Nach dem 1 Teil Grow Guide: Cannabis-Anbau Indoor vs. Outdoor (1/9) hier nun Grow Guide Teil (2/9):
Grow Guide (2/9): Entscheide dich für ein Pflanzenlicht (falls indoor!)
Der Markt an Pflanzen-Beleuchtung hat sich im letzten Jahrzehnt um 180° gedreht. Eine Begleiterscheinung des Booms von Smartphones, Flatscreens, und dem Wegfall von Halogen-Glühbirnen war die Entwicklung von Hochleistungs-LEDs. Diese Entwicklung haben sich zahlreiche Elektronik-Firmen doppelt zu Nutze gemacht, indem Unternehmen wie Samsung ihre LEDs aus der Unterhaltungs-Elektronik in Pflanzen-Licht gepackt haben.
Auf der anderen Seite steht die altbewährte Natriumdampflampe, oder auch NDL oder HPS genannt. Dabei handelt es sich um eine leistungsfähige Glühbirne gefüllt mit Natrium, welches unter Strom Licht ausstrahlt. Diese Lampe hat schon Billionen von Betriebsstunden in Gewächshäusern und Indoor-Anlagen weltweit erreicht. Auch meine praxisbewährte Gartenbau-Professorin für Zierpflanzenbau konnte mir 2018 zwar stundenweise Praxiserfahrungen mit NDL-Lampen erzählen, aber über LED: Nada. Niente. Ein Glück hatte ich einen Professor für Gemüsebau, der ein Indoor-Projekt mit spektral gesteuerten Hightech-LEDs über Ingwer initiiert hat. Ok, der hat aber auch schon mit der Nasa geforscht und war in 5 Ländern Professor für Horticulture / Gartenbau – da liegt eine gewisse Innovationskraft im Blut schätze ich.
Lange Rede kurzer Sinn: Bei NDL- und LED-Grow-Lampen treffen Welten aufeinander. Im folgenden Absatz bringen wir Licht ins Dunkel!
2.0. Pflanzen-Licht-Begriffe
Allen Licht-Forschungsinteressierten möchte ich DIESEN umfassenden Artikel über Licht ans Herz legen. Dort findest Du alle wichtigen Begriffe, Wechselwirkungen, Raffinessen und Rechenspiele über Pflanzenlicht. In diesem Grow-Guide möchte ich nur die wichtigsten Parameter kurz erklären. Denn Licht sorgt schnell für Missverständnisse und als teuerste Komponente sollte eine Pflanzenlampe mit Bedacht gewählt werden.
Licht ist nicht gleich Licht
Die wichtigste Grundlage liegt im Verständnis, dass wir Menschen Licht anders wahrnehmen als Pflanzen. Unser sichtbares Licht ist in mehrere Abschnitte eingeteilt, die man an glücklichen Tagen auch an einem Regenbogen ablesen kann. Die Farben schichten sich von violett über blau, grün, gelb bis rot. Licht besteht aus Wellen. Genauso wie Radio, Mobilfunk, GPS, Schall. Jede dieser ganz unterschiedlichen Wellen hat natürlich ganz spezielle Längen, was man an der sogenannten Wellenlänge misst. Du kannst dir das wie bei einer Welle im Meer vorstellen, man misst die Wellenlänge von Wellenkamm zu Wellenkamm. Nur sind die Wellenlängen des sichtbaren Lichts nicht mehrere Meter lang, sondern lediglich 400 – 700nm (Nanometer). 400nm Wellen entsprechen blauem Licht und 700nm rotem.
So viel Theorie! Doch das Lichtspektrum ist der größte Unterschied zwischen LED und NDL-Lampen und ich halte es für nützlich, als Gärtner auch etwas Hintergrundwissen in den Grow reinzubringen. Die Details zu den einzelnen Lampen-Typen folgen nach dem Basis-Wissen.
Lumens are for humans
Jahrzehntelang wurde in der Gartenbau- und Gewächshaus-Literatur die Lichteinheit Lumen verwendet. Dabei könnte die Einheit nicht schlechter gewählt sein, um die Lichtstärke für Pflanzen auszudrücken. Denn Lumen ist eine Einheit, die angibt, wie stark das für den Menschen visuell empfundene Licht ist. Blöderweise sieht der Mensch ausgerechnet die grünen Licht-Wellenlängen besonders stark. Rotes und Blaues Licht sehen Menschen im Gegensatz zu grünem Licht nur etwa 2% so stark. Das heißt, um genau so viel rot wie grün visuell wahrzunehmen, müsste man einem Menschen eine 1 Watt Lampe mit grünem Licht vorsetzen und eine 50 Watt starke Lampe mit rotem Licht.
