LED Wachstumslampen - LED Pflanzenlampen - LED Growing Lights

Vorteile von LED Wachstumslampen

STROMSPAREN:
Ein jeder Heimzüchter der seine Pflanzen mit den herkömmlichen Natrium / HID-Lampen bestrahlt, braucht sich nur seine Stromrechnung vor Augen zu führen. Die meisten fangen nämlich hier zu schluchtzen an, denn die gängigsten Lampenarten verbrauchen 400 bis 600W und meistens benötigt man gleich ein paar von diesen Stromfressern.

HITZE:
Aber auch auf Grund der geringen Hitze können LEDs zum Strom und Wasser- sparen beitragen! Herkömmliche Wachstumslampen erzeugen sehr viel Hitze und auf Grund der Verdunstung muss deshalb sehr viel gegossen werden. Bei der Verwendung von LED Wachstumslampen wird sich Ihr Wasserverbrauch deutlich reduzieren, Ihre Bewässerungssysteme, sprich Pumpen, müssen weniger arbeiten. Das Gleiche gilt auch für Lüfter, Ventilatoren, Klimaanlagen, kurz gesagt alle Geräte die Sie für Ihre Pflanzen verwenden, werden weniger Energie verbrauchen.

LEBENSDAUER:
Durch die lange Lebensdauer von LEDs ergibt sich eine weitere Ersparnis. Bei täglichem Gebrauch halten LEDs ca. 10 Jahre. Im gleichen Zeitraum müssten Sie ca. 6 NDLs, ein bis zwei Starter und 2 Kondensatoren erneuern.... wieder so ca. 400,-- EUR... pro Lampe versteht sich...

"LUX" AUSBEUTE:
Größere LUX - Ausbeute. Da LEDs nur geringe Wärme abstrahlen können sie somit knapp über den Pflanzen justiert werden. Somit ergibt sich... kleiner Abstand, größere Beleuchtungsstärke! Hier zählt ein jeder cm.

STROMVERBRAUCH:
Aber auch so manchem Liebhaber der heiligen Pflanze der Hindus, wurde der hohe Stromverbrauch zum Verhängnis. Da die Gemeinde der Homegrowers in den letzten Jahren stark anstieg wunderte es keinen, dass die Ordnungshüter hier ansetzten und "abnormalen" Stomverbrauchern einen Besuch abstatteten.

Hier ein paar sehr interessante LED-Wachstumslampen-Links !!!:
Link: Die neuen Hyper-Red-Pflanzen-LEDs: ams Osram präsentiert weiße LED für hocheffiziente Pflanzenbeleuchtung
Link: Die neuen Hyper-Red-Pflanzen-LEDs: Hyper-Red von Osram
Link: Mid Power LED-Fullspectrum-Wachstumslampen: LM301H von Samsung
Link: Gurkenanbau mit LED-Pflanzenlampen: Hochdrahtgurken mit LED-Beleuchtung
Link: Neue 660nm Horticulture-LEDs: Neue Horticulture-LEDs von Samsung
Link: Gemüseanbau im Keller: Gemüseanbau im Keller
Link: Speed Breeding: Sechsfacher Ertrag durch LED-Wachstumslampen: Speed Breeding
Link: WiFi-gesteuerte LED-Pflanzenlampen: Greenception
Link: Gemüseanbau unter den Häusern von London: Growing-underground
Link: Horticulture-LED unter neuem Namen: Osram startet Produktfamilie Osconiq für professionelle Anwendungen.
Link: Royal Blue LED 450nm und 13 µmol/s PPF: Die neue XP-G3 Royal Blue.
Link: Blaues LED-Licht gegen Schimmel: Blaues LED-Licht um 450nm verhindert Schimmelbildung.
Link: LED-Horticulture-Lighting: LED-Pflanzenlampen; Leuchtmitteln zum selber bauen
Link: 6.4 µmol/sec (PPF 400-700nm) bei einer Wellenlänge von 660nm; CREE™
Link: Die größte "Indoor Vertical Farm" der Welt. AeroFarms
Link: LED Gamüseanbau in China: LED Gemüseanbau in China: 15 bis 20 Mal effizienter als bei traditioneller Landwirtschaft.
Link: Ginsengzucht in Korea
Link: Tomaten unter LED Licht gezogen, produzieren mehr Vitamin C.
Link: Explosionsartiger Verkaufsanstieg für LED Pflanzenlampen prophezeit
Link: Spezielles Gemüse-Anbausystem in 3 dimensionalen Kultivierungsebenen.
Link: Erdbeeren schmecken besser mit LED-Licht
Link: Gemüseanbau im Weltall
Link: Größte LED-Gemüsefarm der Welt
Link: Gemüseanbau in der Großstadt
Link: 5-Sterne Restaurant pflanzt selber an
Link: Afterburneffekt mit 730nm Tiefrot
Link: Der erste Weltraum-Salat
Link: Fußballstadion mit LED-Wachstumslampen

