CMH-Lampen im Vergleich mit LED und NDL Grow-Lampen

Zu unserem noch umfangreicheren Grow-LED-Ratgeber: [Klick mich hart]

Noch nie was von einer CMH-Lampe gehört? Dann geht es dir genauso wie meinem gestrigen Ich. Ich befand mich gerade auf der Suche nach den perfekten Lampen für einen Test-Grow im legalen europäischen Ausland, als mich zufällig mein Kontakt bei Illo Seeds darauf aufmerksam machte, dass er seinen nächsten Grow dann wohl endlich mit einer CMH-Lampe ausleuchte. Die für mich völlig neue und bis dato unbekannte Technologie hat mich natürlich sofort Meister Google anwerfen lassen, um in Erfahrung zu bringen, worum es sich bei CMH-Lampen überhaupt handle. Ergebnis: Bei den „Keramik-Metall-Halogen-“ ausgeschriebenen Lampen handelt es sich ähnlich wie bei NDL- oder MH-Lampen um sogenannte Gasentladungs-Lampen. Also ein alter Hase? Nicht ganz.

Schon der Vorgänger der Keramik-Metall-Halogen-Lampe, die Quartz-Halogen-Metall-Lampe, stellt eine deutliche Verbesserung zu der durch den enorm günstigen Preis so weit verbreiteten Natrium-Dampflampe (NDL) dar. Denn im Gegensatz zur NDL, welche lediglich ein kleines Spektrum um 590nm Lichtwellenlänge abdecket, emittiert auch die Quartz-Halogen-Metall-Lampe schon ein deutlich größeres Spektrum an verschiedenen Lichtfrequenzen/Wellenlängen/Farben. So viele Zahlen, die erst einmal in Zusammenhang gebracht werden sollten. Egal ob Frequenz, Wellenlänge oder wahrgenommene Farbe von ausgesandtem Licht: Jede dieser physikalischen Größen beschreibt den gleichen Sachverhalt. In der Pflanzenbeleuchtung hat sich für die Beschreibung von Lichtspektren die Wellenlänge durchgesetzt. Eine kurze Wellenlänge um 400nm beschreibt so beispielsweise hochenergetisches, blaues Licht, während langewelliges Licht um 600nm niedrigenergetischeres, rotes Licht erzeugt.

Im Vergleich zur Natriumdampflampe (NDL) hat die CMH-Lampe ein sehr breites Spektrum und geht sogar in den UV-A-Bereich, was kaum eine LED schafft.

Nun benötigt die Pflanze zum initialen Wachsen und Ausprägen der Sprossachse und Verzweigungen besonders das blaue Lichtspektrum, während sie für Ausprägung praller Blüten pauschal gesagt vor allem rotes Licht benötigt.

Interessant ist, dass sich die Pflanze zum Betreiben von Photosynthese besonders bei den mittleren Spektren bedient.

Die niederfrequenten ultravioletten Lichtanteile vor dem blauen Licht und die hochfrequenten infraroten Lichtanteile nach dem roten Licht spielen beim Wachstum erst einmal keine große Rolle, zur Bedeutung von UV-Licht bei der Blüte kommen wir in einem späteren Abschnitt zurück. Generell ist die Cannabis-Forschung aber noch nicht soo weit, als dass sich diese Aussagen mit Fug und Recht unterschreiben ließen.

Was sich jedoch mit hoher Sicherheit unterschreiben lässt, ist der Fakt, dass Pflanzen vor allem das Lichtspektrum zwischen 400nm und 700nm mit Ausnahme der weiter unten beschriebenen „Grünlücke“ zum Betreiben der energieversorgenden Photosynthese nutzen. Besonderheit: Besonders effektiv werden die konkreten Wellenlängen um 420nm und 680nm genutzt. Sendet eine Lampe also überdurchschnittlich viel Licht dieser speziellen Wellenlängen ab, könnt ihr damit rechnen, dass auch euer Ertrag pro Watt in die Höhe schießt. Eine Lampe, die Energie aufbringt, um von der Pflanze nicht nutzbares Licht zu produzieren, arbeitet dementsprechend nicht effizient. Das gleiche gilt für eine Lampe, die nichts von dem Licht absondert, welches von der Pflanze für die Photosynthese benötigt wird. Bei beiden Varianten wird unnötiges oder nur marginal nutzbares Licht emittiert, was zwar Strom verbraucht, aber allenfalls schlechte Ergebnisse mit sich zieht.

