichtspektrum, was bei gleicher Umgebungstemperatur zu kühleren Blättern für Ihre Pflanzen führt.

 

Abschluss

Der Einsatz spektral optimierter LED-Pflanzenlampen vereinfacht die Erreichung der idealen Blattoberflächentemperatur und macht sie sowohl einfacher als auch kostengünstiger. Diese Optimierung führt zu höheren Erträgen und einer besseren Kapitalrendite, da die Pflanzen unter optimalen Bedingungen optimal gedeihen. Durch die Sicherstellung optimaler Lichtverhältnisse können Anbauer ihre Produktivität und Rentabilität maximieren.