Bessere Lichtverteilung unter diffusem Gewächshausdach
Unter einem diffusen Gewächshausdach ist sowohl die vertikale als auch die horizontale Lichtverteilung besser. Das erklärt etwa zur Hälfte den positiven Effekt von diffusem Licht auf die Photosynthese.
Jede Pflanzenschicht löscht einen Teil des Sonnen- oder Assimilationslichts aus. Je tiefer die Pflanzenschicht, desto geringer also die Lichtstärke und damit auch die Photosynthese. Die Stärke der Lichtauslöschung hängt von der Pflanzenart, aber auch von der Pflanzenanordnung durch den Züchter ab. Das Maß, in dem das Licht ausgelöscht wird, kann in Form des Extinktionskoeffizienten beziffert werden. Bei diffusem Licht ist der Extinktionskoeffizient geringer, es wird also weniger Licht ausgelöscht. Im Gartenbau war dieser Effekt schon seit längerem bekannt: bei bewölktem Himmel (mit viel diffusem Licht) dringt das Licht etwas tiefer in die Pflanze ein. Erst seit der Anwendung von diffusem Glas und diffusen Beschichtungen wurde dieser Effekt jedoch eingehend untersucht. Der Wissenschaftler Tao Li führte an der Universität Wageningen Versuche durch, um einen besseren Einblick in die Lichtverteilung und den prozentualen Beitrag der verschiedenen Auswirkungen von diffusem Licht zu erhalten.
Sonnenflecken
Dabei stellte er überraschenderweise fest, dass nicht die bessere vertikale, sondern gerade die horizontale Lichtverteilung unter einem diffusen Dach am meisten zur besseren Photosynthese der gesamten Pflanze beiträgt. Die gleichmäßigere horizontale Lichtverteilung (siehe Abbildungen) erklärt den Effekt zu 33 %, während der Beitrag der besseren vertikalen Verteilung nur 21 % beträgt. Eine wichtige Erklärung für den positiven Effekt einer besseren horizontalen Lichtverteilung ist, dass unter einem diffusen Dach keine Lichtinseln entstehen. In Lichtinseln ist die Lichtintensität besonders hoch. Die Pflanze muss sich darauf einstellen, und das kostet Zeit. In dieser Zeit verläuft die Photosynthese nicht optimal. Da sich der Stand der Sonne am Himmel und damit auch die Position der Lichtinseln ständig ändert, müssen sich immer wieder andere Blätter daran anpassen. Außerdem kann die Lichtintensität in den Lichtinseln so hoch sein, dass es vorübergehend zu einer Hemmung der Photosynthese kommt. Diffuses Licht sorgt dafür, dass die Pflanze weniger Schwankungen der Lichteinstrahlung ausgesetzt wird, sodass sie sich nicht ständig neu darauf einstellen muss. Dadurch verbessert sich insgesamt ihre Funktion.
Anpassungsfähige Pflanzen
Dank der besseren vertikalen Lichtverteilung unter einem diffusen Dach können die Blätter, die sich weiter unten an der Pflanze befinden, besser assimilieren können, während die Photosynthese in den oberen Blättern weniger durch einen Lichtüberschuss gehemmt wird. Dennoch erklärt die bessere Lichtverteilung in beiden Dimensionen nur zur Hälfte die bessere Photosynthese in der gesamten Pflanze.
Die andere Hälfte ist der Anpassungsfähigkeit der Pflanze zu verdanken. Wenn das Licht tiefer in die Pflanze eindringen kann, verhalten sich die Blätter dort nicht mehr als Schatten-, sondern als Sonnenblätter. Da sie kontinuierlich mehr Licht erhalten als unter einem herkömmlichen Gewächshausdach, steigt ihre Photosynthesekapazität, wodurch sich insgesamt ihre Funktion verbessert. Dieser Aspekt erklärt die positive Wirkung zu 23 %. Die übrigen 23 % sind auf ein Zusammenspiel verschiedener Faktoren zurückzuführen, darunter die größere Blattfläche je Quadratmeter des Gewächshauses (Blattflächenindex) und ein höherer Stickstoff- und Chlorophyllgehalt. Auch die Größe der Spaltöffnungen spielt eine Rolle; sie reagiert mit einer gewissen Verzögerung auf Schwankungen in der Lichtstärke. Wenn die Schwankungen – infolge eines diffusen Dachs – geringer ausfallen, kann das CO2 gleichmäßiger durch die Spaltöffnungen ins Pflanzeninnere gelangen. Der Wissenschaftler untersuchte diese Effekte an Tomatenpflanzen, aber die bessere Lichtverteilung und wahrscheinlich auch die anderen Effekte treffen auch auf andere Pflanzen zu. Diffuses Licht führt bei weitaus den meisten Pflanzen zu einer besseren Photosynthese. Ob sich dies letztlich in höheren Erträgen und einer besseren Produktqualität äußert, hängt von der Pflanzenart und den Anbaumaßnahmen ab.
Abbildung 1: Maximale Lichtwerte in einem Gewächshaus unter normalem Glas.
Quelle: Wageningen UR.
Abbildung 2: Gleichmäßigere Lichtverteilung unter einem diffusen Gewächshausdach.
Quelle: Wageningen UR.