Die Natur wäre nicht die Natur, wenn Pflanzen das gleiche Licht wie wir Menschen sähen. Pflanzen nehmen ausgerechnet das rote und blaue Licht besonders intensiv wahr, während sie das grüne Licht weniger intensiv wahrnehmen, will heißen, dass sie weniger Energie mit grünen Wellenlängen herstellen können. Wahrnehmen heißt im Kontext von Pflanzen photosynthetische Aktivität. Pflanzen benötigen das Sonnenlicht also nicht für visuelles Orientieren mit zwei kleinen Augen, sondern absorbieren über die gesamte Oberfläche der Blätter Sonnenlicht, um Energie zu erzeugen. Rotes und blaues Licht wird zu großen Teilen absorbiert und für die Aufspaltung von Wasser für die Photosynthese genutzt, während grünes Licht von den Blättern zu einem großen Anteil wieder reflektiert wird. Dieses reflektierte Licht ist es erst, welches uns Menschen Blätter und Stängel von Pflanzen grün sehen lässt. Denn von Pflanzen kommt schließlich fast nur grünes Licht an unseren Sehnerven an, da rot und blau von den Blättern absorbiert werden. Das nur am Rande, aber immer wieder good to know.
PPFD für die Pflanzenlicht-Messung
100 Lumen für Menschen entsprechen unserem Spektral-Modell folgend „4 Pflanzen-Lumen“ (blau 2% + rot 2%). Klar, Modelle sind immer stark vereinfacht und bei genauerem Hinschauen in unserem Grow-LED-Ratgeber werden diese klar. Jedoch zeigt dieses Rechenspiel, dass Lumen nicht für Pflanzen geeignet sind und wir „Pflanzen-Lumen“ brauchen. Also eine Lichteinheit, die ausdrückt, wie viel Licht ein Blatt empfängt. Da Gärtner supernerdige Naturwissenschaftler sind, haben sie eine triviale Einheit gefunden: Photosynthetische Photonenstromdichte. Okay, zugegebenermaßen alles andere als trivial!
Kurz erklärt: PPFD besagt, wie viele Lichtteilchen (Photonen) in einer Sekunde auf einem Quadratmeter auftreffen. Die Anzahl Photonen wird in µmol angegeben, PPFD dementsprechend in µmol/m2/s ausgedrückt.
Das alles ist wichtig, weil es bei der Wahl einer Pflanzenlampe um nichts anderes geht, als der Pflanze die optimale Menge Licht für ein bestimmtes Wachstumsstadium an die Hand zu geben. Die Lichtstärke vieler Pflanzenlampen wird heutzutage in PPF angegeben, weshalb man daraus viele Ableitungen für den eigenen Grow vornehmen kann. Kleine Rechenhilfe: Ist eine Pflanzenlampe mit 600 PPF angegeben und man hängt sie in ein 1,2×1,2m-Zelt (1,44m2), so beträgt der PPFD-Wert 600/1,44 = 416 PPFD.
Jungpflanzen benötigen bei Einsteigern nicht mehr als 100 µmol/m2/s, fortgeschrittene Grower können ihren Pflanzen in diesem Stadium bis zu 500 µmol/m2/s geben. Für hohe Lichtmengen müssen aber auch alle anderen Parameter wie Pflanzenernährung, Luftfeuchtigkeit, Wurzeltemperatur, CO2-Gehalt und Temperatur optimal sein.
Später in der Blüte kommen Pflanzen dann übrigens mit 1000 µmol/m2/s zurecht – solange alles drumherum soweit passt.
Auch wenn du in der Praxis nie mit den PPFD-Werten arbeiten wirst, so ist nun zumindest das Verständnis da, dass viele Lampen für die helle Erleuchtung des Wohnzimmers noch lange nicht hell für Pflanzen sein müssen. Genauso können wir Menschen mit unseren Augen nicht einschätzen, wie hell eine Pflanzen-Lampe für Pflanzen ist. Deswegen Finger weg von 10-Watt-Wohnzimmer-Lampen. Und wenn ihr wisst, dass eure Lampe extrem viel Power für Pflanzen hat, dimmt sie runter oder vergrößert den Abstand von der Lampe zur Pflanze lieber etwas zu großzügig. Licht ist sehr wichtig und sowohl zu wenig, als auch zu viel Licht kann kontraproduktiv für das Pflanzenwachstum sein.
