Die Steuerung der Photoperiode ist eine grundlegende Voraussetzung für hohe Erträge beim Anbau von Pflanzen sowohl im Innenbereich als auch in Gewächshäusern. Wir zeigen Ihnen, wie Änderungen in der Tages- und Nachtlänge Pflanzen beeinflussen und wie Sie dieses Wissen beim Anbau im Innenbereich, im Freien oder in Gewächshäusern nutzen können. Zusätzlich enthüllen wir einige fortgeschrittene Techniken, die professionelle und kommerzielle Züchter verwenden.
Der Wechsel von Tag und Nacht ist ein wichtiger Faktor für das Leben auf der Erde. Pflanzen und Tiere reagieren auf Änderungen der Tageslänge (Photoperiode) mit physiologischen oder Verhaltensreaktionen. Bei Tieren beeinflusst die Tageslänge zum Beispiel das Fell- oder Federkleid, die Migration oder den Beginn der Fortpflanzungszeit oder der Winterruhe. Für viele Pflanzenarten sind Änderungen der Photoperiode der Steuerfaktor, der ihre Blüte beeinflusst.
Photoperiode
Die Photoperiode bezeichnet die Anzahl der Stunden Tageslicht und Dunkelheit innerhalb eines Tages. Die natürliche Photoperiode ändert sich im Laufe des Jahres je nach geografischer Lage. Am Äquator sind die Änderungen der Photoperiode im Jahresverlauf minimal, und der Tag ist das ganze Jahr über ungefähr in 12 Stunden Licht und 12 Stunden Dunkelheit unterteilt. Auf der Nordhalbkugel ist der längste Tag des Jahres (Sommer-Sonnenwende) ungefähr am 21. Juni. Nach diesem Datum werden die Tage kürzer (das heißt, die Nächte verlängern sich) bis zur Winter-Sonnenwende am 21. Dezember. Auf der Südhalbkugel ist diese Situation umgekehrt (d.h. der längste Tag ist der 21. Dezember und der kürzeste Tag der 21. Juni).
Wie erkennen Pflanzen, dass die Sonne untergeht?
Viele blühende Pflanzenarten (Bedecktsamer) sind mit fotorezeptorischen Proteinen wie Phytochrom ausgestattet, die es den Pflanzen ermöglichen, saisonale Änderungen der Photoperiode zu erkennen. Phytochrom kommt in Pflanzen in zwei Formen vor: der aktiven Form Pfr und der inaktiven Form Pr. Rotes Licht, das die Sonne tagsüber abstrahlt, verwandelt das inaktive Pr in das aktive Pfr. Wenn der Sonnenuntergang näher rückt, beginnt die Menge an weit rotem Licht (far-red) zuzunehmen, was Pfr wieder in Pr umwandelt. Gleichzeitig kann Pfr auch bei einem Prozess namens „dunkle Rückkehr“ (dark reversion) in Pr umgewandelt werden, der bei längeren Dunkelperioden auftritt. Dieses System der Phytochromumwandlung ermöglicht es den Pflanzen zu erkennen, ob es Nacht ist.
Durch die Manipulation des Verhältnisses von rotem und weit rotem Licht kann die Blüte von Pflanzen beeinflusst werden. Es wurde festgestellt, dass Pflanzen später blühen, wenn sie einer größeren Menge roten Lichts ausgesetzt sind. Experimente haben auch gezeigt, dass die Blüte durch das Beleuchten der Pflanzen mit rotem Licht mitten in der Nacht gehemmt werden kann. Bei kurztägigen Pflanzen bedeutet dies, dass sie nicht blühen, wenn sie während der Nacht für einige Minuten Licht ausgesetzt sind. Langtagpflanzen hingegen können auch dann blühen, wenn sie während der Nacht mit rotem Licht beleuchtet werden.