Das Geheimnis liegt in der Photosynthese (griechisch phos - Licht, sýnthesis - die Zusammensetzung)
oder genauer beschrieben, in der strukturellen Eigenschaft des Blattgrüns auch Chlorophyll genannt. (vom griechisch chloros für grün und phyllon für Blatt)

Ein Blatt erscheint uns deswegen GRÜN, weil Chlorophylle niederenergetisches, langwelliges, also rotes Licht oder hochenergetisches, kurzwelliges, also violettes Licht, oder aber auch beide Farben aus dem weißen Licht absorbieren können.

Auf dem Farbkreis (siehe Skizze Komplementärfarben) liegt Grün den Farben Rot und Violett gegenüber.

Hätte eine Pflanze Augen, würde sie bei Mittagssonne eine diffuse, in königsblau und purpurrot getauchte Landschaft sehen. Wer schon eine LED Wachstumslampe besitzt, kann sich also leicht selbst in diese Stimmung seiner Pflanzen hineinversetzen. Er braucht nur in der Nacht bei sehr stark gedimmtem weißen Licht, seine LED Wachstumslampe aufdrehen. So würde eine Pflanze jetzt deine Umgebung bei schönstem Wetter und Mittagssonne sehen! :)

Wem es interessiert, wie Menschen z.B. im oder durch Wasser Lichteindrücke empfinden, ist dieser Link: "Farbwiedergabeindex CRI "im" H2O" sehr informativ.

Auszug:
....bis schließlich die verbleibenden Wellenlängen auf Deine Augen treffen, und du mit Hilfe deines Gehirns unbewusste Berechnungen anstellst, um auf den Farbeindruck zu kommen.
Fehlen jedoch einige wichtige Wellenlängen, kommt eine "falsche" Berechnung und somit auch ein "falscher" Farbeindruck zustande.

Interessant wäre auch noch zu bemerken, dass der!!! Teil deines Gehirns, der für das SEHEN verantwortlich ist, sich auf deiner "Kopfrückseite" in völliger Dunkelheit befindet und noch nie! auch nur einen kleinen Lichtstrahl "erblickt" hat!
Oder vielleicht höchstens im Kreißsal, bei Deiner Geburt, als Dein hinterer Schädelknochen noch so dünn war, dass Licht ihn durchdringen konnte. :)

Warum grüne Pflanzen hauptsächlich im roten und blauen Bereich des sichtbaren Lichtes absorbieren ist leicht ;o) erklärt:

Sonnenlicht beherbergt alle Farben, jedoch ist der Blau und Rot-Anteil relativ hoch. Entsprechend dieser Tatsache haben sich die Pflanzen in der Geschichte der Evolution darauf eingestellt, bevorzugt blaues und rotes Licht zu absorbieren.

Diese schöne Aufnahme wurde von Urheber:Kristian Peters -- Fabelfroh, unter GFDL bereitgestellt. Wir danken für die Nutzung

Als vor 4,5 Milliarden Jahren unser junger, erkaltender, aber noch unbelebter Planet, in seiner eigenen "Ursuppe" so vor sich hin köchelte, entstand damals spontan, wie durch Zufall, eine Brutstätte organischer Synthesen. Und wieder durch Zufall, entstanden daraus verschiedene Polymere (Verbindungen aus gleichen oder gleichartigen Einheiten), die sich wieder in allen möglichen Zufallskombinationen zusammen lagerten.
Einige wenige unter ihnen entwickelten dabei die Fähigkeit sich selbst zu regulieren und zu vermehren und bildeten immer komplexere und stabilere Molekülassoziationen, bis die erste lebende Zelle entstanden war.

