Kurzantwort
Photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) ist Licht zwischen 400 und 700 nm, das Pflanzen für die Photosynthese nutzen und das in Photonen gemessen wird. PPFD bezeichnet die PAR, die pro Sekunde auf den Pflanzenbestand trifft, angegeben in µmol/m²/s. Das tägliche Lichtintegral (DLI) ist die Tagessumme in mol/m²/d, berechnet als PPFD × Stunden × 0.0036. Salat benötigt typischerweise einen DLI von etwa 12–17, beispielsweise 250 µmol/m²/s über 16 Stunden.
Was ist photosynthetisch aktive Strahlung (PAR)?
Photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) ist der Lichtbereich von 400 bis 700 Nanometern (nm), den Pflanzen für die Photosynthese nutzen und der ungefähr dem sichtbaren Licht entspricht. PAR umfasst somit die Wellenlängen von Violettblau bis Tiefrot. PAR wird anhand der Photonenmenge statt anhand von Energie oder Helligkeit erfasst und bildet die Grundlage aller nützlichen Kennzahlen für Pflanzenlampen: PPF, PPFD und DLI.
Ein Verständnis von PAR hilft Ihnen, praktische Fragen im Pflanzenbau zu beantworten: wie viel Licht eine Kultur benötigt, welche Lichtfarbe sich am besten für das Pflanzenwachstum eignet, wie groß der Abstand zwischen Pflanzenlampen und Pflanzen sein sollte und warum eine hell wirkende Lampe dennoch zu schlechtem Pflanzenwachstum führen kann. Dieser Artikel erläutert die wissenschaftlichen Grundlagen und die Messgrößen. Wenn Sie Leuchten auswählen und kaufen möchten, lesen Sie unseren separaten Ratgeber zu Pflanzenlampen für den Indoor-Anbau.
Einige neuere Forschungsarbeiten und Beleuchtungsnormen behandeln auch erweiterte PAR (ePAR) im Bereich 400–750 nm, da fernrote Photonen zwischen 700 und 750 nm gemeinsam mit kürzeren Wellenlängen die Photosynthese antreiben. Wenn ein Datenblatt ePAR-Werte angibt, vergleichen Sie diese ausschließlich mit anderen ePAR-Werten. Klassische Untersuchungen zur wellenlängenabhängigen Photosynthese, häufig als McCree-Kurve zusammengefasst, zeigten, dass Blätter jede Wellenlänge in diesem Bereich nutzen, wobei rote Photonen im Allgemeinen effizienter sind als blaue oder grüne.
Was ist der Unterschied zwischen PAR, PPF, PPFD und DLI?
PAR definiert, welches Licht berücksichtigt wird. PPF, PPFD und DLI messen hingegen, wie viel davon eine Lampe erzeugt, wie viel die Pflanzen erreicht und wie viel sie über einen Tag erhalten. Die Angaben erfolgen in Mikromol (µmol) Photonen, wobei ein Mol etwa 6.02 × 10²³ Photonen entspricht.
| Kenngröße | Was sie misst | Einheit | Verwendungszweck |
|---|---|---|---|
| PAR | Der Wellenlängenbereich von 400–700 nm, den Pflanzen für die Photosynthese nutzen | Bereich, nm | Festlegen, welches Licht berücksichtigt wird |
| PPF (photosynthetischer Photonenfluss) | Gesamtmenge der PAR-Photonen, die eine Leuchte pro Sekunde abgibt | µmol/s | Vergleich der Lichtabgabe von Leuchten |
| PPE (photosynthetische Photoneneffizienz) | Erzeugte PAR-Photonen je Einheit elektrischer Energie | µmol/J | Vergleich der Leuchteneffizienz |
| PPFD (photosynthetische Photonenflussdichte) | PAR-Photonen, die pro Sekunde auf eine Fläche treffen | µmol/m²/s | Einstellen der Lichtintensität auf Bestandeshöhe |
| DLI (tägliches Lichtintegral) | Gesamtmenge der empfangenen PAR-Photonen pro Quadratmeter und Tag | mol/m²/d | Abstimmen der Lichtmenge auf die Kultur |
Was bedeutet PPFD in der Praxis? Es ist der Wert, den Sie auf einem Quantenmessgerät (PAR-Messgerät) ablesen, das auf Blatthöhe gehalten wird. Volle Sommersonne zur Mittagszeit liefert ungefähr 2,000 µmol/m²/s, während ein typisches Anbauregal für Salat in Innenräumen mit etwa 200–300 µmol/m²/s über deutlich mehr Stunden betrieben wird.
