Tricks des Handwerks: Fernrotes Licht als Werkzeug für die morphologische Kontrolle

Süßes-oder-Saures

Seit dem Aufkommen von Leuchtdioden (LEDs) hat sich fernrotes Licht (FR) zu einem interessanten Werkzeug für Landwirte entwickelt. Dies gilt vor allem für die Steuerung von Pflanzen, d. h. die Verwaltung und Steuerung der Morphologie einer Pflanze. Obwohl FR nicht für jede Kultur empfohlen wird, hat sich die Möglichkeit, das Pflanzenwachstum, die Blattgröße, die Länge der Stängel und die Gesamtmorphologie zu beeinflussen, für kommerzielle Anbauer von Weinreben - wie Tomaten, Gurken und Paprika - sowie von Erdbeeren, Kopfsalat und anderen Pflanzen als entscheidend erwiesen. Vereinfacht gesagt, absorbieren Pflanzen in der Natur blaue, grüne und rote Wellenlängen - die meiste photosynthetisch aktive Strahlung (PAR). Wenn das Licht ein Blätterdach durchdringt, erhalten die Pflanzen an der Spitze in der Regel mehr weißes Licht, während die Pflanzen am Boden oder im Schatten mehr fernrotes Licht erhalten. Diese Rot/Fernrot-Verschiebung löst eine komplexe Reaktion aus, die die Pflanzen veranlasst, zu wachsen und sich über den Schatten hinaus auszudehnen, um mehr direktes Sonnenlicht zu erhalten. Die Gärtner können dieses Verständnis des fernroten Lichts nutzen, um die Pflanzen dazu zu bringen, so zu wachsen und sich zu strecken, als ob sie im Schatten stünden. Ob beim Anbau im Haus oder im Gewächshaus: Fernrotes Licht kann bei richtiger Anwendung ein nützliches Instrument sein, um Größe, Länge und Form bestimmter Sorten zu beeinflussen. Es ist wichtig anzumerken, dass es zwar eine Fülle von akademischen Forschungen über die Auswirkungen von Fernrot auf Pflanzen gibt, aber noch nicht viele kommerzielle Studien oder Implementierungen von Fernrot im kommerziellen Maßstab, die klar definieren, wie es am besten von den Züchtern eingesetzt wird. Dynamische Anwendungen von LEDs mit FR bleiben ein aufregender neuer Punkt in der Gartenbauforschung, der eine kontinuierliche Untersuchung und Beobachtung verdient.

Tomaten

Je nach Tomatensorte kann fernrotes Licht den Tomatenertrag um 16 % steigern. Eine von Signify und der Universität und Forschung Wageningen durchgeführte 20-wöchige Studie bestätigte, dass die produktivsten Ergebnisse erzielt wurden, wenn während der Photoperiode fernrotes Licht eingesetzt wurde. Fernrot-Behandlungen erhöhten auch die Senkenstärke, was den Zuckerfluss zur Frucht verbessert.

Paprika

Paprika ist eine langsam wachsende Pflanze mit blockigen Früchten. Diese Pflanzen brauchen ausreichend Platz zwischen den Früchten, wenn sie sich entwickeln. Wenn sie zu dicht beieinander stehen, stoßen die Früchte aneinander, was zu unförmigen oder gequetschten Früchten führt, was schlecht für das Geschäft ist. Fernrotes Licht führt zu einer Streckung der Rebstöcke und bietet den Paprikapflanzen mehr Platz, um sich am Stock zu entwickeln. Während einige neue Paprikasorten genetisch bedingt eher zum Strecken neigen, benötigen viele alte Paprikapflanzen einen gewissen Prozentsatz an FR, um eine optimale Morphologie zu erreichen.

