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Wärmelampe für Pflanzen | Infrarotlampe | Rotlichtlampe | Rotes Licht

Wärmelampe für Pflanzen – Infrarot-/ Rotlichtlampe (Bedeutung & Funktionen)

04.02.2022 | Autor: Martin Witterstein

Aspekt der Pflanzenbeleuchtung? Das Infrarotlicht!

Die Auswahl des richtigen Lichts ist für die Entwicklung von Pflanzen essentiell, da es einen Einfluss auf ihr Wachstum und ihre Erträge hat. Daher verwenden aktuelle LEDs von Wärmelampen für Pflanzen oft ein breites Lichtspektrum mit Fokus auf das blaue und rote Spektrum des Lichts, um die Pflanzen ideal versorgen zu können. Neben diesen Bereichen ist jedoch auch das Infrarotlicht ein wichtiger Aspekt in der Pflanzenbeleuchtung.

Was ist Infrarotlicht?

Infrarotlicht ist ein wichtiger Bestandteil des Sonnenlichts und bezeichnet die Wellenlängen von etwa 700 bis 1400 nm. Diese Eingrenzung bezieht sich dabei hauptsächlich auf den Bereich des Nahinfrarots, da dieses noch eine bedeutende Rolle für die Versorgung von Pflanzen spielt. Die langwelligen Strahlen, die auch ein Bestandteil des Infrarotlichts sind, spielen für die Fotosynthese kaum noch eine Rolle und sind eher als Wärmestrahlung bekannt. Auch die Rolle, die Wärme für die Fotosynthese spielt, spielt nachfolgend eine Rolle (Durch energiereiches Licht werden die Spaltöffnungen der Pflanzenblätter angeregt. So wird die Fotosynthese einer Pflanze gesteigert).

Bei Wärmelampen für Pflanzen hat das Infrarotlicht Vor-, aber auch Nachteile. Die Auswirkungen des Infrarotlichts hängen von der Wellenlänge ab, mit der die Pflanze bestrahlt wird. Langwelliges Infrarotlicht (ca. ab 780 nm) wird von Pflanzen zu großen Teilen reflektiert. Diese Reflektion ist weitaus höher als die des grün-gelben Spektrums im Bereich des sichtbaren Lichts. Daher wird dieser Teil des Infrarotlichts zur Vermessung von Vegetation genutzt. Seine Lichtenergie hat allerdings keinen Nutzen für die Fotosynthese.

Infrarotlicht als Wärmestrahlung

Ein weiterer Grund, der sowohl positiv, als auch negativ in der Pflanzenbeleuchtung genutzt werden kann, ist die Funktion der vorhin schon erwähnten langwelligen Infrarotstrahlung als Wärmequelle. Anders als kurzwellige Strahlung geht sie nicht durch das Wasser einer Pflanze hindurch, sondern erhitzt dieses. Durch die so erzeugte Wärme wird die Transpiration der Pflanzen angeregt. Diese durch die Erwärmung gesteigerten Prozesse sind auch in der Lage, die Fotosynthese einer Pflanze zu fördern. Das geschieht, indem sie mit ihrem energiereichen Licht die Spaltöffnungen der Pflanzenblätter anregen. Diese lassen dann Wasserdampf entweichen, um die Pflanze zu kühlen. Dabei regulieren sie auch den CO2-Haushalt der Pflanze.

Zudem sorgt eine gesteigerte Transpiration auch dafür, dass das Wasser schneller aus dem Boden aufgesogen wird. So werden der Wasserhaushalt und auch der gesunde Stoffwechsel innerhalb der Pflanzen erzeugt. Durch das Infrarotlicht kann die Pflanze mehr CO2 und Wasser für den Prozess der Fotosynthese aufnehmen, während die Transpiration gleichzeitig ihren Wasserhaushalt und ihren Stoffwechsel reguliert. Damit wird indirekt die Fotosynthese-Produktion gesteigert. Allerdings muss darauf geachtet werden, dass die Pflanzen sich nicht übermäßig aufheizen. Auch die Luftfeuchtigkeit muss dabei reguliert werden. Denn eine Kombination aus starker Beleuchtung durch eine Wärmelampe, einer hohen Temperatur der Pflanze und einer niedrigen Luftfeuchtigkeit führt zum Stillstand der Fotosynthese und kann dadurch die Pflanze stark beschädigen.