Warum sind Lumen und Lux die falschen Einheiten für Pflanzen?
Lumen und Lux sind nach dem menschlichen Sehvermögen gewichtet, dessen höchste Empfindlichkeit bei grüngelbem Licht um 555 nm liegt. Pflanzen nutzen blaue und rote Photonen sehr effektiv, doch ein Luxmeter erfasst diese kaum. Deshalb kann eine Pflanzenlampe mit hohem Rotanteil einen niedrigen Luxwert anzeigen und dennoch eine hohe PPFD liefern. Bei Sonnenlicht entsprechen 1,000 Lux ungefähr 18–19 µmol/m²/s, doch die Umrechnung ändert sich mit jedem Spektrum. Deshalb bieten Lumenangaben keine verlässliche Orientierung. Verwenden Sie stattdessen einen Quantensensor oder die PPFD-Verteilungskarte des Herstellers.
Wie berechnen Sie den DLI, und wie viel Licht benötigen Pflanzen?
Sie berechnen das tägliche Lichtintegral, indem Sie die PPFD mit der Anzahl der Sekunden multiplizieren, in denen das Licht eingeschaltet ist, und das Ergebnis in Mol umrechnen: DLI (mol/m²/d) = PPFD × Beleuchtungsstunden × 0.0036. Beispielsweise ergeben 250 µmol/m²/s über 16 Stunden: 250 × 16 × 0.0036 = 14.4 mol/m²/d.
Der DLI ist die geeignetere Zielgröße, da Pflanzen auf die gesamte tägliche Lichtmenge reagieren. Sie können denselben DLI mit einer niedrigeren PPFD über mehr Stunden erreichen, was häufig kleinere und günstigere Beleuchtungsanlagen ermöglicht. Die Tabelle zeigt häufig genannte Ausgangsbereiche aus Quellen der universitären Fachberatung und der gartenbaulichen Forschung; Sorten und Anbausysteme unterscheiden sich.
| Kultur | Typischer Ziel-DLI (mol/m²/d) | Beispiel für PPFD und Photoperiode |
|---|---|---|
| Sämlinge und Jungpflanzen | Etwa 6–12 | 100–200 µmol/m²/s über 16–18 h |
| Microgreens | Etwa 6–12 | 100–200 µmol/m²/s über 16 h |
| Salat und Blattgemüse | Etwa 12–17 | 200–300 µmol/m²/s über 16 h |
| Basilikum und Küchenkräuter | Etwa 12–20 | 250–350 µmol/m²/s über 16 h |
| Erdbeeren | Etwa 15–25 | 300–450 µmol/m²/s über 14–16 h |
| Tomaten, Paprika, Gurken | Etwa 20–30 oder mehr | Häufig Sonnenlicht mit Zusatzbeleuchtung im Gewächshaus |
Mehr Licht ist nicht immer besser. Wenn der DLI bei Salat weit über dem Zielwert liegt, können Blattrandnekrosen auftreten. Eine hohe Lichtintensität ohne darauf abgestimmte CO2-Versorgung, Temperatur und Nährstoffversorgung verschwendet Strom. Kulturspezifische Hinweise finden Sie in unserem Leitfaden zum hydroponischen Salatanbau, unserem Microgreens-Leitfaden und unserem Beitrag zum Tomatenanbau in Innenräumen.
Welche Lichtfarbe eignet sich am besten für das Pflanzenwachstum?
Keine einzelne Farbe ist für das Pflanzenwachstum am besten: Pflanzen nutzen alle PAR-Wellenlängen für die Photosynthese, und jeder Farbbereich liefert zugleich Signale, die die Pflanzenform beeinflussen. Rote Photonen treiben die Photosynthese sehr effizient an, Blau hält Pflanzen kompakt, und eine ausgewogene Mischung mit Grün und einem gewissen Fernrotanteil führt meist zum besten Gesamtwachstum. Das beste Pflanzenlicht ist daher keine einzelne Farbe, sondern das passende Lichtspektrum in der richtigen Intensität. Die Tabelle fasst die Wirkung der einzelnen Farbbereiche zusammen.
| Wellenlängenbereich | Bereich (nm) | Hauptwirkungen auf Pflanzen |
|---|---|---|
| UV-A | 315–400 | Kann den Pigmentgehalt und die Blattdicke erhöhen; hohe Dosen verursachen Pflanzenstress |
| Blau | 400–500 | Kompakter Wuchs, dickere Blätter, Öffnung der Spaltöffnungen; ein zu hoher Anteil verringert die Blattentfaltung |
| Grün | 500–600 | Dringt tiefer in den Bestand und in die unteren Blätter ein; hilft Mitarbeitenden, Pflanzen deutlich zu erkennen |
| Rot | 600–700 | Sehr effizient für die Photosynthese; Hauptbestandteil der meisten Pflanzenlampenspektren |
| Fernrot | 700–750 (und darüber hinaus) | Blattentfaltung und Sprossstreckung; beeinflusst die Blüte; steigert gemeinsam mit Rot die Photosynthese |
Blaues oder rotes Licht für Pflanzen: Ist rotes Licht gut für Pflanzen?