Essiggurken

Gurken sind eine Hochseilpflanze, das heißt, sie wachsen während der gesamten Saison in die Höhe. Die Züchter bevorzugen den Anbau von Gurken mit fernrotem Licht. Im Allgemeinen wird FR-Licht eingesetzt, um eine bessere Morphologie der Baumkronen zu erreichen, indem die Ausdehnung nach oben gefördert wird. Ein Beispiel für die bevorzugte Morphologie sind die Blätter von Gurkenpflanzen, die ohne FR-Bestrahlung dazu neigen, nach unten gewölbt und schlaff zu sein. Durch das Hinzufügen von FR-Licht werden diese Blätter stattdessen flach und horizontal. Dabei handelt es sich in erster Linie um eine kosmetische morphologische Präferenz und nicht um einen rein photosynthetischen Vorteil. Interessanterweise legt die Forschung nahe, dass Gurken unter vielen Lichtquellen und Spektren gut angebaut werden können, obwohl Fernrot ein großartiges Instrument für die Pflanzensteuerung ist. In einer Studie mit Fluence-LEDs wurde festgestellt, dass die höchsten Gurkenerträge mit R8 (kein FR im Spektrum) erzielt wurden, während R8F (etwas FR im Spektrum) zu den niedrigsten Erträgen führte. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass der FR die Reben- und Blattmasse erhöht und die Energie der Pflanze auf die Stängel und Blätter gelenkt wird, die sonst in die Früchte fließen würde. Wenn mehr Forschung an Gurken durchgeführt wird, sollte das Gleichgewicht zwischen der Steuerung der Ernte mit FR und der Erhöhung des Ernteindexes klarer und besser definiert werden.

Erdbeeren

Die Morphologie der Erdbeere ist aus einer Reihe von Gründen von besonderer Bedeutung. Zum einen wirkt sich das gesamte Pflanzendach auf den Bestäubungserfolg aus, da es Honigbienen, Hummeln und sogar der Handbestäubung mit einem Vibrationsstab den Zugang zu den Blüten erleichtert. Eine Erdbeere ist eine zusammengesetzte Frucht, und jeder einzelne Kern muss bestäubt werden; gelingt die Bestäubung nicht gleichmäßig, führt dies zu unförmigen und unentwickelten Früchten. Aber das ist nur die Spitze des Eisbergs. Einige Erdbeersorten sind anfälliger für Ausdehnung als andere, aber in den meisten Fällen ist eine Erdbeerpflanze - ob immertragend oder junkturtragend - von Natur aus kompakt. Ein kompaktes Pflanzendach hält Wasser zurück, was zu einem ungünstigen feuchten Mikroklima, geringerer Produktivität und größerer Anfälligkeit für Krankheitserreger, Schimmel, Pilze und andere Schädlinge führt. Fernrotes Licht vergrößert das Blätterdach der Erdbeere und verbessert die Luftzirkulation, was die oben genannten potenziellen Schäden reduziert und gleichzeitig den Bestäubungserfolg der Insekten und die Effizienz der menschlichen Arbeitsabläufe verbessert. Darüber hinaus hat die Gewächshausforschung von Fluence an den Erdbeersorten Sonata und Sonsation gezeigt, dass FR-Licht nicht unbedingt die Gesamtbiomasse des kumulativen Ertrags erhöht, sondern dass FR eine wichtige Rolle für die Qualität dieser Biomasse spielt. FR-Behandlungen brachten nicht nur größere und hochwertigere Früchte hervor, sondern auch einen leichten Anstieg des BRIX (Zuckergehalt oder Süße) bei gleichem Wassergehalt. Dies ist eine verblüffende Entdeckung, wenn es um die Anwendung von FR als Instrument jenseits der Pflanzensteuerung geht.