Der Emerson-Effekt

Die wichtigste Funktion des Infrarotlichts bei Wärmelampen für Pflanzen liegt bei den Wellenlängen von ca. 700 – 750 nm. Die Bedeutung, die diese Bereiche einnehmen, liegt im Emerson-Effekt begründet. Dieser, auch Enhancement-Effekt genannt, beschreibt ein Phänomen der Fotosynthese. Es zeigt, dass die Fotosynthese-Produktion einer Pflanze gesteigert wird, wenn sie mit zwei verschiedenen Wellenlängen in den Bereichen von ca. 650 und 720 nm beleuchtet wird. Diese Bestrahlung muss dabei gleichzeitig, oder nur durch kurze Dunkelphasen getrennt, erfolgen. Durch diese Bestrahlung werden beide Photosysteme einer Pflanze ausgelastet. Sie absorbieren das Licht, bündeln es und leiten es weiter. Dabei ist es wichtig, dass beide Photosysteme genutzt werden, da sie sonst blockiert werden und die Energie nicht geleitet werden kann. Dies liegt darin begründet, dass Photosystem I sich in einer Abhängigkeit von Photosystem II befindet. Erst, wenn beide Systeme ausgelastet sind, kann auch die maximale Fotosyntheserate erreicht werden. Daher ist die Bestrahlung einer Pflanze mit Licht aus dem Bereich des Nahinfrarots auch so wichtig für sie.

Die Mischung macht's

Die Bestrahlung mit rotem Licht durch Wärmelampen für Pflanzen ist wichtig, um die Blüte- und Fruchtbildung einer Pflanze zu unterstützen. Hier spielt das Mischungsverhältnis von rotem und infrarotem Licht eine große Rolle. Infrarotstrahlung kann im richtigen Mischungsverhältnis dafür sorgen, dass die bestrahlte Pflanze kompakt bleibt, während eine Verwendung von ausschließlich rotem Licht dazu führt, dass die Pflanze exzessiv in die Länge wächst. Bei diesem Prozess spricht man von der Vergeilung der Pflanze. Dabei bildet sie schnell große, aber dünne Triebe aus, die oft ihr eigenes Gewicht nicht mehr halten können und dabei an Form verlieren. Ein richtiges Mischungsverhältnis in der Beleuchtung kann dem entgegenwirken.

Der Afterburn-Effekt

Das langwellige rote Licht ab 700 nm spielt auch noch eine Rolle für den sogenannten Afterburn-Effekt. Davon spricht man, wenn man etwa 1 bis 2 Stunden vor der Dunkelphase der Pflanze warmweißes und infrarotes Licht auf sie strahlen lässt. Dies fördert das Wachstum und den Ertrag der Pflanze noch einmal. Warum dies geschieht, ist noch nicht sicher, aber es scheint damit zusammenzuhängen, dass dieser Bereich des Lichtspektrums, der durch die Wärmelampe abgegeben wird, für die Pflanze den Sonnenuntergang simuliert und sie damit auf die anschließende Dunkelphase vorbereitet, während der sie die durch die Fotosynthese gewonnene Energie erst komplett umsetzt.

Was schaffen LEDs mit Infrarotlicht?

LED-Pflanzenlampen, die Licht mit einer Wellenlänge von mindestens 710 nm wiedergeben können, wie zum Beispiel die NOVA P Serie, fördern nicht nur das Wachstum bestimmter Pflanzen wie Tomaten, Paprika oder Rosen, sondern können auch, richtig eingesetzt, bei anderen Pflanzen positive Wirkungen erzeugen. Dies erfolgt erstens durch seine Funktion als Wärmequelle. In der richtigen Dosierung regt Infrarotstrahlung die Transpiration einer Pflanze an. Dadurch kann diese mehr Wasser und CO2 aufnehmen und ihr Stoffwechsel wird reguliert. Damit wird die Rate der Fotosynthese gefördert. Allerdings muss bei dieser Methode darauf geachtet werden, dass die Pflanze nicht überhitzt.

Zweitens ist die Mischung von rotem und infrarotem Licht wichtig, um das Wachstum der Pflanze zu kontrollieren. Sie sorgt dafür, dass sie kompakt wächst, statt exzessiv in die Länge zu gehen. Zudem werden durch die Mischung von rotem Licht in den Wellenlängen von 650 und 720 nm beide Photosysteme einer Pflanze aktiviert, sodass die Fotosynthese nicht ins Stocken gerät und optimal funktionieren kann. Dadurch wird, ebenso wie beim Afterburn-Effekt, das Wachstum gefördert. Bei letzterem Effekt wird durch eine Mischung von warmweißem und infrarotem Licht der Sonnenuntergang simuliert und die Pflanze damit auf die nachfolgende Dunkelphase vorbereitet. Damit spielt Nahinfrarotlicht (etwa 700 – 780 nm) bei Wärmelampen für Pflanzen eine wichtige Rolle bei der Förderung und gleichzeitiger Regulierung von Wachstum und Fotosynthese einer Pflanze.

Überblick über die Funktionen von Infrarotlicht in der Pflanzenbeleuchtung

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