2.1. Natriumdampflampen – NDL – HPS
Forschungen haben gezeigt, dass Leuchtmittel mit unterschiedlichen Spektren für unterschiedliche Wuchsstadien optimal geeignet sind. So verspricht man sich von blauem Licht beispielsweise kurze, kompakte Pflanzen, was man im Indoor-Umfeld mit begrenzter Höhe gut gebrauchen kann. Natriumdampflampen haben zwar ein gelbes Spektrum, aber zum Glück auch einen interessanten Artverwandten: Die Halogen-Metalldampflampe, kurz MH genannt.
MH und CMH Pflanzenlampen für die Wachstumsphase
Eine MH-Lampe sieht auch aus wie eine aufgeblasene Leuchtstoffröhre, weist jedoch im Vorteil zur klassischen NDL-Dampflampe ein deutlich breiteres Spektrum auf. Das Spektrum einer MH-Lampe reicht sogar bis ins unsichtbare, fürs menschliche Auge gefährliche UV-Lichtspektrum – für Pflanzen ein Segen, denn Forschungen und Praxiseinsätze haben ergeben, dass Cannabis unter UV-C-Licht beleuchtet erheblich mehr THC und Terpene ausbilden kann.
MH-Lampen eignen sich besonders gut für die Jungpflanzenzucht. Und da Jungpflanzen zeitlich gesehen vor den Blüten wachsen, möchte ich an der Stelle die unscheinbare MH-Lampe vorstellen. Ihren perfektionierten großen Bruder, die CMH-Lampe, haben wir in DIESEM Artikel verglichen. Oftmals sind MH-Lampen in kalten bzw. blauen Farben erhältlich, ausgedrückt in bspw. 7200 K. Blaues Licht hält die sogenannten Internodien-Abstände von Pflanzen kurz, also den Abstand zwischen zwei Nodien oder auf Deutsch die Abstände zwischen Zwei Ast-Abgängen. Das ist platzsparend und hält die Pflanzen niedrig. Das ist besonders wichtig in niedrigen Grow-Räumen. Und immer daran denken: Je nach Strain können Cannabis-Pflanzen in der Blüte-Phase noch mal das 2-4-fache an Höhe dazugewinnen.
NDL-Lampen für die Blüte-Phase
Für die Blüte-Phase schwören viele NDL-Grower nach wie vor auf die kraftvolle Wärme der Natriumdampflampen. Wärme trifft es sogar ziemlich gut, denn im Gegensatz zu LED-Lampen strahlen Dampflampen ca. 4x so viel Strahlungswärme ab. Das ist eine Wärmeenergie, die an die Luft kaum Wärme abgibt, aber dafür umso mehr die (Blatt)-Oberfläche erhitzt, auf der die Strahlen auftreffen. Gerade in Sommertagen ist dieser Umstand absolut hinderlich und birgt immense, versteckte Klima-Kosten oder eben Ertragseinbußen. Sustainability in a nutshell. Ah, und nicht zu vergessen: Nicht nur, dass eine NDL von 100 Watt ganze 66 Watt in Form von Wärme abgibt, nein, übrig bleiben auch nur noch 34 Watt Licht-Energie :D. Zum Vergleich: Eine LED erzeugt ca. 50% Licht und 50% Wärme. Auf Grund dieses Rechenspiels verbrauchen NDL-Lampen etwa 30-40% mehr elektrische Energie (Strom) als NDLs.
Natrium-Dampflampen strahlen besonders viel rotes und gelbes Licht ab. Das führt zu einer starken Anregung der Photosynthese und damit der Energie-Gewinnung der Pflanze. Da NDL-Lampen sehr viel Abwärme erzeugen, sind sie besonders in Indoor-Anlagen mit hoher Deckenhöhe und Gewächshäusern im Einsatz. Die NDL-Lampen sind so aufgehängt, dass die einzelnen Lichtkegel sich überlappen und auf Pflanzenhöhe ein gleichmäßiges Meer aus Licht ankommt. Ich könnte Bücher darüber schreiben, wie großartig hohe Montagehöhen und NDL-Lampen harmonieren. Im heimischen Grow-Zelt sieht es jedoch meist anders aus: 2m Deckenhöhe geben hier den Takt vor. Keine Höhe, die das Licht einer NDL-Lampe gleichmäßig verteilen kann. Für einzelne, buschige Pflanzen sieht es hingegen gut aus, denn die Symmetrie der Lichtverteilung der Dampfdrucklampe harmoniert mit der runden Symmetrie der Pflanze. Diese Vorgehensweise ist allenfalls unwirtschaftlich, aber Hobby’s müssen ja nicht immer durchkalkuliert sein. Anders ist es allerdings, wenn man auf eine gewisse Ausbeute angewiesen ist, beispielsweise durch Krankheit oder Anbau für den Großmarkt.