Ja, rotes Licht ist gut für Pflanzen; bei den meisten Kulturen ist es pro Photon der effizienteste Wellenlängenbereich für die Photosynthese. Pflanzen, die ausschließlich unter rotem Licht wachsen, neigen jedoch zu Streckungswachstum und ungewöhnlicher Blattentwicklung. Deshalb wird ein blauer Lichtanteil ergänzt, bei gewerblichen Leuchten typischerweise etwa 10–30% der Photonen, um einen kompakten und normalen Wuchs zu erhalten. Klassische rot-blaue, violett wirkende Leuchten folgen diesem Prinzip; moderne Vollspektrumleuchten ergänzen Grün und Fernrot für ein natürlicheres Wachstum und bessere Sichtverhältnisse.
Was bedeuten die Lichtfarben von Pflanzenlampen und 6500K?
Kelvinwerte wie 3000K, 4000K oder 6500K bezeichnen die ähnlichste Farbtemperatur (CCT) und beschreiben, wie warm oder kühl weißes Licht auf Menschen wirkt. Eine Pflanzenlampe mit 6500K wirkt kühl und bläulich und hat einen höheren Blauanteil, der sich für Sämlinge, Stecklinge und Blattwachstum eignet. 3000–4000K wirkt wärmer und enthält mehr Rot, was häufig für blühende und fruchtende Kulturen bevorzugt wird. Die CCT bietet nur eine grobe Orientierung zum Spektrum; das Diagramm der spektralen Verteilung im Datenblatt ist wesentlich aussagekräftiger. Für Sämlinge ist kühlweißes oder blaureiches Licht mit mäßiger Intensität eine gute Wahl.
Wie groß sollte der Abstand zwischen Pflanzenlampen und Pflanzen sein?
Pflanzenlampen sollten so weit von den Pflanzen entfernt sein, dass sie die angestrebte PPFD gleichmäßig und ohne Hitze- oder Lichtstress liefern. Dies hängt stärker von der Lichtabgabe und der Abstrahlcharakteristik der Leuchte ab als von einem festen Abstandswert. LED-Leuchten mit geringer Leistung befinden sich nahe an der Kultur; leistungsstarke Leuchten hängen höher. Die Abstandstabelle nennt typische Ausgangswerte für LED-Leuchten, die mit einem PAR-Messgerät überprüft werden sollten.
| LED-Leuchtentyp | Typischer Abstand über dem Pflanzenbestand | Hinweise |
|---|---|---|
| Streifen, Röhren und kleine Leuchten (etwa 10–40 W) | 10–30 cm (4–12 in) | Anzuchtregale, Microgreens, Growschränke |
| LED-Lichtleisten in vertikalen Anbauregalen (jeweils etwa 30–100 W) | 15–40 cm (6–16 in) | Blattgemüse und Kräuter auf mehrstöckigen Anbauregalen |
| Paneele mittlerer Leistung (etwa 100–300 W) | 30–60 cm (12–24 in) | Growzelte, kleine Räume, einzelne Kulturtische |
| Leistungsstarke Leuchten zur Belichtung von oben (etwa 400–1,000 W) | 45–90 cm (18–36 in) | Hochwachsende Kulturen, hohe Decken, Gewächshäuser |
Wie weit sollten Sämlinge von einer Pflanzenlampe entfernt sein? Üblicherweise ist der Abstand gleich groß oder etwas größer als bei ausgewachsenen Pflanzen, wobei die Leuchte so gedimmt wird, dass die PPFD bei etwa 100–200 µmol/m²/s bleibt. Ausgebleichte oder vergilbende obere Blätter und eingerollte Blattränder deuten auf einen zu geringen Abstand oder zu starkes Licht hin; gestreckte, blasse Pflanzen sprechen für zu wenig Licht. Unser Ratgeber zu Aussaat und Keimung behandelt die Ausstattung für die Pflanzenvermehrung.
