Belichtung von Pflanzenbildern
LED-Belichtung für die vertikale Innenraumbegrünung
Im Rahmen internationaler Forschungsprojekte wurde nachgewiesen, dass Pflanzen in der Innenraumbegrünung Gesundheit, Wohlbefinden und Kreativität fördern. Pflanzen benötigen zum Aufbau von Energieäquivalenten ausreichend Licht. Bei der Innenraumbegrünung spielt Licht eine sehr wichtige Rolle, denn das Lichtangebot bestimmt geeignete Pflanzen und Sorten.
Die Lichtbedürfnisse schränken das Pflanzensortiment und Kombinationsmöglichkeiten ein. Die moderne Architektur und Vorgaben zur Energieeinsparung bei der Gebäudeerstellung (zum Beispiel Mehrfach- und Wärmeschutzverglasung) lassen jedoch eine bisherige Pflanzenverwendung in Innenräumen nur bedingt zu. Des Weiteren können - vor allem während Hitzeperioden im Sommer - über lange Zeit abgedunkelt Fenster zu einem Lichtmangel führen. LEDs bieten eine stromsparende Möglichkeit, um Pflanzen in Innenräumen zu belichten. Die spektrale Zusammensetzung des Lichts der LEDs kann je nach LED-System variieren, was das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen beeinflussen kann.
In einem Versuch der Bayerischen Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG) Veitshöchheim in einem Flur der Staatlichen Meister- und Technikerschule ohne Außenlichtquelle wurden an neun Pflanzenbildern (LivePicture 2, Mobilane, Heusenstamm) der Einfluss von drei unterschiedlichen LED-Belichtungssystemen (Senior Spotlight Series, Spot Top 120 Zentimeter, Tracklight) mit unterschiedlichem Lichtspektrum auf das Wachstum von Epipremnum aureum und Scindapsus pictus sowie auf den Wasserbedarf und den Pflegeaufwand untersucht. Hierbei waren die Belichtungssysteme dreifach wiederholt.
Abbildung: (A) Lichtspektrum der verwendeten LED-Belichtungssysteme. (B) Verteilung der Spektren auf blaue (400 bis 499 nm), grüne (500 bis 599 nm), rote (600 bis 699 nm) und fernrote (700 bis 780 nm) Farbanden.
Die Bilder besitzen je 18 Pflanztaschen (drei vertikal mal sechs horizontal), die abwechselnd in Blöcken mit sechs Epipremnum aureum und Scindapsus pictus bepflanzt wurden. So ergaben sich für die Bilder zwei Bepflanzungen mit je zwölf Epipremnum aureum und sechs Scindapsus pictus (Bepflanzung 1) sowie sechs Epipremnum aureum und zwölf Scindapsus pictus (Bepflanzung 2). Die Belichtungssysteme wechselten sich entlang des Flures fortlaufend ab, sodass das Senior Spotlight- und Tracklight-System je zweimal die Bepflanzung 1 und einmal die Bepflanzung 2 belichteten. Das Spot Top-System belichtete einmal die Bepflanzung 1 und zweimal die Bepflanzung 2. Die Auswertung der Wachstumsparameter wurde daher auf Ebenen der Blöcke standardisiert oder bezieht sich auf die Einzelwerte. Die Vorbereitung und Durchführung des Versuchs gliederten sich in sechs Abschnitte (siehe Tabelle 1). Im Gewächshaus wurden die bepflanzten Kassetten vorkultiviert und im Anschluss an den Versuchsstandort im Flur akklimatisiert. Vor dem ersten Versuchszeitraum wurden alle Bilder auf ein gleichmäßiges Niveau zurückgeschnitten. In den ersten beiden Versuchszeiträumen liefen die Belichtungssysteme je 14 Stunden auf deren spezifischer Volllast und lieferten so auf der Pflanzfläche durchschnittlich circa 40 μmol/m2s (Senior Spotlight), 60 μmol/m2s (Spot Top) und 90 μmol/m2s (Tracklight). Im dritten und vierten Versuchszeitraum war die Belichtung aller Systeme für 14 Stunden auf 40 μmol/m2s eingestellt.
Spezifikationen der verwendeten Belichtungssysteme pro Bild. Die maximale Leistung entspricht der elektrischen Leistung und der durchschnittlichen Photonenflussdichte auf der bepflanzen Fläche.
