Pflanzenmodellsteuerung mit Lichtstrategie
Die Qualität von Blumen und Pflanzen wird unter anderem von ihrer Form und Kompaktheit bestimmt. Viele Ziergewächse schießen in Gewächshäusern zu sehr in die Höhe. Deswegen werden zur Erreichung der gewünschten, einheitlichen Pflanzenform Hemmstoffe eingesetzt.
Einige Ziergewächse, die nicht ohne Hemmstoffe gezüchtet werden können, sind: Weihnachtssterne, Beetpflanzen, Kalanchoe und bestimmte Arten (Topf-)Chrysanthemen. Der Einsatz von chemischen Mitteln steht aufgrund umwelttechnischer Erwägungen immer häufiger zur Diskussion. Die Forschung wird sich in den kommenden Jahren also mehr auf alternative Methoden konzentrieren, damit man mit weniger oder ganz ohne Hemmstoffe eine kompaktere Pflanze erzielt.
Viele Faktoren haben Einfluss auf die Kompaktheit der Pflanzen. Dazu gehören Lichtintensität, Lichtfarben, Temperatur(-Regime), Bewegung der Pflanzen und Veredelung. Veredelungsbetriebe sind immer besser in der Lage, Pflanzenformen zu kreuzen. Die Benutzung der Hemmstoffe kann dadurch bedeutend verringert werden, was über die Umweltvorteile hinaus auch Kostenvorteile aufgrund seltenerer Besprühungen mit sich bringt.
Steuerung der Pflanzenform
Im Mittelpunkt der Forschung liegt in den letzten Jahren die Steuerung der Pflanzenform mit Licht. Das sichtbare Licht besteht aus einem Spektrum an Farben. Dieses Spektrum bleibt tagsüber und über das Jahr verteilt ziemlich konstant. Im Sommer gibt es relativ gesehen ein wenig mehr blaues Licht. Bei Sonnenaufgang und -untergang ist der Anteil an rotem Licht etwas niedriger im Vergleich zum blauen und fernroten Licht. Dieser Effekt ist größer, wenn am Horizont Bewölkung aufkommt.
Durch die Veränderung der Verhältnisse zwischen den Lichtfarben ist es möglich, die Pflanzenform zu beeinflussen. Aus Studien in Klimakammern ist bekannt, dass relativ mehr blaues Licht im Verhältnis zum roten Licht eine kompaktere Pflanze ergibt. Auch das Rot/Fernrot-Verhältnis ist ein wichtiger Faktor beim Längenwachstum der Pflanzen. Je mehr fernrotes Licht, desto mehr streckt sich die Pflanze. Wenn wir also die Kompaktheit der Pflanzen mit Lichtfarben beeinflussen wollen, müssen wir die Verhältnisse Blau/Rot und Rot/Fernrot erhöhen.
Andere Verhältnisse der Lichtfarben haben jedoch auch andere Einflüsse auf die Pflanze. Relativ viel blaues Licht führt zu mehr Verzweigungen, kleinerer Blattoberfläche und weniger Biomasse, jedoch zu dickerem Blatt, sodass es keinen Einfluss auf die Photosynthese hat. Aus unterschiedlichen Studien wird auch ersichtlich, dass die Spaltöffnungen unter dem Einfluss von blauem Licht weiter aufgehen, wodurch die Verdampfung zunimmt und die Blatttemperatur sinken kann. Darüber hinaus können Veränderungen der Farbverhältnisse Einfluss auf die Anzahl der Blumen in der Blütezeit ausüben.
Beeinflussung des Lichtspektrums
Das Lichtspektrum können wir auf unterschiedliche Weise beeinflussen. Man kann zum Beispiel mit spezifischen Farben beleuchten oder farbige Folien, Schirme und fotoselektive Coatings einsetzen. Das Beleuchten ist vor allem in Zeiträumen mit wenig Strahlung einsetzbar. In den Sommermonaten müsste man sehr hohe Lichtstärken installieren, um die Farbverhältnisse ausreichend zu verändern. Eine mögliche Option wäre die Beleuchtung mit zusätzlichem blauen Licht während der dunklen Stunden. Ob dies jedoch einen ausreichenden Effekt erreicht, ist noch nicht bekannt. Es ist jedoch möglich, in den Morgen- und Abendstunden zusätzlich zum Beispiel mit SON-T-Lampen zu beleuchten, um damit das Verhältnis Rot/Fernrot zu beeinflussen. SON-T-Lampen strahlen relativ viel rotes Licht im Verhältnis zu fernrotem Licht aus, wodurch die Streckung gehemmt wird.
Auf dem Markt gibt es Folien, die das Rot/Fernrot-Verhältnis verändern. Dabei wird das Fernrot von der Folie absorbiert, sodass verhältnismäßig mehr rotes Licht hereinkommt, was wiederum kompaktere Pflanzen verursacht.
Vor allem in den Sommermonaten kann das Lichtspektrum mit Schirmen und Coatings beeinflusst werden. Ein Coating, welches das Rot/Fernrot-Verhältnis verändert ist ReduHeat. Es handelt sich hierbei um ein Coating, das das PAR-Licht im höchsten Maße durchlässt und das Infrarot verhältnismäßig wegfiltert. Studien haben ergeben, dass die unterschiedlichen Topfpflanzensorten bei Anwendung von ReduHeat deutlich kompakter bleiben (J.O. Stapel u.a. 2009). Dieser Effekt ist bei vielen Pflanzen noch nicht hinreichend, um die erwünschte Kompaktheit der Pflanze zu erreichen. Das Ziel besteht darin, Coatings zu entwickeln, die einen größeren Effekt auf die Kompaktheit der Pflanze ausüben. Es ist jedoch unmöglich, dies ausschließlich mit einem Coating zu erreichen. Mardenkro arbeitet aktiv mit Forschungsinstituten und Lieferanten von zum Beispiel Klimaschirme und Gewächshausfolien zusammen, um auf diese Weise eine Zuchtmethode zu erhalten, bei der chemische Hemmstoffe (beinahe) nicht mehr notwendig sind.
