So steuern Sie die Photoperiode, um den Ertrag Ihrer Pflanzen zu steigern

Die Steuerung der Photoperiode ist eine grundlegende Voraussetzung für hohe Erträge beim Anbau im Innenbereich und in Gewächshäusern. Wir zeigen Ihnen, wie sich Veränderungen der Tages- und Nachtlänge auf Pflanzen auswirken und wie Sie dies beim Anbau im Innenbereich, im Freien oder im Gewächshaus nutzen können. Außerdem stellen wir Ihnen einige fortgeschrittene Techniken vor, die von professionellen und kommerziellen Growern eingesetzt werden.

Der Wechsel von Tag und Nacht ist ein wichtiger Faktor für das Leben auf der Erde. Pflanzen und Tiere reagieren auf Veränderungen der Dauer von Tageslicht und Dunkelheit (Photoperiode) mit physiologischen oder verhaltensbezogenen Reaktionen. Bei Tieren beeinflusst die Tageslänge beispielsweise die Färbung von Fell und Federn, die Migration oder den Beginn der Brunft- beziehungsweise Winterschlafperiode. Für viele Pflanzenarten sind Veränderungen der Photoperiode ein steuernder Faktor, der ihre Blüte reguliert.

Photoperiode

Als Photoperiode bezeichnen wir die Anzahl der Stunden mit Tageslicht und Dunkelheit innerhalb eines Tages. Die natürliche Photoperiode verändert sich im Laufe des Jahres abhängig von der geografischen Lage. Am Äquator sind die jahreszeitlichen Veränderungen der Photoperiode minimal, und der Tag ist das ganze Jahr über ungefähr in 12 Stunden Licht und 12 Stunden Dunkelheit aufgeteilt. Auf der Nordhalbkugel tritt der längste Tag des Jahres (Sommersonnenwende) ungefähr am 21. Juni ein. Nach diesem Datum werden die Tage kürzer (das heißt, die Nächte länger), bis zum 21. Dezember (Wintersonnenwende). Auf der Südhalbkugel ist die Situation umgekehrt (das heißt, der längste Tag ist der 21. Dezember und der kürzeste Tag der 21. Juni).

Wie erkennen Pflanzen, dass die Sonne untergeht?

Viele Blütenpflanzen (Bedecktsamer) verfügen über Photorezeptorproteine wie Phytochrom, mit deren Hilfe Pflanzen jahreszeitliche Veränderungen der Photoperiodenlänge wahrnehmen können.  Phytochrom kommt in Pflanzen in zwei Formen vor: der aktiven Form Pfr und der inaktiven Form Pr. Rotes Licht, das die Sonne tagsüber ausstrahlt, wandelt das inaktive Pr in das aktive Pfr um. Sobald der Sonnenuntergang näher rückt, nimmt der Anteil an fernrotem Licht (Far-Red) zu, das Pfr wieder in Pr umwandelt. Gleichzeitig kann Pfr bei einem als „Dark Reversion“ bekannten Prozess in Pr umgewandelt werden, der während einer langen Dunkelperiode eintritt. Das Phytochrom-Umwandlungssystem ermöglicht es Pflanzen zu erkennen, ob gerade Nacht ist.

Durch die Manipulation des Verhältnisses von rotem und fernrotem Licht lässt sich die Blüte von Pflanzen beeinflussen. Es wurde festgestellt, dass Pflanzen später blühen, wenn sie einer größeren Menge roten Lichts ausgesetzt sind. Versuche haben außerdem gezeigt, dass die Blüte durch die Beleuchtung der Pflanzen mit rotem Licht mitten in der Nacht unterdrückt werden kann. Bei Kurztagpflanzen bedeutet dies, dass sie nicht blühen, wenn sie während der Nacht einige Minuten lang Licht ausgesetzt werden. Langtagpflanzen können dagegen auch dann blühen, wenn sie während der Nacht mit rotem Licht beleuchtet werden.