Da sich diese Entwicklung in einer sehr ""kleinen"", für manche eine zu kurze Zeitspanne, abspielte, wäre hier interessant zu bemerken, dass viele namhafte Wissenschaftler annehmen (wie z.B. auch Francis Crick, der durch die DNA-Doppelhelix berühmt wurde), dass die ersten Bakterien durch ein Raumschiff oder einer höheren Macht auf unseren Planeten gelangten.

In eigener Sache:
Durch diese Ausdrucksweise wurden wir schon in vielen Foren aufs Höchste bekrittelt.
Wie z.B.: "Esoterischen Ergüsse"
Jedoch waschen wir hier unser Hände in Unschuld, da wir ja LEDiglich die Meinung des Mannes veröffentlichten, der die Molekularstruktur der DNA-Doppelhelix entdeckt hat!
Also ka Bleder!

Diese Bakterien jedoch ernährten sich von organischen Molekülen, die sich aus nicht lebenden Mechanismen entstanden waren. Als jedoch diese Nährstoffe zur Neige gingen, wie unsere fossilen Rohstoffe heute, entwickelten, zumindest eine Gruppe von ihnen, die Fähigkeit ihre Nahrung ausschließlich aus anorganischen Stoffen zu beziehen, denn ansonsten wäre das Leben ausgestorben und es würden heute keine Menschen existieren.
Das heißt, sie begannen sich von energiereichen Elektronen zu "ernähren".

Als dann, wieder durch Zufall, eine Ur-Zelle eine Cyanobakterie einschloss, entstanden daraus die Chloroplasten - die einzelligen Grünalgen, von der vermutlich alle Pflanzen abstammen.
Jetzt ist es vielleicht verständlicher, warum sich Pflanzen daran angepasst haben den Rot- und Blau-Anteil des Sonnenlichtes mit Hilfe von Elektronen zu verwerten.

Das Resultat zeigt deutlich, dass der optimale Bereich für die Photosynthese bei langwelligem roten Licht liegt, sowie im kurzwelligen, blauen Licht. Im Bereich von grün und gelb sinkt die Photosyntheserate auf niedrige Werte ab.

Der Griff nach dem Sonnenlicht:


Das Chlorophyllmolekül ist ein grüner Pflanzenfarbstoff (Pigmentmolekül), der den Pflanzen als eine Art "Antenne" dient, mit welcher sie die Energie der Sonne aufnehmen können, um Kohlendioxid und Wasser zu Kohlenhydraten zu verknüpfen.

Dieser Farbstoff besteht aus zwei Bestandteilen:
Dem blaugrünen Chlorophyll a und dem gelbgrünen Chlorophyll b.

Chlorophyll a (Molekül des Reaktionszentrums), ist für Energieumwandlung verantwortlich, das Chlorophyll b hingegen, hat von Mutter Natur rein die Aufgabe der Lichtsammlung zugeteilt bekommen.

Chlorophyll a ist bei 410 bis 430nm und um 662nm am aktivsten,
Chlorophyll b hingegen "sammelt" bei 453nm und 642nm die meisten Photonen.

Welches Licht bringt der Pflanze nun mehr... ROTES oder BLAUES?
Das Redoxpotential des Chlorophylls (Maß für die Fähigkeit eines Stoffes, Elektronen abzugeben):
Viele werden hier annehmen, dass hochenergetisches blaues Licht den Pflanzen sicher mehr Energie zur Verfügung stellt, als das niederenergetische rote Licht. Diese Annahme ist jedoch falsch. Mehr kann manchmal auch zuviel sein. Dies trifft auch bei der Photosynthese zu. Man kann sich das so vorstellen:

In unserer Skizze ist ein Atom mit Atomkern und einem umkreisenden Elektron dargestellt (in Wirklichkeit besitzt Chlorophyll ein Elektronenpaar). Wenn kein Licht auf das Elektron des Chlorophylls trifft, befindet es sich im GRUNDZUSTAND, also auf dem niedrigsten Energieniveau.

Trifft aber nun ein ROTES Lichtteilchen bei 660nm (Photon) auf das Elektron eines Pigmentmoleküls, so wird die enthaltene Energie absorbiert und es fängt so stark zu vibrieren an, dass es auf den 1.Singulettzustand (S1) springt. Es wird sozusagen "losgeschlagen". In diesem Zustand ist es energiereicher, als im Grundzustand und kann leicht abgegeben werden und sich auf die Reise durch die Elektronentransportkette begeben.

