Während LED-Beleuchtung das Pflanzenwachstum in Gewächshäusern fördern kann, sind Standards erforderlich, um die optimale Intensität und Farben des Lichts zu bestimmen, so die Forschung von Rutgers, die dazu beitragen könnte, die Energieeffizienz von Beleuchtungsprodukten für den Gartenbau zu verbessern.
Viele Beleuchtungsunternehmen vermarkten ihre LED-Produkte (Leuchtdioden) mit dem Anspruch, ein optimales „Lichtrezept“ zu liefern, das oft aus einer Kombination von Wellenlängen und Farbverhältnissen besteht, wie z. B. einem 4-zu-1-Verhältnis von Rot zu Blau im Spektrum (Farben eines Regenbogens). Pflanzenwissenschaftler verwenden diese Informationen häufig, um die potenziellen Auswirkungen von Lampen auf Pflanzenwachstum und -entwicklung zu bewerten. Laut einer Studie, die in Kürze in der Zeitschrift Acta Horticulturae veröffentlicht wird, fehlen jedoch standardisierte Verfahren zur Berechnung dieser Verhältnisse.
„Je effizienter zusätzliche Lichtquellen sind, desto weniger Strom benötigen die Erzeuger, um ihre Ernte zu beenden“, sagte der leitende Autor AJ Beide, Professor und Erweiterungsspezialist für Controlled Environment Engineering in der Fachbereich Umweltwissenschaften der Schule für Umwelt- und Biowissenschaften at Rutgers Universität – New Brunswick. „Wir hoffen, dazu beitragen zu können, die Indoor-Pflanzenproduktion nachhaltiger und erschwinglicher zu machen.“
Erhöhte Energieeffizienz kann einen großen Einfluss auf das Endergebnis haben, und Informationen über neue Beleuchtungsstrategien für Nutzpflanzen werden der aufkeimenden Industrie für Indoor-Landwirtschaft helfen, sagte Both.
In Gewächshäusern und kontrollierten Umgebungen werden gemäß a vorherige Studie unter der Leitung von Both. Jüngste Fortschritte in der energieeffizienten LED-Technologie bieten der Gartenbauindustrie mehrere Beleuchtungsoptionen. Aber Züchter können Technologien und LED-Optionen nicht einfach vergleichen, da es an unabhängigen Daten zur Leistung der Lampen mangelt. Diese Studie führte zu einem Vorschlag für ein standardisiertes Produktetikett, das den Vergleich von Lampen verschiedener Hersteller ermöglicht.
Beide und ihre Kollegen konzentrieren sich weiterhin darauf, Leistungskennzahlen wie Stromverbrauch, Effizienz, Lichtintensität und das Lichtverteilungsmuster unabhängig zu bewerten und diese Informationen an kommerzielle Züchter weiterzugeben. Jüngste Fortschritte haben laut Boths Forschung Möglichkeiten geschaffen, das Licht von LED-Lampen präzise zu steuern und ihre Auswirkungen auf Pflanzenwachstum und -entwicklung zu untersuchen. Beide und sein Team arbeiten eng mit Pflanzenwissenschaftlern zusammen, die den Einfluss von Licht auf Pflanzen untersuchen, die für Nahrungs- oder Zierpflanzen angebaut werden.
Die neue Studie empfiehlt die Verwendung eines Spektroradiometers, eines Instruments, das die Lichtleistung über einen bestimmten Wellenlängenbereich misst. Mit einem solchen Instrument können verschiedene Lichtverhältnisse berechnet werden. Die Forscher berichteten von erheblichen Unterschieden in den Lichtverhältnissen beim Vergleich von Sonnenlicht mit herkömmlichen Lampen, einschließlich LED-, Hochdruck-Natrium-, Glüh- und Leuchtstofflampen, die für die Pflanzenbeleuchtung verwendet werden. Die Forscher hoffen, dass ihre Arbeit zur Entwicklung von Standarddefinitionen für bestimmte Wellenbänder (Wellenlängenbereiche) beiträgt, die für Pflanzenwachstum und -entwicklung wichtig sind.
Der Hauptautor der neuen Studie ist Timothy Shelford, ein Teilzeit-Forschungsspezialist bei Rutgers, der auch an der Cornell University arbeitet. Claude Wallace, ein Rutgers-Absolvent und Teilzeitmitarbeiter, trug ebenfalls zu der Studie bei.Weiße LED-Lampen werden verwendet, um die Basilikumproduktion in einem Gewächshaus zu verbessern.Foto: AJ Both/Rutgers University-New Brunswick