Kurztägige und langtagige Pflanzenarten
Die Manipulation der Photoperiode ist eines der grundlegenden Werkzeuge, mit denen Züchter das Pflanzenwachstum steuern und den Ertrag von Pflanzen maximieren, insbesondere beim Indoor-Anbau (in Zelten oder geschlossenen Räumen), aber auch in Gewächshäusern und im Freien. Durch Verdunkeln oder künstliches Beleuchten können Züchter die Blüte beschleunigen oder verzögern, die vegetative Wachstumsphase verlängern oder Pflanzen langfristig in der vegetativen Phase für die Klonierung halten.
Wir unterscheiden zwischen kurztägigen Pflanzen, die blühen, wenn die Tage kürzer und die Nächte länger werden, und langtagigen Pflanzen, bei denen die Blüte durch längere Tage und kürzere Nächte beschleunigt wird. Eine dritte Kategorie sind neutrale Pflanzen, deren Blüte nicht durch die Photoperiode beeinflusst wird. Langtagige und kurztägige Pflanzen werden weiter in fakultative und obligatorische Pflanzen unterteilt, je nach ihrer Reaktion auf die Photoperiode.
- Obligatorische kurztägige Pflanzen blühen nur, wenn die Nächte lang (mehr als 12 Stunden) und die Tage kurz sind. Zu diesen gehören Hyazinthenbohnen, Cannabis, Weihnachtssterne und Chrysanthemen.
- Fakultative kurztägige Pflanzen blühen früher, wenn die Photoperiode kurz ist, blühen aber auch unabhängig von der Tageslänge. Zu diesen gehören Cosmea oder Wegerich.
- Obligatorische langtagige Pflanzen blühen nur, wenn die Tage lang und die Nächte kurz (weniger als 12 Stunden) sind. Zu diesen gehören Fuchsien, chinesische Astern und Strohblumen.
- Fakultative langtagige Pflanzen blühen früher bei langen Tagen, blühen aber auch unabhängig von der Tageslänge. Zu diesen gehören Salbei oder Ringelblumen.
Methoden zur Steuerung der Photoperiode
Verdunkelung
Das Ziel der Verdunkelung ist es, die Photoperiode auf die gewünschte Länge zu verkürzen, was besonders bei kurztägigen Arten im Freien oder im Gewächshaus nützlich ist. Durch Verdunkelung können kurztägige Pflanzen früher blühen, als es das natürliche Licht ermöglichen würde. Es ist möglich, auch ganze Pflanzen zu bedecken (was allerdings schwierig ist), aber am besten ist es, Pflanzen in speziell dafür angepassten Gewächshäusern zu verdunkeln.
Suplementäre Beleuchtung (Zusatzbeleuchtung)
Der Einsatz von Anbaulampen zur Ergänzung des natürlichen Lichts wird am häufigsten von Züchtern in Gewächshäusern oder im Freien genutzt. Künstliches Licht kann verwendet werden, um die Tageslänge (Beleuchtungsdauer) zu verlängern, was sowohl bei kurztägigen (Verzögerung der Blüte) als auch bei langtagigen Pflanzen (Beschleunigung der Blüte) nützlich ist. Suplementäre Beleuchtung kann auch genutzt werden, um die Nacht zu unterbrechen, was dazu führt, dass Pflanzen nicht blühen.
Künstliche Beleuchtung
Beim Anbau von Pflanzen unter vollständig künstlichem Licht in einem Growbox oder Anbauraum liegt die Photoperiode vollständig in den Händen des Züchters. Die meisten Grower lassen das Licht während der vegetativen Phase 16-18 Stunden eingeschaltet und bei der Blüte 12 Stunden. Dies gilt jedoch nur, wenn sie kurztägige oder fotoperiodisch neutrale Pflanzen anbauen. Früher war es notwendig, die Leuchtstoffröhre mit blauem Licht, die für das Wachstum bestimmt war, durch eine andere Lampe für die Blüte mit einer anderen Wellenlänge zu ersetzen. Moderne LED-Leuchten simulieren jedoch den Tagesverlauf viel besser als die veraltete Natriumtechnologie.
Wollen Sie mehr über Beleuchtung für den Pflanzenanbau und andere Tipps für das Indoor-Growing erfahren? Besuchen Sie gerne unseren Blog.