Hiezu wäre noch wichtig zu betonen, dass nur in diesem S1-Zustand (hohes Redoxpotential) die Elektronen leicht abgegeben werden können.

Bei BLAUEM Licht sieht die Sache aber ganz anders aus. Das Elektron bekommt von dem hochenergetischen blauen Photon bei 430nm dermaßen viel Energie übertragen, dass es bis zum "S2-Orbit" katapultiert wird. In diesem Singulettzustand ist es jedoch für die Photosynthese nicht direkt nutzbar. Nur der Tatsache, dass dieser Zustand nur 10 minus 12 Sekunden anhält ist es zu verdanken, dass das Elektron wieder auf den S1 Zustand zurückfällt, dabei Energie in Form von z.B. Wärme oder Licht abgibt und erst dann für die Elektronentransportkette bereit steht.

Jetzt ist es klar ersichtlich weswegen die Absorption von Blaulicht den Pflanzen keinen direkten Vorteil bringt. Fehlt jedoch der natürliche Rotanteil, so können die Pflanzen auch auf das blaue Licht zurückgreifen und es verwerten.

ROTES oder BLAUES Licht?:

Pflanzen benötigen beide Farben. Nur beide Wellenlängen sorgen für eine gute Wurzelbildung und gesundes Breiten- und Längenwachstum.

Das hochenergetische blaue Licht ist für Jungpflanzen also in der Wachstumphase sehr wichtig, rot hingegen ist für die Blühphase unerlässlich.

Welches Mischungsverhältnis nun am besten ist, hängt von der Art der Pflanze ab. Petersilie liebt z.B. einen hohen Blauanteil (ca. 90%). Die heilige Pflanze der Hindus hingegen liebt einen Rot-Blau Anteil von ca. 5:1 und viele Gartenpflanzen wiederum fühlen sich bei einem Verhältnis von 8:1 wohl. Der Blauanteil hingegen kann je nach Pflanze und Wachstumsanforderungen zwischen 1% und 20% variieren.
Am besten ist, man macht selbst ein paar Experimente mit farbigen LEDs und verschiedenen, gleichartigen Setzlingen. Die einzelnen LEDs sind billig und es macht jede Menge Spaß, die positiven Reaktionen seiner Pflanzen zu beobachten. Mehr Infos zu diesem Thema gibts noch weiter unten auf dieser Seite.

Wie viel Licht benötige ich?!!!

Die Sonnenseite der Erde wird in der Sekunde mit 1,7 x 10 hoch 14 KWh !!! Sonnenlicht bestrahlt. 30% der Sonnenstrahlung wird zum Glück zur Zeit noch reflektiert. Wenn in Zukunft die Polarkappen (weiss reflektiert sehr gut) aber immer kleiner werden, wird dieser Wert drastisch sinken. 47% werden von der Atmosphäre (z.B. Ozon), sowie von den Wasser und Landmassen absorbiert und für die Erwärmung von Erde, Wasser und Luft verwendet. Die verbleibenden 23% werden für´s Wetter, also für die Bewegung von Luft (z.B. Passatwinde) und Wassermassen (z.B. Golfstrom) und für die Verdampfung von Wasser verwendet. Wenn sich jemand an dieser Stelle vielleicht fragen sollte: Wie kann an Hand solcher Energiemengen die Temperatur der Erde immer so schön konstant bleiben?; sei gesagt, dass die überschüssige Energie zum Glück noch in Form von Wärmestrahlung wieder in den Weltraum abgegeben wird. Bläst die Menschheit jedoch weiterhin so viel "Freie Radikale" in die Luft, so wird diese Wärmestrahlung zunehmenst von der Erdatmosphäre reflektiert werden und eine bedrohliche Erwärmung kommt zu stande (Treibhauseffekt). Der CO2 austoß ist hier eigentlich nebesache.