Um Energie zu gewinnen absorbiert die Cannabis-Pflanze blaues und rotes Licht („PAR“). Sehr gut erkennbar die „Grünlücke“ – Licht, welches die Pflanze nicht verarbeiten kann und deshalb reflektiert. [Quelle] SL = sichtbares Licht, PAR = photosynthetisch aktives Licht
Nun hat die NDL im klassischen Sinne ein seeehr kleines Spektrum bei 589nm +-1. Da bei Emission nur EINER Frequenz auch nur eine Lichtfarbe abgestrahlt wird, spricht man von monochromatischem Licht. Diese eine Frequenz ist allerdings mit Blick auf die vorhergehenden Gedanken zu photosynthetisch verwertbarem Licht nicht geeignet zur Aufzucht von Pflanzen. Für pflanzeninterne Prozesse und Photosynthese müssen die verschiedensten Pigmente von zahlreichen, unterschiedlichen Wellenlängen gereizt werden, um pflanzeninterne Prozesse und Wachstumsstrategien anzuregen. Auch Teile des Grünspektrums werden somit absorbiert, vor allem in tiefen Blattschichten.
Bei NDL-Lampen zur Pflanzenaufzucht wird deshalb das eigentliche Natrium-Spektrum von 589nm so gestreckt, dass das neue Spektrum sowohl unter diesen Wert bis in ins grüne (550nm) reicht und über diesen Wert im roten Bereich bis 670nm oder selten mehr geht. Gute NDL haben also ein Spektrum von ungefähr 550nm bis 680nm.

Das ist mit Blick auf das von der Pflanze photosynthetisch verwertbare Licht jedoch allenfalls mittelgut.

Denn besonders das blaue Spektrum, welches für das Streckenwachstum der Pflanze wichtig ist und das tiefrote fehlen bei NDL-Lampen. Während blau wichtig für die Photosynthese in Chlorophyll A und B ist, wird bei tiefrot (730nm) ein Pigment des Phytochrom-Systems gereizt, welches beispielsweise zur Erkennung von Schatten fähig ist und auch darauf reagiert, indem entsprechende Wachstumsprozesse veranlasst werden. Blau und tiefrot fehlt bei den günstigen Natrium-Dampflampen. Somit muss die Pflanze die zum Wachstum nötige Energie aus den deutlich weniger nutzbaren Licht-Spektren aufnehmen. In der Praxis bedeutet das, dass für einen optimalen Grow mit einer NDL im Vergleich zur Sonne oder LED durch Wegfall des halben Spektrums mehr Zeit oder elektrische Energie aufgewendet werden muss, um eine bestimmte Höhe mit entsprechenden Internodien-Abständen zu erreichen. Zumindest in der Wachstumsphase. Grund dafür ist neben der hohen Abwärme auch das anteilsmäßig große grüne Spektrum bei NDL-Lampen – Licht, welches die Pflanze in etwa nur zur Hälfte in Energie umwandeln kann im Vergleich zu hellrotem und blauen Licht.

Doch zum Glück hält der Markt seit etlicher Zeit mit Einzug der LED-Technik Leuchten bereit, die das gesamte von der Pflanze für die Photosynthese benötigte Spektrum abdecken und im Fall teurer Modelle dabei noch besonders auf die benötigten Spitzen der Chlorophyll Pigmente A und B bei 430nm und 660nm spezialisiert sind. Nun haben LEDs aber zwei Nachteile: Erstens sind sie ziemlich teuer und zweitens emittieren sie 2018 bis auf ein paar Vorreitermodelle kein ultraviolettes (UV) Licht.

Doch zum Glück bin ich ja über die CMH-Lampen gestolpert

Denn CMH-Lampen sind erstens um einiges billiger als LED-Lampen, zweitens sondern sie ein ziemlich komplettes Lichtspektrum ab und drittens gehört dazu auch das mystifizierte UV-Licht, von welchem Grower ausgehen, dass es für besonders hohe THC-Werte sorge. Das hätten Ergebnisse gezeigt, die den THC-Wert von in alpinen Regionen wie dem Himalaya gewachsenen Pflanzen untersuchten. Erfahrungsgemäß bilden berühmte Afghani-, Nepal- oder andere Indicasorten, welche aus dem Hochland stammen, mehr THC aus. Experten gehen davon aus, dass dies an den höheren UV-Belastungen liegt, die bei großen Höhen durch die Nähe zur Sonne und mangelnde Filterung durch bodennahe, partikelreiche Luftschichten auftritt.