LED-System | Hersteller | Typ | maximale Leistung | Dimmung | Anteil * |
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Senior Spotlight | Nature's Green B.V. (Venlo, Niederlande) | Spot | 2-mal 40 Watt 40 μmol/m2s | Nein | 100 % |
Spot Top | Venso EcoSolutions GmbH (Michelstadt, Deutschland) | Leiste | 60 Watt 60 μmol/m2s | zusätzliches Steuergerät nötig | circa 10 % Verlust durch Steuergerät, 80 % |
Tracklight | Element Green GmbH (Bodenheim, Deutschland) | Spot | 2-mal 40 Watt 90 μmol/m2s | integrierte DALI | 55 % |
* an maximale Leistung für Durchschnitt 40 μmol/m2s
Ergebnisse 2020
Nach der Akklimationsphase mussten die Bilder im Abstand von circa 50 bis 70 Tagen neu befüllt werden. Der Wasserverbrauch betrug im Schnitt zwischen 0,2 und 0,4 Liter pro Tag. Es waren keine signifikanten Unterschiede zwischen den Belichtungsvarianten zu erkennen. Bei systemspezifischer maximaler Belichtungsstärke unterschieden sich die beiden Bepflanzungen nicht. Bei einer einheitlichen Lichtstärke von 40 μmol/m2s verbrauchte Bepflanzung 2 circa 75 Milliliter weniger Wasser pro Tag.
Am Ende der einzelnen Versuchszeiträume wurden die Bilder auf ein einheitliches Niveau zurückgeschnitten. Für Epipremnum aureum und Scindapsus pictus wurden pro Bild jeweils die Anzahl sowie Länge der einzelnen entfernten Triebe und deren Gesamtbiomasse erfasst. Aus der Länge der Triebe und der Anzahl der Nodien ließ sich die mittlere Internodienlänge errechnen.
Abbildung: Zurückgeschnittene Pflanzenbilder am 16.01.2020 und am Tag der Datenerhebung am 16.04.2020 beispielhaft für Bepflanzung 1. Epipremnum aureum und Scindapsus pictus sind in Blöcken von je sechs Pflanztaschen arrangiert.
Kulturdaten
Kulturzeitraum | 25.02.2019 bis 09.06.2020 |
Belichtungsdauer | 14 Stunden (6 bis 20 Uhr) |
Substrat | D 400 (Stender AG, Schermbeck) |
Bewässerung | Wasserreservoir im Rahmen der Pflanzenbilder |
Düngung | 0,1 % Hard Water Grow Special (18-10-18+2MgO+TE) (ICL Specialty Fertilizers) |
Wiederholungen | 3 |
Versuchsdurchführung
Phasen der Versuchsdurchführung mit entsprechenden Versuchsbedingungen und Boniturterminen
Zeitraum | Phasen | Belichtung | Boniturtermin |
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25.02. bis 24.03.2019 | Einwachsen in Pflanzkassetten im Gewächshaus | --- | --- |
25.03. bis 23.07.2019 | Akklimationsphase an den Versuchsort mit anschließendem Rückschnitt auf gleichmäßiges Niveau | Alle Leuchten auf Maximum • Senior Spotlight ∅ 40 μmol/m2s • Spot Top ∅ 60 μmol/m2s • Tracklight ∅ 90 μmol/m2s | --- |
24.07. bis 17.10.2019 | Versuchsphase 1 | Alle Leuchten auf Maximum • Senior Spotlight ∅ 40 μmol/m2s • Spot Top ∅ 60 μmol/m2s • Tracklight ∅ 90 μmol/m2s | 17.10.2019 |
18.10.2019 bis 16.01.2020 | Versuchsphase 2 | Alle Leuchten auf Maximum • Senior Spotlight ∅ 40 μmol/m2s • Spot Top ∅ 60 μmol/m2s • Tracklight ∅ 90 μmol/m2s | 16.01.2020 |
17.01. bis 16.04.2020 | Versuchsphase 3 | Alle Leuchten auf ∅ 40 μmol/m2s | 16.04.2020 Pflegeschnitt |
17.04. bis 09.06.2020 | Versuchsphase 4 | Alle Leuchten auf ∅ 40 μmol/m2s | 09.06.2020 |
Kritische Anmerkungen
Epipremnum aureum und Scindapsus pictus gelten als eher anspruchslose Pflanzen und kommen auch mit weit weniger Licht zurecht. Daher könnten das Potential der Lichtspektren und Lichtstärken an diesen Pflanzenarten vielleicht nicht nachgewiesen werden oder war das Wachstumsleistung der Pflanzen schon erschöpft. Des Weiteren waren die Lichtspektren der verfügbaren Belichtungssysteme sehr ähnlich. Hierbei könnten die Auswahlkriterien der Belichtung auf Anschaffungs- und Betriebskosten liegen.
Auf anspruchsvollere Bepflanzungen könnte dies allerdings einen Effekt haben. Vor allem der Anteil an blauem und fernrotem Licht kann hierbei einen Einfluss auf das Streckungswachstum und die Ausfärbung haben.
Abbildung: Tastversuch zur Bepflanzung von Pflanzenbildern mit Kräutern wie Basilikum, verschiedenen Minzen und Oxalis bei 20 Stunden Belichtung und systemspezifischer maximaler Lichtstärke.