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Was versteht man unter Horticulture?

In Hortikultur steckt der lateinische „hortus“, der „Garten“. Unter Gartenbau versteht man die lateinische „cultura“, die „Bearbeitung“ und „Pflege“ von lebenden Pflanzen. Im Bereich Horticulture werden modernste Technologien verwendet, um beispielsweise Pflanzen zu züchten, die als Nahrungsmittel dienen können. Ziel dabei ist, die Pflanzen so zu kultivieren, dass das Wachstum, der Ertrag sowie der Nährwert und die Qualität gesteigert und die Widerstandsfähigkeit gegen schädliche Insekten und Krankheiten verbessert wird.

Warum werden Horticulture-Leuchten gebraucht?

Der Anbau in Gewächshäusern ist zwar keine neue Technologie. Aber mit der wachsenden Weltbevölkerung und dem Trend zur Nachhaltigkeit wird eine einfache und zugleich hocheffiziente und standardisierte Nahrungsmittelproduktion in den kommenden Jahren immer mehr gefragt sein. Um diesen neuen Anforderungen gerecht zu werden, hat die Würth Elektronik eiSos sogenannte Horticulture-LEDs entwickelt, die beispielsweise das Pflanzenwachstum und den Ertrag steigern können. Diese Innovation kann einen potenziell großen und neuen Gartenbausektor eröffnen, der die neuesten Technologien aus den Bereichen Bio- und Ingenieurwissenschaften nutzt.

Welche Vorteile bringen geschlossene Gewächshaussysteme im Gartenbau?

Heute gibt es weltweit eine Vielzahl von kontrollierten, geschützten Anlagen, in denen Pflanzen unter natürlichem Licht wachsen. Nun konnten bereits – dank der Fortschritte in den Bereichen Beleuchtung, Beheizung, Bewässerung und Steuerung – große, künstlich beleuchtete Gewächshäuser in geschlossenen Räumen errichtet werden. Diese Anlagen, zusammengefasst unter dem Begriff Controlled Environmental Agriculture (CEA), können im Vergleich zu konventionellem Gartenbau und Low-Tech-Gewächshäusern deutlich höhere Erträge erzielen. Außerdem können verschiedene Pflanzenentwicklungsstadien durch die Nutzung unterschiedlicher Lichtwellenlängen gesteuert werden, um die Wachstumszeiten zu verkürzen. Ein geschlossener Wasserkreislauf sorgt für einen nachhaltigen Wasserverbrauch. Auch die Bekämpfung von Insekten-, Pilz- oder Bakterienschädlingen ist durch das geschlossene System effektiver. Darüber hinaus wird der CO2-Fußabdruck der Nahrungsmittelproduktion und -versorgung durch den Bau von Anlagen in der Nähe von Ballungszentren deutlich reduziert, da Transportwege verkürzt werden beziehungsweise der allgemeine Transportbedarf sinkt. Einer der bedeutendsten Fortschritte für den stetig wachsenden Einsatz von Indoor-Gewächshäusern ist die Weiterentwicklung der LED-Technologie.

Warum LEDs und keine herkömmlichen Leuchten?

LEDs können heutzutage so gestaltet werden, dass sie spezifische Lichtwellenlängen emittieren und dabei extrem robust und im Vergleich zu anderen Beleuchtungstechnologien relativ klein sind. Darüber hinaus sind LEDs langlebig und haben einen sehr niedrigen Energiebedarf, was sie besonders effizient macht und die Betriebskosten von großen Hallengewächshäusern erheblich senkt.

Horticultural Lighting - Welches Licht eignet sich dafür?

Pflanzen nutzen nur einen bestimmten Wellenlängenbereich für das Wachstum und haben unterschiedliche Anforderungen bei unterschiedlichen Wellenlängen. Daher konzentrierten sich die Hersteller bisher in der Regel auf LEDs mit den Wellenlängen von 660 nm (rot) und 450 nm (blau). Neuere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass es neben den roten und blauen Wellenlängen auch noch weitere Wellenlängen gibt, die auf die Entwicklung der Pflanze Einfluss nehmen.

• Rotes Licht (630 – 660 nm) liefert die wichtigste Wellenlänge für die Fotosynthese und ist wesentlich für das Längenwachstum verantwortlich. Diese Wellenlängen regulieren auch das Erblühen, die Ruhephase und die Keimung der Samen.
• Blaues Licht (400 – 520 nm) hat ebenso eine Schlüsselfunktion bei der Fotosynthese, muss aber sorgfältig kontrolliert und mit anderen Wellenlängen gemischt werden, da eine Überbelichtung bei dieser Wellenlänge das Pflanzenwachstum hemmen kann. Diese Wellenlänge wird auch mit der Regulierung der Chlorophyllkonzentration, der Förderung des Seitenknospenwachstums und der Blattdicke in Verbindung gebracht.
• Dunkelrotes Licht (engl. far red light) (720 – 740 nm) im Infrarot-Spektrum beeinflusst die Keimung und kann die Blütezeit von Pflanzen verkürzen, aber auch das Längenwachstum fördern.
• Grünes Licht (500 – 600 nm) wurde lange Zeit als unwichtig für die Pflanzenentwicklung angesehen, doch neuere Untersuchungen haben ergeben, dass Pflanzen im Schatten anderer Pflanzen wiederum besonders auf diese Wellenlänge ansprechen.
• UV-Licht (280 – 400 nm) wird in der Pflanzenzucht noch eher experimentell eingesetzt und derzeit erforscht. Obwohl diese Wellenlängen zellschädigend sind, sind einige Pflanzen wie Salat und Tomaten gegen diese Wellenlängen viel widerstandsfähiger. Studien deuten darauf hin, dass diese Wellenlängen als Pilzbekämpfung bei unempfindlichen Arten eingesetzt werden können. Zusätzlich kann UV-Licht für die Bildung bestimmter Schutzmoleküle wie Antioxidantien und Polyphenole verantwortlich sein, die für die menschliche Ernährung wichtig sind.

Was gibt es zu beachten?

Jede Pflanzenart reagiert unterschiedlich auf verschiedene Kombinationen von Lichtwellenlänge und -intensität. Darüber hinaus werden für verschiedene Pflanzenarten unterschiedliche physikalische Eigenschaften benötigt. Zum Beispiel ist es wünschenswert, dass Salatgemüse dünne, leichte Blätter hat, um es besser essen zu können, während bei Aloe Vera dicke Blätter erwünscht sind, um mehr Blattsaft zu produzieren, der etwa als Gel in Latex-Handschuhen Verwendung findet. Im Hinblick auf die Blütezeit müssen Zierpflanzen ihre Blüten so lange wie möglich erhalten, während das entsprechende Licht bei der Ananas die Blütezeit optimal hemmen soll, um die Erntezeit besser kontrollieren zu können. Deshalb suchen Gewächshausbetreiber und Hersteller von Beleuchtungsanlagen immer wieder nach neuen Wellenlängen-Kombinationen, die ein speziell abgestimmtes Lichtspektrum für bestimmte Arten und sogar Sorten von Pflanzen erzeugen.