Keramik-Metalldampf-Halogenlampen besitzen im Gegensatz zu den herkömmlichen, nachteilbehafteteren Quartz-Halogen-Metalldampflampen Gasentladungsröhren aus Keramik statt Quartz-Glas. Das bringt entscheidende Vorteile mit: Da Keramik widerstandsfähiger als Quartzglas ist, kann die Röhre mit höheren Temperaturen betrieben werden, ohne zu bersten. Das wiederum verbessert bzw. vergrößert das emittierte Lichtspektrum, da durch die höhere Temperaturbeständigkeit keine spezielle Gasmischung zum Senken dieser Temperaturen eingesetzt werden muss. Solch ein Gasgemisch grenze das Spektrum nämlich ein, was ja nicht im Sinne unserer Pflanze sein kann.

Kleiner Exkurs in die Welt der Spektren:

Auf jeden Fall zum Gärtnern geeignet ist eine Lampe, die wie Tageslicht oder zumindest weißes Licht aussieht. Weißes Licht kommt nämlich nur zu Stande, wenn alle Frequenzen/Wellenlängen des Lichtspektrums (im richtigen Verhältnis) vorhanden sind. Allerdings ist solch eine Lampe fürs Gärtnern nicht unbedingt effizient, da die Pflanze ja wie besprochen nur bestimmte Wellenlängen zu einem sehr hohen Anteil zur Photosynthese verarbeitet.
Noch ein kleiner Ausflug in die Botanik, dann geht es auch gleich mit der CMH-Lampe weiter: Die sogenannte „Grünlücke“, also jene Frequenzen im grünen Farbspektrum, die nur zu etwa 50-70% photosynthetisch genutzt werden können, erkennt man anhand der grünen Farbe der Blätter auch in der Realität, denn an der Stelle wird grünes Licht reflektiert. Die Chloroplasten eines Blattes absorbieren zum Großteil zwar blaues und rotes Licht, in Teilen jedoch auch grünes, was durch Pigmente wie Carotinoid bedingt ist. Es lässt sich allerdings resümieren, dass weißes Vollspektrum-Licht mit großem Grünanteil, wie es für uns Menschen als weiß erscheint, für die Pflanzen unvorteilhaft wäre. Denn wie in zweiter Grafik zu erkennen, kann die Pflanze aus rotem und blauen Licht mehr Energie gewinnen als aus grünem. Und als Signalgeber reichen auch leichte Anteile dunkelrot und grün, weshalb ein optimales Spektrum bei blau und rot seine maximale Intensität aufweist und bei grün eine Senke hat.

Doch zurück zu den CMH-Pflanzen-Lampen! Durch ihr sehr großes Farbspektrum, welches deutlich besser auf die Bedürfnisse der Pflanze zugeschnitten ist als beispielsweise bei einer NDL, fährt man mit einer CMH-Lampe ziemlich sicher mehr als ein Gramm pro Watt Ertrag an Ernte ein. Mit einer 315 Watt CMH-Lampe kann man unter ansonsten gleichen Bedingungen locker den Ertrag ernten, als wenn man eine 600 Watt NDL nutzen würde. Das kommt vor allem durch den Blauanteil von CMH-Lampen, der vor allem in der Wachstumsphase seine Stärken ausspielt. In der Blüte-Phase sind NDL-Lampen höchstens auf Grund ihres hohen Energieverbrauchs und der hohen Wärmeabgabe nicht die beste Variante. Das korrekte Spektrum für die Blüte-Phase haben sie indes fast, nur UV wäre natürlich noch traumhaft für den Wirkstoffgehalt und Harzbesatz.

Doch wie schlagen sich CMH-Lampen im Vergleich mit Grow-LEDs?