Kopfsalat

Kopfsalat spricht besonders gut auf FR-Behandlungen an. Während Weinreben einen relativ niedrigen Ernte-Index haben - aufgrund der Produktion von nicht erntefähigen Reben, Stängeln, Blättern und Wurzeln -, hat eine Salatpflanze einen relativ hohen Ernte-Index, da die gesamte oberirdische Biomasse für den Verzehr und den Verkauf wertvoll ist. Auf diese Weise ist das Dehnen und Ausdehnen der Blätter (das durch fernes Rotlicht gefördert wird) für die Erzeuger viel weniger problematisch, da die Blätter das Produkt sind. Dennoch müssen die Landwirte ein Gleichgewicht finden. Wenn eine Salatpflanze reichlich fernrotes Licht erhält, schaltet sie auf Hyperdrive und dehnt sich schneller aus, als ihre Biomasseproduktion mithalten kann. Dadurch werden die Blätter zu dünn, chlorotisch (blass grünlich-gelb), weich und schlaff. Ihre Haltbarkeit nimmt ab, und sie verlieren an Wert oder werden unverkäuflich. Ein ausgewogenes Gleichgewicht verzögert die morphologische Reaktion und treibt gleichzeitig die Photosynthese so stark an, dass die Zuckerproduktion mit der Ausdehnung mithalten kann. Das Ergebnis sind dickere Blätter, eine schöne Pigmentierung, mehr Biomasse und - insgesamt - ein besser vermarktbarer Salatkopf. Die Experten von Fluence haben einen "Sweet Spot" mit dramatischen Ergebnissen identifiziert und festgestellt, dass die richtige Menge an fernrotem Licht und PAR sich sehr positiv auf die Salaterträge und die Zykluszeiten auswirken kann.

Flexible Lösungen

LEDs mit FR-Behandlung können für kommerzielle Züchter sehr nützlich sein, aber es kann schwierig sein, die richtige Balance und das richtige Spektrum für jede Sorte zu finden. Darüber hinaus sind einige LEDs mit FR-Behandlung eher ein Trick als ein Vergnügen. Es ist wichtig, dass die Landwirte Zugang zu den besten wissenschaftlichen Erkenntnissen haben, bevor sie sich kopfüber in ein bestimmtes Spektrum stürzen. Das Team von Fluence Horticulture Services empfiehlt Anbaubetrieben aller Kulturen, sich in einem persönlichen Gespräch mit einem sachkundigen Experten zu beraten, um das genaue Spektrum zu bestimmen, mit dem die gewünschten Ziele erreicht werden können, und zwar auf der Grundlage individueller Faktoren wie Anlagentyp, regionaler DLI, Energieeffizienz usw. In Zusammenarbeit mit Landwirten und für Landwirte hat Fluence das neue VYPR 4 LED-Beleuchtungssystem mit Fernrot-Zweikanalfähigkeit entwickelt. Das VYPR 4 behält viel von der vertrauten VYPR-Plattform bei, die Erzeuger und Blumenzüchter kennen und der sie vertrauen. Es bietet jedoch mehr Spektraloptionen, eine bessere Lichtverteilung, eine bessere Gleichmäßigkeit bei jeder Montagehöhe, eine einfachere Installation oder Nachrüstung und eine höhere Lichtintensität bei geringerem Energieverbrauch. Es ist in einer Vielzahl von PhysioSpec™-Spektren erhältlich, um die Effizienz, die Gleichmäßigkeit und den Ertrag bei einer Vielzahl von Kulturen von Tomaten und Erdbeeren bis hin zu Chrysanthemen und Lilien zu maximieren. Letztendlich legt das VYPR 4 die Flexibilität des Spektrums in die Hände der Landwirte, damit sie die Vorteile des fernroten Lichts für ihre Pflanzen nutzen können.

Dr. David Hawley

Dr. David Hawley leitet die wissenschaftliche Forschungsinitiative bei Fluence als leitender Wissenschaftler des Unternehmens. Seine Erfahrung in den Bereichen kontrollierte Umgebungssysteme, Gartenbau-Beleuchtung und Cannabis-Metabolom untermauert natürlich die Mission von Fluence, die branchenführende Beleuchtungsforschung voranzutreiben, um die Interaktion zwischen Licht und Leben zu erforschen.