Ein riesiger Vorteil von Natrium-Dampflampen ist ihr unschlagbarer Preis. Auf lange Sicht gerechnet, amortisiert sich eine LED jedoch durch ihren geringen Stromverbrauch nach einigen Grow-Durchgängen durch die geringere Stromrechnung. Je nach Preisen sollte dies nach spätestens drei Jahren der Fall sein.
2.2. Grow LED
Grow-LED-Lampen sind teuer. Weil sie bei gleichem Stromverbrauch mehr Lichtleistung rausbringen als NDL-Lampen. Wenn LEDs sehr billig sind, erbringen sie in 90% der Fälle auch nicht mehr Lichtleistung als ihre NDL-Pendants. LED-Chips sind teuer, dazu die Steuergeräte und Rahmenmaterial. Doch zum Glück leben wir im 21. Jahrhundert und einer der größten Fernseher-Produzenten mit Millionen von kleinen LEDs pro Gerät versorgt mit dem Überschuss aus der Produktion nebenbei noch den internationalen Gärtner-Fachbedarf. Massen-Hersteller wie Samsung machen die LED erschwinglich, mit 200 Watt kann man bereits einen Quadratmeter bestückt mit Pflanzen ausleuchten.
LED: Mit diesen Tipps maximierst Du deinen Gramm / Watt Ertrag
Wer so wenig Strom bei so viel Ertrag wie möglich verbrauchen möchte, sollte sich an folgende Faustregel halten: Viele Gramm (getrocknete Blüten) pro Watt (Lichtleistung) erntet, wer so wenig Licht wie möglich und so viel Licht wie nötig gibt. Wenn eine Cannabis-Sorte laut Angaben 500g pro Quadratmeter ernten kann, braucht man nicht 500 Watt LED pro m2 installieren. Erfahrene Grower erzielen Ergebnisse jenseits der 2g/Watt-Marke – fahren also gut mit einer LED-Leuchte mit 250 Watt Leistung. Wer mehr Licht gibt, bekommt in der Regel auch mehr – aber es ist wie beim Afterburner im Jet oder der CPU im Computer: Jedes Gramm Ertrag mehr benötigt einen immer höheren Wert Lichtenergie. Bei diesem Vorgehen sinkt das Verhältnis zwischen Gramm / Watt.
Grow LEDs haben einen immensen Vorteil gegenüber Natrium-Dampf-Lampen: Sie werden nicht so heiß. Das heißt, dass sie nicht nur weniger Strom verbrauchen, weil sie ja auch keinen Strom benötigen, um die ganze überschüssige Wärme einer NDL zu erzeugen. Nein, das heißt auch, dass man weniger Kosten bei der Stromversorgung der Abluft-Ventilatoren erzeugt. Im Winter ist die zusätzliche Wärme der NDL indes ein sicherer Vorteil. Doch da empfiehlt sich in Kombination mit LED ein gasbetriebenes Heizgerät, welches gleich auch für den nötigen CO2-Gehalt sorgt. Good to know: Es ist deutlich günstiger, mit einer Gas- oder Ölheizung zu heizen, als mit einer Elektroheizung oder NDL-Lampe.
LED: Spektrum ist King
Praktisch ist bei LED eine Sache: Durch modernste Technik kann man LEDs in zahlreichen Farbspektren herstellen. So gibt es beispielsweise LEDs, welche 660nm rot abstrahlen. Oder 380nm UV-C, für die THC-Werte. Während manche Lichtspektren für die Photosynthese verantwortlich sind, fungieren andere Farben wie Infrarot (IR) als Signalgeber. Mit IR kann man die Blütezeit verkürzen und das Längenwachstum steuern. Verschiedene Lichtspektren sind wahrscheinlich sogar in der Lage, die Ausprägung gewisser Terpene und Cannabinoide in der Cannabis-Pflanze zu modulieren. Doch da steckt die Forschung gerade drin – Ergebnisse aus Privatwirtschaft erreichen uns jedoch immer öfter. Und es sieht vielversprechend aus, was die Spektren so alles draufhaben können.