Dazu möchte ich gerne folgende Vergleichstabelle von globalgarden besprechen:

cmh led vergleich

Man erkennt sehr gut, dass sich die CMH-Lampe (erste Spalte) in vielen Werten im Mittelfeld einordnet – außer im Preis! Die verglichenen Highend-LEDs kosten allesamt über 1000 USD, während die DIMILUX-Lampe „nur“ 800 USD kostet. Die CMH-Lampe punktet ganz klar beim PPF-Wert, der die Menge an emittierten Lichtteilchen pro Sekunde im (für uns) sichtbaren Bereich zwischen 400-700nm beschreibt. Doch ist dieser Höchstwert automatisch Grund zum Jubeln? Nein. Denn der PAR-Wert sagt nichts darüber aus, wie viel fotosynthetisch verwertbares Licht auf die Pflanze trifft! Im sichtbaren Bereich ist nämlich mit Blick auf das Spektrogramm auch der große Abschnitt grünen Lichts vorhanden, welches die Pflanze erwiesenermaßen nicht optimal verwerten kann. Auch das blau schwächelt ein wenig, ist teilweise dreimal weniger intensiv als bei einigen LEDs im Feld.

An den Spektrogrammen der LEDs kann man sehr gut erkennen, dass vor allem die roten und blauen Farbtöne, die jeweils für Photosynthese am effizientesten sind, von den Lampen abgesondert werden. Manche Hersteller trauen sich offensichtlich mehr Konsequenz bei der Beschneidung der Wellenlängen/ Frequenzen als andere. Diejenigen, die hart beschneiden wie die LUMIGROW, haben aber auch keine Ahnung von Pflanzenphysiologie, denn einen gewissen Anteil an allen Wellenlängen des Spektrums, welches natürlicherweise von der Sonne kommt, kann die Pflanze gut gebrauchen. Manche Funktionen der Pflanze sind sogar von diesen bei der Lumigrow fehlenden Wellenlängen abhängig, indem sie durch tiefrot beispielsweise zur „Schattenflucht“ getriggert werden. Ein beinahe Alleinstellungsmerkmal, sieht man von der teuersten LED in der Runde ab, ist das UV-Spektrum der CMH-Lampe. Wie schon angerissen sind sich Grower weltweit noch nicht wirklich einig, ob der Einsatz von UV-Licht die erhofften und erwarteten Ergebnisse aus Höhenlagen auch in den geerdeten Growraum übertragen kann. Aber je mehr Hersteller den Mut aufbringen, auch dem UV-Lichtspektrum einen Platz in der Lampe zu spendieren, desto mehr Evidenz wird die Forschung bekommen. Was jedoch als gesichert gilt, ist eine bremsende Wirkung des Höhenwachstums durch UV-Licht, was vor allem im Indoor-Bereich zum eigenen Vorteil genutzt werden kann.

Die Werte der CMH-Lampe überzeugen mich im Gegensatz zu einer ambitionierten Grow-LED nicht zu 100%, sind jedoch solide.

Jedoch sollte an der Stelle auch der Preis eine Betrachtung verdienen – der ist im Fall einer CMH-Lampe nämlich ziemlich günstig, wenn man mal mit einer LED vergleicht. Auch wenn in Deutschland noch nicht wirklich verbreitet, gibt es zum Beispiel beim Growmart schon diese Lampe inklusive Vorschaltgerät und Birne für 250 EUR. Im Falle des Growmarts zumindest müsst ihr aber auf die Wahl verschiedener Farbtemperaturen verzichten, das angebotene Set beinhaltet eine für die Blüte optimierte 3100K-Birne. Ersatzbirnen gibt es jedoch (woanders) auch mit anderen Farbtemperaturen wie z.B. 4200K respektive Tageslicht.

Unterm Strich sind 250 EUR für eine Lampe, die bei nicht allzu vielen Dusseligkeiten locker 350-400 Gramm einfährt, nicht allzu viel Geld. Wenn ich da mal unser Hanflicht anschaue, welches einen Tausi kostet und als 265 Watt-LED ungefähr den gleichen Ertrag liefert, weiß ich, welche Lampe am Ende des Tages günstiger ist. Die LED ist nur so wenig effizienter als eine CMH-Lampe, dass es ein paar Jahre dauern würde, bis sich die LED amortisiert hat.

Wer sollte sich eine CMH-Lampe kaufen?

Jeder, der langsam zu viel von der alten NDL-Nostalgie hat und ein mittelgroßes Sparschwein plündern kann. Jeder, der einen wirtschaftlichen Grow plant und erstmal nicht weiter als zwei Jahre plant. Jeder, der nicht lange auf LED rumnerden möchte und keine Lust hat, 1000 EUR für eine 300-Watt-LED rauszuhauen. Jeder, der mit einem „nur“ guten Spektrum leben kann und in der Veggie-Phase nicht die allergrößten Ansprüche stellt.