Sie gibt an, wieviel Sonnenenergie pro Sekunde auf 1m² senkrecht zur Strahlungsrichtung einfällt. Sie beträgt 1.400Watt/m². Nur 46% von dieser Energie werden für das Licht im sichtbaren Bereich verwendet. Dieser Wert ist aber für uns nicht sehr relevant, da er sich auf einen Ort oberhalb der Erdatmosphäre bezieht. Bei uns hier auf der Erdoberfläche beträgt er, abhängig je nach Breitengrad, Höhenlage, Witterung und Luftreinheit ca. 400 bis 800W/m² inkl. UV und Wärmestrahlung.
Hier können wir ersehen, warum LED Wachstumslampen so energiesparend und trotzdem effizient sind. In dieser optimalen ca. 800W Strahlung per m² sind ja auch alle anderen Wellenlängen, also Energie enthalten, die die Pflanze nicht auswerten kann. Bestrahlt man z.B. seine Blumen nur mit grünem Licht, ist es mit den "Augen" einer Pflanze gesehen dämmrig. Für uns ist jedoch die Farbe Grün, die hellste Farbe.

So verhält es sich z.B. auch bei den Natriumdampflampen. Eine Natriumdampflampe, sagt man, ist gut für die Pflanzenzucht, da sie ungeheuer VIEL Licht produziert. Das dumme ist nur, dass die Pflanze nur ca. 10-20% des Lichtspektrums nutzen kann, der Rest ist verschwendete Energie in Form von Hitze und anderen Wellenlängen.

Hier kann man schön erkennen wieviel Energie bei Metalldampflampen unnötig in Grün und Gelb "hineingebuttert" wird. Grün und Gelb empfinden Pflanzen als "DUNKEL"

Hier sehen wir auch, warum die Angaben in Lumen bei Wachstumlampen nicht angebracht sind. Lumen ist eine physiologische Größe, das heißt, sie ist auf die Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges gemünzt und wir z.B.

Grün, bei gleicher Strahlungsleistung, 10 mal heller als Rot empfinden.

Wer z.B. seine Pflanzen mit einem Halogenspot mit 30.000 lm bestrahlt und glaubt, jetzt müssen sich meine Lieblinge ja wohlfühlen bei so viel Licht und wie verrückt wachsen!, darf sich nur über eine hohe Stromrechnung freuen, aber den Pflanzen bringt dieses Licht fast nichts. Halogenstrahler produzieren nämlich kaum Licht das für die Photosynthese der Pflanze nutzbar ist.

Das Sommer-Sonnenlicht, Mittags im Freien gemessen, bringt ca. 100.000 Lux. Im Schatten nur noch ca. 10.000 Lux. Hinter dem Fenster sind es nur noch 3.000 bis 2.500 Lux und 2 Meter vom Fenster entfernt ist nur noch 1/4 der ursprünglichen Lichtintensität vorhanden. In der Raummitte beträgt der Wert meist um die 300 Lux. Es macht aber auch einen großen Unterschied aus, welche "Lage" (N,S,O,W) die Fenster besitzen, ob Vorhänge verwendet werden und welche Farbe die Wände besitzen. Dunkle Wände reflektieren fast kein Licht. Aber auch der Lichtbedarf von Pflanzen kann sehr stark variieren. Einige kommen mit relativ wenig Licht aus, die meisten jedoch benötigen "sehr viel" Licht. Zu viel Licht kann aber auch schnell zu "Verbrennungen" führen, da direktes Sonnenlicht die meisten Pflanzen nicht verkraften. Generell kann man aber sagen, dass Pflanzen mit Blattzeichnung, die nicht direkt am Fenster stehen, unbedingt zusätzliches Licht benötigen um sich richtig zu entfalten. Pflanzen ohne Blattzeichnung kommen hingegen mit weniger Licht aus.

Allgemeine Wirkung von ROTEM LICHT:

Rotes Licht ist ideal für die Blüten und Fruchtbildung. Wer jedoch nur rotes Licht verwendet, würde ein exzessives Längenwachstum auf Kosten des Formenwachstums der Pflanze verursachen (Photomorphogenese). Man spricht hier von einer Vergeilung der Pflanze. Große Triebe werden gebildet, die oft ihr eigenes Gewicht nicht tragen können. Manchmal wird dieser Effekt aber auch gewünscht.
Rotes Licht wirkt sich aber auch gravierend auf die Blüte und die Samenproduktion der Pflanze aus. Bei hohem Rotanteil während der Dunkelphase (Nachtruhe), kann z.B. die Blütephase verlängert werden, was meist unerwünscht ist. Das Verhältnis von rotem und dunkelrotem Licht ist nämlich dafür verantwortlich, wann die Blüte der Pflanze beginnt. Pflanzen die z.B. Samen bilden sollen, sollten mit nur wenig rotem Licht bestrahlt werden, da sich die meisten Samen dadurch später zu männlichen Pflanzen entwickeln. Wer die Pflanze jedoch in der Nähe des Fensters stehen hat, kann auch z.B. nur rotes Licht verwendet werden, da der Blauanteil an diesem Platz genügend ist. Der Photorezeptor von Pflanzen für rotes Licht wird übrigens Phytochrom genannt.