Das Abstandsgesetz, nach dem die Intensität mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt, gilt streng genommen nur für eine Punktquelle. Anordnungen aus LED-Lichtleisten über einem reflektierenden Anbauregal verhalten sich eher wie eine großflächige Lichtquelle, sodass die PPFD mit zunehmendem Abstand langsamer abnimmt. Deshalb sind Messungen aussagekräftiger als Faustregeln.
Wie messen Sie PAR und PPFD?
Sie messen PAR mit einem Quantensensor, einem handgeführten oder fest installierten Messgerät, das Photonen zwischen 400 und 700 nm zählt und die PPFD anzeigt. Smartphone-Apps können grobe Schätzwerte liefern, sind für betriebliche Entscheidungen jedoch nicht zuverlässig genug.
- Verwenden Sie einen Vollspektrum-Quantensensor, der für LED-Licht kalibriert ist; ältere Sensoren können Tiefrot und Blau zu niedrig erfassen.
- Messen Sie auf Bestandeshöhe mit waagerecht ausgerichtetem Sensor, nachdem die Leuchten etwa 15–30 Minuten aufgewärmt sind.
- Erfassen Sie Messwerte in einem Raster, beispielsweise alle 15–30 cm über jede Regalebene oder jeden Kulturtisch hinweg, einschließlich der Ränder und Ecken.
- Berechnen Sie Mittelwert und Gleichmäßigkeit. Teilen Sie den niedrigsten Messwert durch den Mittelwert; Werte um 0.7–0.8 oder höher zeigen eine gute Gleichmäßigkeit an.
- Rechnen Sie in den DLI um, indem Sie Ihre Photoperiode berücksichtigen, und passen Sie Dimmung, Höhe oder Beleuchtungsdauer an, um den Zielwert der Kultur zu erreichen.
- Wiederholen Sie die Messungen regelmäßig, da die Lichtabgabe von LED langsam nachlässt und Staub auf den Linsen die Lichtmenge verringert.
Welche Lichtfarbe zieht Insekten an, und welche nicht?
Die meisten nachtaktiven Fluginsekten werden am stärksten von ultraviolettem und blauem Licht, also kurzen Wellenlängen, angezogen. Warmweißes, gelbes, bernsteinfarbenes und rotes Licht zieht dagegen weniger Insekten an. Keine sichtbare Lichtfarbe ist vollständig insektenfrei, doch langwelliges Licht ist die übliche Wahl, wenn Sie eine Beleuchtung wünschen, die keine Insekten anzieht.
- Zieht rotes Licht Insekten an? Im Allgemeinen weniger als weißes oder blaues Licht, da viele Insekten Rot schlecht wahrnehmen. Rotes Licht vertreibt Insekten jedoch nicht.
- Insektenvernichter und UV-Mückenlampen nutzen UV-A und blaues Licht, um Insekten anzulocken; landwirtschaftliche Insektenvernichterlampen verwenden dasselbe Prinzip in größerem Maßstab. Lesen Sie unseren Sicherheitsratgeber für Insektenvernichter.
- Werden kleine Mücken von blauem Licht angezogen? Kleine Zweiflügler wie Trauermücken können von Lichtquellen angezogen werden. In Anbauräumen lassen sie sich jedoch besser durch die Regulierung der Substratfeuchte und den Einsatz von Gelbtafeln bekämpfen, die die Anziehungskraft gelber Flächen auf Insekten nutzen. Lesen Sie unseren Ratgeber zu Gelbtafeln.
In geschlossenen Indoor-Farmen hat die Lichtfarbe der Pflanzenlampen im Vergleich zu Abdichtung, Hygiene und Insektenschutzgittern an Türen und Lufteinlässen nur geringen Einfluss auf den Schädlingsdruck.
Nächste Schritte
Photosynthetisch aktive Strahlung macht aus Vermutungen zur Beleuchtung messbare Werte: Wählen Sie einen DLI für die Kultur, rechnen Sie ihn in PPFD und Photoperiode um, wählen Sie ein Spektrum für ausgewogenes Wachstum und messen Sie auf Bestandeshöhe. Mars Vertical Farm legt die Beleuchtung seiner Container- und Indoor-Pflanzenfabriken, wie unserer Indoor-Pflanzenfabrik für Blattgemüse, anhand kulturspezifischer DLI-Zielwerte aus. LED-Spektrum, Montagehöhe und Dimmung werden für jede Ebene eingestellt. Teilen Sie uns Ihre Kultur und Anbaufläche mit, damit unsere Ingenieure ein maßgeschneidertes Beleuchtungs- und Anbausystem direkt ab Werk vorschlagen können.
