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

Die Steuerung der Fotoperiode ist eine grundlegende Voraussetzung für hohe Erträge beim Indoor-Anbau und im Gewächshaus. Wir zeigen Ihnen, wie sich Veränderungen der Tages- und Nachtlänge auf Pflanzen auswirken und wie Sie dies beim Indoor-Anbau, im Freien oder im Gewächshaus nutzen können. Darüber hinaus stellen wir einige fortgeschrittene Techniken vor, die professionelle und gewerbliche Anbauer einsetzen.

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 (Fotoperiode) mit physiologischen oder verhaltensbezogenen Reaktionen. Bei Tieren beeinflusst die Tageslänge beispielsweise die Färbung von Fell und Federn, die Migration oder den Beginn der Paarungs- beziehungsweise Winterschlafperiode. Für viele Pflanzenarten sind Veränderungen der Fotoperiode ein steuernder Faktor, der ihre Blüte kontrolliert.

Fotoperiode

Als Fotoperiode bezeichnen wir die Anzahl der Stunden mit Tageslicht und Dunkelheit innerhalb eines Tages. Die natürliche Fotoperiode verändert sich im Laufe des Jahres abhängig von der geografischen Lage. Am Äquator sind die Veränderungen der Fotoperiode im Jahresverlauf minimal, und der Tag ist ganzjährig 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 (die Nächte also länger), bis zum 21. Dezember (Wintersonnenwende). Auf der Südhalbkugel ist die Situation umgekehrt (der längste Tag ist also am 21. Dezember und der kürzeste am 21. Juni).

Wie erkennen Pflanzen, dass die Sonne untergeht?

Viele blühende Arten (Bedecktsamer) sind mit Fotorezeptorproteinen wie Phytochrom ausgestattet, dank derer Pflanzen saisonale Veränderungen der Länge der Fotoperiode wahrnehmen können.  Phytochrom kommt in Pflanzen in zwei Formen vor: in 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 weitrotem Licht (Far-Red) zu, das Pfr wieder in Pr umwandelt. Gleichzeitig kann Pfr im Rahmen eines als „Dark Reversion“ bekannten Prozesses in Pr umgewandelt werden, der bei einer langen Dunkelperiode eintritt. Das Phytochrom-Umwandlungssystem ermöglicht es Pflanzen zu erkennen, ob gerade Nacht ist.

Durch die Manipulation des Verhältnisses von rotem und weitrotem Licht lässt sich die Blüte von Pflanzen beeinflussen. Es wurde festgestellt, dass Pflanzen später blühen, wenn sie einer größeren Menge roten Lichts ausgesetzt werden. Versuche haben außerdem gezeigt, dass die Blüte durch die Beleuchtung der Pflanzen mit rotem Licht mitten in der Nacht gehemmt 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.

Kurztag- und Langtagpflanzen

Die Manipulation der Fotoperiode ist eines der grundlegenden Werkzeuge, mit denen Grower das Pflanzenwachstum steuern und den Ertrag von Kulturen maximieren – vor allem beim Indoor-Anbau (in Growboxen oder geschlossenen Räumen), aber auch im Gewächshaus und im Freien. Durch Verdunkelung oder zusätzliche Beleuchtung mit künstlichem Licht 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 längere Tage und kürzere Nächte beschleunigt wird. Eine dritte Kategorie bilden neutrale Pflanzen, deren Blüte nicht von der Fotoperiode beeinflusst wird. Langtag- und Kurztagpflanzen werden je nach ihrer Reaktion auf die Fotoperiode außerdem 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 gehören die Hyazinthenbohne, Hanf, der Weihnachtsstern und die Chrysantheme.
• Fakultative Kurztagpflanzen blühen früher, wenn die Fotoperiode kurz ist, blühen jedoch unabhängig von der Tageslänge. Dazu gehören die Mittagsblume oder der Wegerich.
• Obligate Langtagpflanzen blühen nur dann, wenn die Tage lang und die Nächte kurz (weniger als 12 Stunden) sind. Dazu gehören Fuchsien, die Chinesische Aster und die Strohblume.
• Fakultative Langtagpflanzen blühen bei langen Tagen früher, blühen jedoch unabhängig von der Tageslänge. Dazu gehören Salbei oder Ringelblume.

Methoden zur Steuerung der Fotoperiode

Verdunkelung

Ziel der Verdunkelung ist es, die Fotoperiode auf die gewünschte Länge zu verkürzen, was vor allem bei Kurztagarten sinnvoll ist, 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 lassen sich (mit gewissen Schwierigkeiten) auch ganze Pflanzen abdecken, am besten ist es jedoch, die Pflanzen in dafür angepassten Gewächshäusern zu verdunkeln.

Zusätzliche Beleuchtung

Der Einsatz von Pflanzenleuchten zur Ergänzung des natürlichen Lichts wird am häufigsten von Growern im Gewächshaus oder im Freien genutzt. Künstliche Beleuchtung kann zur Verlängerung der Tageslänge (Beleuchtungsdauer) eingesetzt werden, was sowohl bei Kurztagpflanzen (zur Verzögerung der Blüte) als auch bei Langtagpflanzen (zur Beschleunigung der Blüte) sinnvoll ist. Zusätzliche Beleuchtung kann auch 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 Fotoperiode 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 fotoperiodisch neutrale Pflanzen anbauen. Früher galt beim Übergang in die Blüte, dass die für das Wachstum bestimmte Entladungslampe mit blauem Licht gegen eine Beleuchtung für die Blüte 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 Besonderheiten des Indoor-Anbaus erfahren? Besuchen Sie gerne unseren Blog.