Einführung
Licht ist ein Begriff, mit dem gewöhnlich der Teil der Sonnenstrahlung bezeichnet wird, der für das menschliche Auge sichtbar ist. Dieser Teil ist nur ein sehr kleiner Teil der gesamten Strahlungsleistung der Sonne. Vom sogenannten elektromagnetischen Spektrum erreichen einige Strahlen nicht einmal die Erdoberfläche. Das elektromagnetische Spektrum umfasst ultraviolette Strahlung, Infrarotstrahlung, Röntgenstrahlen, Mikrowellen und Radiowellen.
Unser Licht ist das kleinste Segment der elektromagnetischen Strahlung und umfasst die sieben Farben des Regenbogens im sichtbaren Bereich, der für uns von 380 bis 780 Nanometern (nm) reicht. Wenn alle Farben zusammenkommen, erscheint das Licht für unser menschliches Auge weiß. Licht kann auch in Farben aufgeteilt werden, wenn man es durch einen Wassertropfen oder ein Glasprisma lenkt: Das bekannteste Beispiel ist der Regenbogen, bei dem das Licht von den Wassertropfen in der Luft reflektiert wird.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Licht zu messen. Bekannte Maße wie Lux und Lumen sind für das Farbsehen und die Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges bestimmt. Es ist bekannt, dass Pflanzen eine andere Wahrnehmung von Licht haben als wir Menschen. Die so genannte photosynthetisch aktive Strahlung hat sich heute als wichtigster Indikator in der Branche etabliert und wird als “PAR” abgekürzt.
Photosynthetisch aktive Strahlung (PAR)
PAR wird von Pflanzenwissenschaftlern verwendet und beschreibt den Teil des Lichts, der für das Wachstum von Pflanzen nützlich ist. PAR bezieht sich im Wesentlichen auf den Bereich des Lichts von 400-700 Nanometern (nm). PAR ist KEINE Messeinheit, sondern gibt nur an, dass das Licht zwischen 400-700 nm für die Photosynthese in einer Pflanze benötigt wird. Nach Ansicht von Wissenschaftlern hat das Konzept der photosynthetisch aktiven Strahlung jedoch einen grundlegenden Fehler: Wellenlängen unter 400 nm (insbesondere UV-A & UV-B) und über 700 nm (Fernrot) sind von der PAR-Messung ausgeschlossen. Die photosynthetisch aktive Strahlung geht davon aus, dass alle Photonen außerhalb der Region nicht für die Photosynthese und die Pflanzengesundheit genutzt werden. Pflanzen nutzen jedoch Licht außerhalb des PAR, wie z.B. Infrarot, das die hormonelle Unterstützung sowie die photosynthetische Effizienz erhöht (Emerson-Effekt). UV-Licht spielt eine wichtige Rolle bei der Pigmentierung der Pflanzen und der Bildung von Substanzen für die AbwehrmechanismenDie gebräuchlichsten Einheiten zur Messung von PAR sind PPF (Photosynthetic Photon Flux) und PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density).
Photosynthetischer Photonenfluss (PPF)
PPF ist ein Maß für das gesamte PAR-Licht, das von einer Wachstumslampe ausgestrahlt wird, und wird in µmol/s (Mikromol pro Sekunde) ausgedrückt. Ein Mikromol entspricht 602.214.150.000.000.000 Photonen. PPF ist ein sehr wichtiges Maß, das uns sagt, wie viele Photonen (Lichtteilchen) pro Sekunde von der Lichtquelle emittiert werden. Der PPF drückt jedoch nicht aus, wie viele Lichtphotonen auf die Pflanzen fallen, da er lediglich die Gesamtleistung akkumuliert.
Photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD)
PPFD misst die Lichtphotonen, die über einen Quadratmeter pro Sekunde emittiert werden und wird in µmol/m2/s(Mikromol pro Quadratmeter pro Sekunde) ausgedrückt. Dies ist in der Regel die Zahl, die Ihnen auf einem tragbaren PAR-Messgerät angezeigt wird. Die PPFD ist die wichtigste Zahl für Züchter, da sie die durchschnittliche Lichtstärke auf Ihrer Anbaufläche angibt. Die PPFD drückt zwar aus, wie viele Lichtphotonen auf die Pflanzen fallen, aber eine einzelne PPFD-Messung wird Ihnen nicht die Zahl für Ihren gesamten Anbaubereich liefern. Die PPFD-Werte können je nach Größe des Grow-Lichts variieren. Einzelne PPFD-Messungen direkt unter dem Wachstumslicht sind nicht sehr aussagekräftig. Jedes Grow-Licht kann unglaubliche PPFD-Werte direkt unter den Lampen haben. Daher ist es wichtig, die PPFD-Werte auf der Anbaufläche an verschiedenen Stellen zu messen, um einen Durchschnittswert zu berechnen, der Ihnen ein zuverlässiges Bild davon gibt, ob das Wachstumslicht effektiv genug ist, um die Photonen direkt auf alle Ihre Pflanzen zu bringen. PPFD-Messungen sind auch von der Höhe der Lichtquelle abhängig. Einfach ausgedrückt: Je größer der Abstand des Grow-Lichts ist, desto größer ist die Abdeckung, aber desto geringer ist die Intensität. Es ist daher wichtig zu wissen, aus welcher Entfernung die Messungen von der Lichtquelle vorgenommen wurden. Nur durch die Messung der PPFD-Werte über die gesamte Beleuchtungsfläche und in verschiedenen Abständen über dem Kronendach kann ein sinnvoller Vergleich zwischen den Grow-Lampen vorgenommen werden.
Relativer Quantenwirkungsgrad (McCree/Inada)
Relative Quanteneffektivität
Die Angabe der PPFD-Zahl bedeutet nicht, dass die Pflanze optimal wächst. PPF/PPFD-Messungen sind in der Tat nicht genau, da sie keine Informationen über die relativen Intensitäten bestimmter Wellenlängen liefern. Zwei bekannte Wissenschaftler (McCree/Inada) haben das optimale Wachstumsspektrum zusammengestellt, das die Auswirkungen der Lichtqualität auf die Photosynthese zeigt. Die relative Quanteneffizienzkurve wird auch als YPF-Kurve (Yield Photon Flux) oder manchmal als McCree-Kurve bezeichnet und wird häufig verwendet, um die Auswirkungen von Lichtqualität und -quantität auf die Photosynthese zu bewerten. Die Kurve zeigt, dass orange und rote Photonen zwischen 600-630 nm zu 25% mehr Photosynthese führen als blaue Photonen zwischen 400-540 nm. Daher würde eine PAR-Messung von 100% blauem Licht immer noch zu signifikanten PPF/PPFD-Werten führen. Nur weil ein Grow-Licht hohe PPF/PPFD-Werte aufweist, bedeutet das nicht, dass die Pflanzen gut wachsen. Daher muss das Spektrum berücksichtigt werden.
Beleuchtungsstärke in Lux und Lumen
Lux und Lumen sind Messungen, die auf die Wahrnehmung von weißem Licht durch das menschliche Auge zugeschnitten sind und daher keinen großen Einfluss auf die Photosynthese haben. Lux- und Lumen-Werte sind die besten Ergebnisse bei der Beurteilung, wie gut ein Büroraum beleuchtet ist. Lux drückt aus, wie viel Lichtstrom auf eine bestimmte Fläche trifft. Ein Lux liegt vor, wenn ein Lichtstrom von einem Lumen einen Quadratmeter Fläche gleichmäßig beleuchtet.
Das menschliche Auge ist sehr empfindlich für Licht im gelben Bereich des Spektrums. Bei einer solchen Lux/Lumen-Messung erzielen 100 Photonen gelben Lichts eine höhere Bewertung als 100 Photonen blauen oder roten Lichts. Daher sind diese Messungen für unsere Zwecke nicht geeignet.