Im Gegensatz zur NDL kostet eine CMH-Lampe vielleicht das 5-fache, jedoch verballert sie nicht so viel Energie für Wärme oder hemmt das Spektrum mit einem Kühlgas. Von der CMH-Lampe kommt im Vergleich zur NDL deutlich mehr Lichtenergie in den Protonenpumpen der Blätter unserer Lieblinge an, weshalb sich die CMH-Lampe bei angenommenen 50% höherem Ertrag allein durch die eingesparten Stromkosten für Abwärme der NDL, falsches Spektrum der NDL und weniger benötigte Kraft durch den Ventilator bereits nach ca. einem Jahr amortisiert haben sollte. CMH-Lampen werden übrigens auch bei groß angelegten Indoor-Grows immer öfter verwendet.

Dimmbares Vorschaltgerät und CMH-Birne 315 Watt.

Wer das letzte Quäntchen Strom sparen möchte (etwa 15%) und auch sonst alle Perfektionierungs-Register im Grow-Zelt zieht, kann natürlich auch auf LED setzen. Besonders bei der Anzucht von Pflanzen, die bestimmte Wellenlängen verlangen, hat man hier mehr Spielraum, da LEDs je nach Art alle möglichen Farben emittieren können. Dazu seid ihr herzlich zu unserem LED Ratgeber eingeladen, der noch mal einige pflanzliche Eigenschaften und technische Lösungen bereithält.

Für die CMH spricht zweifelsohne noch das Alleinstellungsmerkmal des UV-Spektrums, was mehr THC-haltiges Harz produzieren könnte. Aber Achtung: UV-Licht ist nicht gut für uns, weshalb sich adäquates Schutz-Equipment wie eine Brille wärmstens empfiehlt.

Fazit: Keramik-Metall-Halogen-(CMH)-Lampen sind wirtschaftlich,  haben ein mittel- bis stark effizientes Spektrum und ihre Geheimwaffen sind die UV-A-Strahlen. CMH-Lampen sind die vernünftige Entscheidung.

Am Schluss muss ich euch natürlich noch darauf hinweisen, dass die Cannabis-Anzucht in Deutschland nicht ohne weiteres erlaubt ist weshalb ich euch bitte, eure Grow-Projekte in einem unserer legalen Nachbarländer durchzuführen und/oder in Deutschland mal ein bisschen mehr Dampf in Sachen Legalisierungs-Aktivismus zu machen.

 

Lorenz

Lieblingsfarbe Grün - Farbe der Hoffnung, Farbe meiner politischen Heimat und Farbe meines Lieblingskrauts. Weitere Buzzwords meines Lebens sind Fotografie, Reisen und die Liebe zum geschriebenen Wort. 1997 wurde ich im tiefsten Osten geboren und bin trotzdem (oder gerade deswegen?) ein linksgrünversiffter Gutmensch geworden. Nach 1,5 interessanten Jahren dualer Studiertätigkeit im Fach Wirtschaftsinformatik widme ich mich mich im Moment ganz im Sinne meiner Bloggertätigkeit einem Bachelor in Gartenbau.

2 Gedanken zu „CMH-Lampen im Vergleich mit LED und NDL Grow-Lampen

  • Oktober 4, 2018 um 7:23 am
    Permalink

    Hi(gh)
    man lernt nie aus….Hab bis zu diesem Beitrag auch noch nie was von den Keramik-Lampen gehört! Bin eher so der LED-Typ, aber warum nicht mal probieren?! 🙂

    BIG UP

    Antwort
    • Oktober 4, 2018 um 7:37 am
      Permalink

      Ich bin vorher auch eher davon ausgegangen, dass es zur LED bei der Gramm/Watt-Betrachtung keine Alternative gibt. Aber die CMh-Lampen klingen schon ziemlich spannend, wenn man vor der Entscheidung steht, ein Grow-Setup einzurichten und auch zu bezahlen
      Bin auf die ersten deutschen Erfahrungsberichte gespannt. In den USA läuft mittlerweile ziemlich viel mittels Ceramic-Metall-Halogen-Lampen, die pflanzen aber auch indoor in ökologisch ungünstigsten Größenordnungen, da würde die LED-Anlage dem gewinnorientierte Ami zu viel kosten

      Antwort

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.