Allgemeine Wirkung von BLAUEM LICHT:

Blaues Licht ist ideal für die Wuchsphase und sorgt für sattes Grün mit kräftigem, kompaktem Wuchs und beugt auch einem Pilzbefall entgegen.

Bestrahlt man hingegen nur mit blauem Licht, führt dies zu Stauchung und Bildung dickerer Blätter. Des weiteren kommt es zur Austreibung von Seitenknospen. Diese Seitentriebe können aber auch gewünscht sein. Deswegen besitzen Pflanzen, die bei hohem Blauanteil vorgezogen wurden, meistens einen gedrungeneren Wuchs mit kräftigen Trieben. Je mehr Blaulicht vorhanden ist, desto weiter öffnen sich auch die Spaltöffnungen der Pflanze, wodurch der Stoffwechsel beschleunigt wird. Der Photorezeptor für blaues Licht wird auch Cryptochrom genannt.

Obwohl ein hoher Blaulichtanteil bei z.B. Salaten zur Stauchung (kleinerer Wuchs) führt, erhöht sich in den dickeren Blättern der Vitamingehalt und fördert z.B. die Polyphenolproduktion.
Polyphenole wirken unter anderem entzündungshemmend und krebsvorbeugend. (Wirkung von Polyphenolen).
Laut einer Studie, soll ein Blauanteil von 32% z.B. Basilikum schärfer und geschmackvoller machen.
Bei Tomaten konnte man, bei blau-rot Bestrahlung, eine Verdopplung der Vitamin C Produktion feststellen.

Mensch & Pflanze: Was Pflanzen brauchen ist auch für den Menschen gesund.

Dieses Kapitel hat zwar mit Pflanzen nicht viel zu tun, wir finden aber, es passt genau hier her. Wissenschaftler haben nämlich herausgefunden, dass die menschliche Haut auch genau auf diese zwei Wellenlängen positiv reagiert. 107 Patienten mit leichter bis mittelschwerer Akne Vulgaris, wurden einem Test mit LEDs unterzogen. Dabei bestrahlte man sie in einem "Blindversuch" täglich 15 Minuten mit tragbaren Lichtquellen. Die Patienten wussten also nicht, mit welchem Licht sie bestrahlt wurden. Nach 12 Wochen der aktiven Behandlung wurde bei der Blau- und Rotlicht Phototherapiegruppe eine Verbesserung von 76% bei den Akne Entzündungen festgestellt. Man fand heraus, dass blaues Licht (415nm) die Haut dazu veranlasst Peroxid zu produzieren, welches die Akne-Bakterien abtötet. Rotes Licht (633nm) hingegen stimuliert die Abwehrkräfte der Hautzellen und führt dazu, dass sich die Haut besser regeneriert, Aknewunden schneller abheilen lässt, und die Haut sichtbar gesundet.
Wer seine grobporige Hautstruktur oder Fältchen und Linien verbessern möchte und keine Probleme mit Akne hat, benötigt nur rotes Licht. Alle 3 Tage ca. 20 Minuten und nach 10 Sitzungen ist das positive Ergebnis sichtbar.
Also wer sich oft mit seinen Pflanzen zusammen bestrahlen läßt, bekommt bald eine Haut wie ein Babypopo... :o)    mehr unter... British Journal of Dermatologgy

Aber auch in der Schmerztherapie werden blaue Wellenlängen um die 450nm bereits erfolgreich angewendet. Das BlueTouch Schmerztherapiegerät von Philips kann ich persönlich wirklich sehr empfehlen. Ich schenkte es meinen Eltern wegen Ihrer Rückenschmerzen und es bewirkte wahre Wunder. Meine Eltern sind jetzt beide schmerzfrei!

