Forschungs- und Innovationsprojekt
Entwicklung von neuen Belichtungsstrategien mit moderner LED-Technik zur Produktion von rückstandsfreien Zierpflanzen, Gemüsejungpflanzen und Kräutern

Verschieden farbige LEDs hängen an Drahtseilen von den Dachstreben des Gewächshauses.

Die Reduktion von chemischen Bioregulatoren und Pflanzenschutzmitteln in der gartenbaulichen Produktion gewinnt zunehmend an Bedeutung. Sowohl Verbraucher als auch Handel verlangen vermehrt nach rückstandsfreien Zierpflanzen, Gemüsejungpflanzen und Kräutern mit gleichzeitig hoher Qualität.

Vorausgehende Untersuchungen (Forschungsprojekt Energieeinsparung und Effizienzsteigerung in der gärtnerischen Produktion durch LED-Belichtungssysteme, 2013 bis 2017) zeigen auf, dass bestimmte Spektralbereiche (Lichtfarben) u. a. Einfluss auf das Pflanzenwachstum, die Pflanzengesundheit, den Gehalt und die Zusammensetzung von sekundären Inhaltsstoffen oder die Blütenbildung haben können. Neben der Belichtung im Produktionsgartenbau spielen stromsparende LEDs bei der Innenraumbegrünung eine immer größer werdende Rolle. Die LWG erprobt in diesem Zusammenhang LED-Belichtungsstrategien um neue, nachhaltige Kulturverfahren im Gewächshaus sowie im geschlossenen Raum in Mehrlagenkultur zu entwickeln. Des Weiteren wird die Eignung von verschiedenen LED-Systemen für die Belichtung von Pflanzen in Innenräumen untersucht.

Ziel des Projektes

Die erwarteten Ergebnisse sollen zu einer sofortigen und nachhaltigen Aktualisierung der bestehenden Produktionsverfahren in den Praxisbetrieben beitragen, um somit chemische Bioregulatoren und Pflanzenschutzmitteln weit möglichst vermeiden zu können. Die bessere Flächenausnutzung und die optimierte Pflanzenqualität bei der Mehrlagenkultur im geschlossenen Anbau versprechen eine Senkung der Energiekosten und aufgrund des hohen Hygienestandards eine Vermeidung von chemischen Pflanzenschutzmaßnahmen sowie eine Einsparung an wichtigen Ressourcen. Des Weiteren soll mit Hilfe von LED-Belichtung die Pflanzenqualität während der Lagerhaltung und Logistik erhalten und Arbeitsspitzen bei der Marktaufbereitung entzerrt werden. Innenraumbegrünern werden Anhaltspunkte für die Eignung von LED-Belichtungssystemen beim Kunden geliefert.

Methode des Projektes

Verschiedene Pflanzenarten und sogar Sorten reagieren unterschiedlich auf die spektrale Zusammensetzung des ihnen angeboten Lichts. In der LED-Forschungsarbeit der LWG ist es daher von großer Bedeutung flexibel auf die Ansprüche der jeweiligen Kultur reagieren zu können. Aus diesem Grund kommen im Rahmen der Gewächshausversuche LED-Forschungsmodule zum Einsatz. Die bisherigen LED-Module besitzen die Lichtfarben Blau (465 nm), Rot (660 nm), Dunkelrot (730 nm) und Weiß (6500 K) und können unabhängig voneinander zugeschaltet oder gedimmt werden, wodurch eine Vielzahl an Mischungsverhältnissen möglich ist.
Zur Erprobung von Kulturverfahren im geschlossenen Raum (Indoor Farming) dient ein klimatisierter Innenraum, der mit einem mobilen LED-Regalsystem ausgestattet ist. Das Lichtspektrum dieser LED-Leuchten kann, zusätzlich zu Blau, Rot und Dunkelrot, aus einem relativ homogenen Weiß und UV-Strahlung zusammengesetzt werden, um auf die Pflanzenentwicklung und den Gehalt an sekundären Inhaltsstoffen noch gezielten Einfluss nehmen zu können.
Die LED-Module und LED-Regalsysteme sind mobil, wodurch vielversprechend Ansätze auf Betrieben unter Praxisbedingungen überprüft werden können. Zur Beurteilung der Belichtungsstrategien werden unter anderem der Wachstum, Entwicklungsdauer und Photosyntheseleistung herangezogen.
In einem dunklen Flur wurden neun lebende Pflanzenbilder installiert. Diese werden durch drei LED-Systeme mit unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung belichtet. Hierbei sollen Fragen zur möglichen Pflanzenauswahl, zum Wasserbedarf und Pflegeaufwand sowie zum Energieverbrauch in Abhängigkeit vom Lichtspektrum und der Lichtstärke beantwortet werden.

Ergebnisse des Projektes

Bisher wurde, aufbauend auf vorherige Ergebnisse der LWG, überprüft inwieweit der wuchshemmende Effekt von rotem Licht bei [i]Petunia[/i] und [i]Calibrachoa[/i] auf andere Kulturen übertragbar ist. [i]Anemone coronaria[/i] und Mandevilla wiesen gegensätzliche Reaktionen auf. Bei [i]Anemone coronaria[/i] konnte unter blauer Belichtung ein kompakterer Wuchs und kürzere Blütenstiele beobachtet werden. Die blaue Belichtung kann sich bei dieser Kultur jedoch negativ auf die Anzahl der Blütenstiele auswirken. Bei Mandevilla verringerte der Einsatz von blauer Belichtung die in der Produktion unerwünschte Rankenbildung, ähnlich wie durch den Einsatz von Hemmstoffen. In beiden Fällen können die Reaktionen zusätzlich von der Lichtintensität und der Sorte abhängen.
Eine sortenabhängige Reaktion wiesen auch Poinsettien-Mini-Eintrieber auf, die durch LED-Belichtung während der Dämmerung u. a. Unterschiede in der Kompaktheit und dem Durchmesser des Brakteenkranzes zeigten.
Projektinformationen
Projektleitung: Eva-Maria Geiger (LWG-IEF2)
Projektbearbeiter: Hannes Seidel (LWG-IEF2)
Laufzeit: 01.09.2017 bis 15.10.2020
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Projektpartner: Gärtnersiedlung Rain GmbH
Förderkennzeichen: A/17/11