Kurz- und Langtagpflanzen

Die Manipulation der Photoperiode ist eines der grundlegenden Werkzeuge, mit denen Grower das Pflanzenwachstum steuern und die Erträge von Kulturen maximieren – vor allem beim Anbau im Innenbereich (in Growboxen oder geschlossenen Räumen), aber auch in Gewächshäusern und im Freien. Durch Verdunkelung oder die Ergänzung mit künstlicher Beleuchtung können Grower die Blüte beschleunigen oder verzögern, die Dauer des vegetativen Wachstums verlängern oder Pflanzen für Klonierungszwecke langfristig im vegetativen Wachstum halten.

Wir unterscheiden Kurztagpflanzen, die blühen, wenn die Tage kürzer und die Nächte länger werden, und Langtagpflanzen, bei denen der Beginn der Blüte durch eine Verlängerung des Tages und eine Verkürzung der Nacht beschleunigt wird. Eine dritte Kategorie bilden neutrale Pflanzen, deren Blüte nicht durch die Photoperiode beeinflusst wird. Langtag- und Kurztagpflanzen werden je nach ihrer Reaktion auf die Photoperiode weiter in fakultative und obligate Pflanzen unterteilt.

• Obligate Kurztagpflanzen blühen nur dann, wenn die Nächte lang (mehr als 12 Stunden) und die Tage kurz sind. Dazu zählen Hyazinthenbohne, Hanf, Weihnachtsstern und Chrysantheme.
• Fakultative Kurztagpflanzen blühen früher, wenn die Photoperiode kurz ist, blühen jedoch unabhängig von der Tageslänge. Dazu zählen Mittagsblume und Wegerich.
• Obligate Langtagpflanzen blühen nur dann, wenn die Tage lang und die Nächte kurz (weniger als 12 Stunden) sind. Dazu zählen Fuchsie, Chinesische Aster und Strohblume.
• Fakultative Langtagpflanzen blühen bei langen Tagen früher, blühen jedoch unabhängig von der Tageslänge. Dazu zählen Salbei und Ringelblume.

Methoden zur Steuerung der Photoperiode

Verdunkelung

Ziel der Verdunkelung ist es, die Photoperiode auf die gewünschte Länge zu verkürzen. Dies ist vor allem bei Kurztagpflanzen sinnvoll, die im Freien oder im Gewächshaus angebaut werden. Durch die Verdunkelung erreichen wir, dass Kurztagpflanzen früher blühen, als es das natürliche Licht ermöglichen würde. Zwar können (mit gewissen Schwierigkeiten) auch ganze Pflanzen abgedeckt werden, am besten eignet sich jedoch die Verdunkelung von Pflanzen in dafür vorgesehenen Gewächshäusern.

Zusätzliche Beleuchtung

Die Verwendung von Pflanzenleuchten zur Ergänzung des natürlichen Lichts wird am häufigsten von Growern in Gewächshäusern oder im Freien eingesetzt. Künstliche Beleuchtung kann zur Verlängerung der Tageslänge (Beleuchtungsdauer) verwendet werden, was sowohl bei Kurztagpflanzen (Verzögerung der Blüte) als auch bei Langtagpflanzen (Beschleunigung der Blüte) sinnvoll ist. Zusätzliche Beleuchtung kann außerdem zur Unterbrechung der Nacht eingesetzt werden, wodurch die Pflanzen nicht blühen.

Künstliche Beleuchtung

Beim Anbau von Pflanzen ausschließlich unter künstlicher Beleuchtung in einer Growbox oder einem Anbauraum liegt die Photoperiode vollständig in der Hand des Growers. Die meisten Grower lassen die Beleuchtung während der vegetativen Phase 16–18 Stunden eingeschaltet und während der Blüte 12 Stunden. Dies gilt allerdings unter der Voraussetzung, dass sie Kurztagpflanzen oder photoperiodisch neutrale Pflanzen anbauen. Früher galt, dass beim Übergang in die Blüte die für das Wachstum bestimmte Entladungslampe mit blauem Licht gegen eine Blütebeleuchtung mit einer anderen Wellenlänge ausgetauscht werden musste. Moderne LED-Leuchten simulieren den Tagesverlauf jedoch deutlich besser als die veraltete Natriumtechnologie.

Möchten Sie mehr über die Beleuchtung für den Pflanzenanbau und weitere praktische Lösungen für den Anbau im Innenbereich erfahren? Dann besuchen Sie gerne unseren Blog.