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Grow Lights und Indoor-Landwirtschaft

Eine aufstrebende Industrie mit potenziellem Einfluss auf unsere Zukunft

Indoor-Landwirtschaft ist eine vielversprechende Alternative für die Lebensmittelversorgung in Zeiten der globalen Umweltkrise. Eine wichtige Komponente ist der Einsatz von Grow-Lampen, die das Sonnenlicht ergänzen oder ersetzen. Hier besprechen wir, wie wichtig Grow-Lampen und PAR-Messgeräte in dieser Branche sind.

PG200N Spektrales PAR-Messgerät

Bild mit freundlicher Genehmigung der Taiwan Highpoint Corporation

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Grow Lights – Die Geheimnisse des Sonnenlichts enträtseln

Wie wir wissen, brauchen Pflanzen Erde, Wasser und Sonnenlicht. Aber es gibt weite Regionen des Planeten, die in den Wintermonaten kein Sonnenlicht abbekommen, und andere Orte, die einfach zu unwirtlich für jede Art von Landwirtschaft sind.

In jüngster Zeit hat sich eine neue Generation von Landwirten herausgebildet, die für die Landwirtschaft in die Häuser ziehen. Indoor-Farming hat es ermöglicht, alle Arten von Obst, Gemüse und Zierpflanzen überall vor Ort, in Pflanzenfabriken oder verlassenen Lagerhallen, für die ganzjährige Produktion zu produzieren.

Die große Herausforderung war und ist es, die Geheimnisse des Sonnenlichts zu entschlüsseln, damit wir es durch Innenbeleuchtung ersetzen oder ergänzen können. Und so ist eine neue Ära von Beleuchtungen entstanden, die auf Indoor-Farming ausgerichtet sind – sie werden Grow Lights genannt.

Photosynthese

Wissenschaft der Grow Lights

Bei den Strategien hinter Grow Lights geht es im Wesentlichen um Biologie, Chemie und Physik. Letztlich geht es darum, die Geheimnisse des Sonnenlichts zu verstehen und zu unserem Vorteil zu nutzen.
 

Grow Lights mit den richtigen Farben

Wie nutzen Pflanzen das Licht? Die meisten Pflanzen erscheinen grün, weil sie das grüne Licht der Sonne reflektieren – in Wirklichkeit nutzen sie kein grünes Licht. Das rote und blaue Licht hingegen wird von der Pflanze absorbiert und dient dazu, einen chemischen und elektrischen Prozess in Gang zu setzen, der Photosynthese genannt wird, ein lebenswichtiger Bio-Mechanismus, der Zucker produziert. Zucker wird für das Wachstum der Pflanze (Stängel, Blätter, Blüten und Früchte) verwendet. Die wichtigsten Pigmentmoleküle (lichtabsorbierende Moleküle) in einer Pflanze, die Licht empfangen und verarbeiten können, heißen Chorophyll und Carotinoide. Wie Sie unten sehen, liegt das von diesen Pigmenten absorbierte Licht hauptsächlich im Bereich des blauen und roten Lichts. Ihre Grow-Lampen müssen reichlich Licht in diesen Farben liefern.

Diese Grafik zeigt die Farbspitzen, an denen verschiedene Chlorphylls das meiste Licht absorbieren (Blau- und Rottöne).

Wie viel Licht brauchen Sie?

Abgesehen von der Farbe müssen Sie wissen, wie viel Licht Sie geben müssen. Zu viel Licht wirkt sich auf manche Pflanzen negativ aus, und die wahllose Bestrahlung Ihrer Pflanzen mit Licht ist Energieverschwendung. Aber zu wenig Licht bedeutet, dass Ihre Pflanzen nicht richtig ernährt werden. Aber wie misst man die Lichtmenge?

Wenn Sie sich an Ihren Physikunterricht erinnern, ist Licht sowohl Welle als auch Teilchen – es ist der Teilchenaspekt des Lichts, den wir messen. PPFD oder Photosynthetically Photon Flux Density ist das quantitative Maß der Photonen oder Lichtteilchen, die auf eine Fläche fallen.

 

Wie misst man also die Farben und Quantität des Lichts?

Es wird PAR-Meter genannt. PAR steht für Photosynthetically Active Radiation und bezieht sich auf die Wellenlängen, auf die Pflanzen reagieren. Ein PAR-Messgerät kann sowohl die Lichtmenge (in PPFD) als auch die Farben, die das Licht liefert (Spektrum), messen.