Allgemeine Wirkung von WEISSEM LICHT:

Liebe Grower, wir wurden jetzt schon des öfteren gefragt: "Kann man mit weissem Haushalts-LED-Licht nicht auch growen?"

Weißes LED Licht wird durch 2 verschiedene „Erzeugungsmethoden“ erzeugt:
RGB LEDs:
Werden 3 oder mehrere Halbleiterchips, einer der blaues Licht, einer der grünes und einer der rotes Licht emittiert knapp nebeneinander in einer Bauform integriert, ergibt die „Mischfarbe“ dann Weiss.

WARM WEISSE / WEISSE LEDs:
Die meisten weissen LEDs sind jedoch LED Bauformen, die aus "einem" Halbleiterkristallchip bestehen, der blaues oder blauviolettes Licht ausstrahlt, welches dann in einer darüberliegenden Leuchtschicht, in weisses Licht "umgewandelt" wird.
Diese Leuchtschicht besteht aus verschiedenen Bestandteilen oder Schichtdicken, abhängig davon, welches Licht erzeugt werden soll. Je mehr blaue oder blauviolette Halbleiterchips mit Leuchtschicht knapp nebeneinander bestückt werden, desto heller die Lichterzeugung.

Warm weisses Licht (ca. 2700K-4000K) wird z.B. aus einer blauen LED und einer dickeren orangenen oder gelb-grünen Lumineszenzschicht erzeugt.
Ein eiskaltes Weiß (ca. 12000K-15000K) aus einer violetten LED und einer dünnen gelben Lumineszenzschicht und
Kaltweiß (ca. 9000-11500K) aus blau-violetten LEDs und gelber Leuchtstoffschicht mittlerer Stärke.
Weisses LED Licht (ca. 4000K - 6500K) wiederum aus blauen LEDs und gelber Leuchtstoffschicht, die etwas dünner ist als die der warm weissen.

* Kennt man nun die genaue Spektralverteilung seiner weissen LED, und liegt der blaue und rote Anteil im akzeptablen Bereich für die Photosynthese, kann sie auch als Pflanzenlicht verwendet werden,

Die Vorteile bei einer zusätzlichen weissen Beleuchtung sind jedoch einerseits: Die Farbwiedergabe der Pflanze. Sie erscheint wieder grünlich und andererseits weisen viele Versuche darauf hin, dass die anderen Wellenlängen, die diese weisse LED auch ausstrahlt, für die Pflanze von Nutzen sind. (z.B. Nasa Versuch).
Beim Nasa Versuch wurde auch GRÜNES LED Licht mit ca. 550nm verwendet. Natürlich zusätzlich zu den Blauen und Roten LEDs und zeigte bei einigen Pflanzen tollen Ergebnisse.

Aber auch die Versuche bei Hanf zeigen ein tolles Ergebnis dieser Grün-Absorption.
(Bei diesem Video muss man jedoch den Optischen Effekt, der bei grünem Licht erzielt wird (die saftig grünen Pflanzen kommen uns natürlich "schöner" vor, als die grau-blauroten Pflanzen) außer Acht lassen. Leider wurde das Entwicklungswachstum der BR Pflanzen nicht mit zusätzlich grünem Licht gezeigt.

Hier wären sicher ein paar Versuche interessant, bei denen man die grünen LEDs seitlich der Pflanzen justiert und von oben ganz normal mit Blau und Rot bestrahlt.

Wer bei seinen Pflanzen jedoch eine strikte Beleuchtungszeit einhalten will, aber auch ab und zu nachschauen möchte wie es seinen "Lieblingen" während der Dunkelphase geht, könnte nur grünes Licht (um etwas zu sehen) verwenden. "Schwaches" grünes Licht, "stört" die Pflanzen bis zu ca. 8 mal weniger als WEISSES. (Grünes LED Licht: Stripes, Leuchten)

Der "AFTERBURN" Effekt:

Ultra Rotes LICHT darf aber nicht mit IR "Licht" (Infrarot Strahlung) verwechselt werden.
Infrarot ist der Spektralbereich zwischen 780nm und 1mm. (780-1000nm)
Sichtbares Licht liegt zwischen ca. 380nm und 750nm.
Der Afterburn Effekt sollte somit bei Wellenlängen zwischen ca. 670nm und 740nm liegen......