LED-Lampen gibt es in allen Größen und Formen. Von der 30W-LED bis zum 3kW-LED-Monster findet man alles auf dem Markt. Manche Leuchten sind dimmbar, manche nicht. Manche LEDs, besonders Flat Boards von Samsung, haben fest eingestellte Farbtemperaturen des Lichtes (was die Lampen effizient macht). Hier lohnt es sich wie bei MH und NDL zu differenzieren.
Für Jungpflanzen empfiehlt sich auch bei LED-Grow-Lampen ein kaltes Licht. LED mit Farbtemperaturen um die 5000 K aufwärts werden dafür empfohlen. 8000 K sind auch okay. Und mal von LED abgesehen: Für kleine Pflanzen taugen auch immer die guten alten T5- oder T8-Röhren-Lampen – ganz ohne LED, dafür günstig und effizient.
Pflanzen in der Blüte werden am liebsten mit einem Licht bestrahlt, das eine wärmere Farbtemperatur besitzt. 3000 oder 3500 K sind hierfür eine gute Wahl. Fürs Wachstum sind 5000-8000K Lampen ein rundum-sorglos-Paket.
Besonders sind wir begeistert von Pflanzen LEDs, deren Spektrum man frei einstellen kann. Grow LEDs der Marke Greenception beispielsweise lassen sich in bis zu 5 Kanälen (Farben) steuern – sodass für jedes Wachstumsstadium und zukünftige Erkenntnisse immer das richtige Spektrum in der Lampe vorliegt. Im nächsten Bild seht ihr beispielhaft die Steuer-Software für mehrkanaliges Licht:
Quantum Boards vs. COBs
Bei LEDs haben sich zwei grundlegende Bauweisen herauskristallisiert: Flat-Boards und COB-LEDs. Der Unterschied: COB-LEDs beleuchten schon zu viert einen Quadratmeter, auf Flat Boards sind dafür 500 LEDs nötig. COBs („Chip on Board“) laufen auf viel höherer Leistung, geben deutlich mehr Licht und Wärme ab und da sie so wenige sind, muss eine COB-Grow-LED für eine optimale Lichtverteilung in einer gewissen Höhe über den Pflanzen hängen. Empfohlen werden oft > 45cm Abstand zwischen COB und Pflanze. Das wiederum führt zu einer höheren benötigten Gesamtlichtleistung, da Licht mit jedem Zentimeter mehr Abstand an Intensität verliert.
Dem gegenüber stehen die Flat Boards, von Samsung bspw. mit Markenname Quantum Board erhältlich. Sie besitzen hunderte kleine LEDs, die mit sehr geringer Stromstärke laufen. Da ein Flat Board so viele LEDs hat, verteilt sich das Licht gleichmäßig unter solch einem LED-Board. Da die LEDs auf deutlich geringerer Stromstärke laufen und die Ausleuchtung dicht unter dem Board schon gleichmäßig ist, kann man Flat Boards sehr tief über die Pflanzen hängen. Manche Grower schaffen in der Blüte 10cm Abstand, ich empfehle zur Sicherheit mindestens 30cm für den Anfang zu wählen. Eine zu dicht an der Lampe stehende Pflanze erkennt man daran, dass der Headbud sich albinoartig weiß verfärbt – man spricht dann von „Light Burn“.
Bei Jungpflanzen kann ich empfehlen, die Boards 60-80cm von den Pflanzen entfernt zu positionieren. Man kann sich dann in kleinen Schritten nach unten bewegen und die Pflanzen so schon früh an starkes Licht gewöhnen. Bewährt haben sich auch dimmbare Lampen, verfügbar im LED-, als auch im NDL/CMH-Bereich. Denn dimmbare Pflanzen-Leuchten können statt höher gehängt zu werden einfach in ihrer Leistung gedämmt werden, was einen sehr positiven Effekt auf die Stromrechnung hat.
⁄Titelbild: GC Bar 8 von Greenception Copyright Lorenz Minks
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Disclaimer: Dieser Grow-Guide richtet sich an all unsere Leser im legalisierten Ausland, wo der Anbau von Cannabis zu Hause bereits erlaubt ist. Wir weisen ausdrücklich darauf hin, dass der Anbau von Cannabis in vielen Ländern nach wie vor illegal ist und rufen zum Beachten der lokalen Gesetze auf. Wenn Du mit der Politik und Gesetzgebung Deines Landes unzufrieden bist, demonstriere dagegen. In vielen Ländern sind Gesetze änderbar und nicht statisch.
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