PAR-Messgeräte mit abnehmbaren Köpfen sind wichtig, um präzise, konsistente Winkel- und Distanzmessungen durchzuführen.

Der UPRtek PG200N zeigt die PPFD sowie das Wachstumslichtspektrum an, wobei der Chlorophyll-Farbempfindlichkeitsbereich überlagert wird.

Nicht alle Pflanzen sind gleich – Pflanzenrezepte

Verschiedene Pflanzen haben sich entwickelt, um auf unterschiedliche Lichtverhältnisse zu reagieren. Sie haben so genannte “Rezepte” oder Pflanzenformeln, die als Richtlinie für die Lichtverhältnisse dienen.

Ein Rezept für Kopfsalat für eine Pflanzenfabrik mit vertikalen Regalen mit LED-Leuchten darunter.

  • LED-Abstand zur Pflanze 30-50 cm
  • Lichtmenge: PPFD 120-140
  • 18 Stunden hell / 6 Stunden dunkel
  • Aussaat in die Baumschule 10-14 Tage
  • Pflanze bis Ernte 28 Tage

 

Klima und Jahreszeiten

Zum Wachsen von Pflanzen gehört mehr als Sonne, Erde und Wasser. Pflanzen sind empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Temperatur, was wichtige Faktoren sind, die berücksichtigt werden müssen. PAR-Messgeräte wie das PG200N können mit einem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor (Thermo-Hygro-Kabel) ausgestattet werden.

Die Phytochrome PSS (Photostationary State) Metrik unterstützt auch Züchter, die LED-Lampen verwenden, um saisonales Sonnenlicht zu simulieren, um die Keimung und Blüte zu kontrollieren.

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Oregon State University Hydroponik CC-By-SA-2.0

PG200N mit Thermo-Hygro-Kabel-Zubehör

Indoor-Landwirtschaft und Datenanalytik

Wie Sie vielleicht schon vermutet haben, geht es bei Grow-Lampen und Indoor-Landwirtschaft um das Sammeln von Informationen, um ein effizientes, produktives Pflanzenwachstum und die Einsparung von Energie zu gewährleisten. Daten über PPFD, Temperatur, Feuchtigkeit müssen erfasst, gespeichert und analysiert werden. Bei der Indoor-Landwirtschaft geht es mehr denn je um die Zahlen.

Download Handbuch rund um Grow Lights und PAR-Meter(hier)

Indoor Agriculture zukünftige Auswirkungen

Die wachsende Sorge um die Umweltkrise ist vorhanden. Indoor Agriculture ist eine aufkeimende, aber noch in der Entwicklung befindliche Strategie für die ganzjährige Lebensmittelproduktion, Wasserrückgewinnung und Lebensmittelsicherheit (weniger Pestizide). Energieeffiziente LED-Grow-Lights stehen als Ergänzung zum Sonnenlicht im Vordergrund. Mit den sich entwickelnden Technologien und der Sammlung von Daten könnte es ein vielversprechender Beitrag zur Verbesserung des menschlichen Zustands sein.

Handbuch-Serie

Das Flicker-Handbuch

Ein umfassender Blick auf Flicker, warum wir ihn haben, welche Probleme er verursacht, wie Sie ihn messen können und was Sie tun können, um ihn zu vermeiden.

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Über UPRtek

United Power Forschung und Technologie

UPRtek (gegründet 2010) ist ein Hersteller von tragbaren, hochpräzisen Lichtmessgeräten; Handspektrometer, PAR-Meter, Spektroradiometer, Lichtkalibrierungslösungen.

Der Hauptsitz von UPRtek, die Forschung und Entwicklung sowie die Fertigung befinden sich in Taiwan, mit weltweiter Vertretung durch unsere zertifizierten Global Reseller.

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Ankündigungen

UPRTEK AUF DER 30. INTERNATIONALEN KONFERENZ ZUR ARABIDOPSIS-FORSCHUNG (ICAR 2019)

UPRteks Partner in China, Quelighting Optoelectronics Co., Ltd, und der Hersteller von Pflanzenwachstumskammern, Ningbo Jiangnan Instrument Factory, werden an der 30. Internationalen Konferenz zur Arabidopsis-Forschung (ICAR ) teilnehmen, die vom 16. bis 21. Juni an der Huazhong Agricultural University in Wuhan City, Provinz Hubei, China, stattfindet.

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