Auf der richtigen Wellenlänge mit Obst und Gemüse

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LED für Pflanzenwachstum
Beleuchtungssysteme in Gewächshäusern ©OSRAM Opto Semiconductors

Urban Gardening, Vertical- und sogar 3D-Farming sind Themen, die den Markt in Zukunft stark beeinflussen werden. Alleine der europäische Markt für frisches Obst und Gemüse ist laut ICI Business über 30 Milliarden Euro wert. Allerdings kämpft er derzeit mit einer Reihe von Herausforderungen, darunter das sich verändernde Klima, das gewachsene Verbraucherbewusstsein hinsichtlich Gesundheitsaspekten, der gestiegenen Nachfrage nach Nischen-`Superfoods´, Kosten der Versorgungskette und dem Druck, nachhaltige und „grünere“ sowie „lokale“ Anbaupraktiken zu gewährleisten.

Sowohl für die Steigerung und Beschleunigung der Produktion von frischem Obst und Gemüse als auch in Bezug auf nachhaltige Anbaumethoden spielen Pflanzenbeleuchtungssysteme eine wichtige Rolle. Seitdem man entdeckt hat, dass das den Pflanzen angebotene Lichtspektrum auch deren Eigenschaften verändern kann, etwa die Wachstumsraten von Blüten und Früchten, kommt in Gewächshäusern und neuen Anbauformaten immer häufiger Pflanzenbeleuchtung zum Einsatz.

Grünpflanzen benötigen vorwiegend blaues (rund 430 bis 490 nm) und rotes Licht (rund 640 bis 780 nm) für die Photosynthese und um Energie zu erzeugen. Sie verfügen jedoch auch über andere Absorptionsbanden wie etwa 730 nm im Infrarotbereich. Dieser Bereich steuert u. a. das Pflanzenwachstum. Die richtige Mischung und die zeitweilige Zugabe bestimmter Wellenlängen – speziell auf die individuellen Anforderungen der jeweiligen Pflanze angepasst – kann entsprechend Ertrag, Qualität, Steuerung, Tempo und Produktionskosten beeinflussen.

Horticultural Lighting
Energieeffizienter, umweltfreundlicher und flexibler mit LED-Leuchten © OSRAM Opto Semiconductors

Bis heute werden im Gartenbau vor allem Natriumdampf-Hochdrucklampen (High-Pressure Sodium – HPS) eingesetzt. HPS-Lampen produzieren über 100 lm/W, allerdings über einen breiten und weiten Wellenlängenbereich. Die Strahlungswärme macht jedoch einen deutlichen Abstand zwischen der Lichtquelle und den Pflanzen erforderlich, wodurch sie in erster Linie für Anbauanlagen mit Decken-Lichtsystemen geeignet sind. Weitere Nachteile von HPS-Lampen sind vor allem der hohe Energieverbrauch, die Wärme, die gegebenenfalls zusätzliche Bewässerung nötig macht sowie die kurze Lebensdauer von nur 8.000 Stunden.

LED stellen eine attraktive Alternative für die Beleuchtung aller Arten von Pflanzen und Blumen dar, da sie dem Erzeuger ermöglichen, das Licht exakt auf die Bedürfnisse unterschiedlicher Kulturen anzupassen. Außerdem können sie sowohl als Deckensystem als auch direkt über Setzlingen eingesetzt werden. LED sind energieeffizient, strapazierfähig  und langlebige, sodass sie eine umweltfreundlichere Alternative zur derzeitigen Standardbeleuchtung im Gartenbau darstellen. Sie sind in der Lage, das Pflanzenwachstum deutlich zu stimulieren, während sie gleichzeitig durch die gezielte Beleuchtung in Bereichen von 450, 660 und 730 nm den Energieverbrauch drastisch senken. Selbst der Insektenbefall oder typische Pflanzenkrankheiten können durch Licht umwelt- und gesundheitsschonender verhindert werden als durch den Einsatz von chemischen Substanzen.

Der Basilikum-Booster

In der Provinz Reggio, zwischen Parma und Bologna, produzieren italienische Agrarunternehmen, wie Servizi Ambientali Bassa Reggiana (S.A.BA.R.), das köstliche Basilikum, das wir im Salat, der Pasta oder anderen Gerichten lieben.

Wie in vielen Gewächshäusern heute üblich, nutzte S.A.BA.R. ein Pflanzenbeleuchtungssystem mit HPS-Lampen (High Pressure Sodium). Um typische Pflanzenkrankheiten beim Basilikum zu vermeiden, war das Licht jeden Tag über viele Stunden im Einsatz, sodass der Stromverbrauch einen wichtigen Faktor innerhalb der Betriebskosten ausmachte. Das HPS-System im Basilikum-Gewächshaus hatte einen Stromverbrauch von  32kW.

Der Austausch der Beleuchtung durch eine LED-Lösung konnte den Energieverbrauch um 56 Prozent auf 14kW senken. Damit spart der Basilikum-Produzent 75000 kWh Energie pro Jahr sowie 30 Tonnen CO2 und 15 Tonnen Öl-Äquivalent (TOE) ein. Außerdem konnte das Unternehmen die Zeit bis zur Basilikumernte verkürzen und damit seinen Ertrag zusätzlich steigern.

Die technische Grundlage für das LED-Pflanzenbeleuchtungssystem bei S.A.BA.R . kommt übrigens aus Deutschland. OSRAM Opto Semiconductors aus Regensburg ist weltweit einer der führenden Experten in der Forschung und Entwicklung von Horticulture LED-Lösungen.