Hier ein neuer Bericht aus 2015 (Afterburneffekt), der diese Annahme von Beleuchtungsfachleuten bestätigen lässt.

Vielleicht ist er auch zu einem gewissen Teil, auf den Emerson-Effekt zurückzuführen, welcher besagt, dass eine höhere Photosyntheserate zu erzielen ist, wenn man mit zwei, knapp "nebeneinanderliegenden" Wellenlängen bestrahlt, als nur mit einer.
Dieser Effekt ist jedoch logisch zu erklären und nur auf die Wellenlängen zurückzuführen, die für die Photosynthese ausschlaggebend sind. Chlorophyll a ist bei 410 bis 430nm und um 662nm am aktivsten, Chlorophyll b hingegen "sammelt" bei 453nm und 642nm die meisten Photonen.
Wenn man jetzt z.B. im roten Bereich mit ca. 660nm UND 640nm bestrahlt, deckt man natürlich beide Chlorophyll Photosyntheseraten im optimalen Bereich ab, als z.B. nur mit 660nm.
Bei einem Dazuschalten von z.B. um die 700nm, um den Afterburn Effekt zu erzielen(diese Wellenlängen sind verstärkt beim Sonnenuntergang zu finden), könnte vielleicht ein so ähnlich funktionierender Emerson-Effekt zustande kommen.

Mehr-Band Effekt; 3 - 8 Band LED Wachstumslampen:

Farbbereiche mit geringerer Photosyntheserate sind für viele Pflanzen ohne Wirkung. Jedoch manche Pflanzen sollen auch einen "Hauch" von genau diesen Wellenlängen für einen normalen Pflanzenwuchs benötigen. So ähnlich wie der Afterburn Effekt. Deswegen haben LED Wachstumslampenerzeuger nun nach vielen Tests die Mehr-BAND LED Wachstumslampen entwickelt. Sie sind speziell für solche Pflanzen geeignet, die in Homeboxen, Growbox, Darkroom etc., also in völliger "Dunkelheit" (ohne Tageslicht-Zufuhr wie z.B. in Glasgewächshäusern) gezogen werden. Die Extra-Farben reichen von tiefrot, orange, ultraviolett, violett, "weiß" und grün.

Die Nachtruhe oder Dunkelphase:

Pflanzen benötigen, so wie wir Menschen, eine Erholung in Dunkelheit. Der Stoffwechsel bei Pflanzen arbeitet nämlich zyklisch, bei dem bestimmte Stoffe aus den Blättern abtransportiert bzw. andere herbeigeschafft werden. Wenn mit LEDs bestrahlt wird, kann diese Nachtruhe zwar auch ausfallen, da die Pflanzen bei LEDlicht generell nicht so "gestresst" sind, als wenn sie mit allen Wellenlängen "bombardiert" werden. Sie wird aber trotzdem empfohlen (z.B. Afterburn-effekt). 3 bis 6 Stunden reichen hier je nach Pflanzenart und Wachstumsphase aus.

Co2 und Temperatur:

Auch der Co2 Gehalt der Luft und die Temperatur kann die Photosynthese beschleunigen oder verlangsamen. Die optimale Temperatur liegt bei ca. 25-33°C und der Co2 Gehalt bei ca 0.1 Volums%. Gewächshäuser steigern ihre Erträge z.B. durch CO2-Begasung. Wer also oft mit seinen Pflanzen im kurzen Abstand spricht, versorgt sie zusätzlich mit Co2.. :-)

UV Licht:

Wir wurden oft gefragt, ob UV Licht für die Pflanzen gut sei. Hirzu sei folgendes zu erwähnen.
UV Licht läßt sich in 3 Haupt Arten einteilen:

UV-C (100 - 280nm), UV-B (280 - 315nm) und UV-A (315 - 380nm)

UV-C: (100 - 280nm)
   UV-C Licht wird in der Atmosphäre zum Glück noch! absorbiert. Künstlich erzeugt, wird es zur Entkeimung verwendet. Also für die Photosynthese unbrauchbar.

UV-B (280 - 315nm)
   UV-B Licht ist biologisch wirksam und schädigt die DNA der Pflanzen. Also wieder unbrauchbar, zumindest für die meisten Pflanzen. Wissenschaftler haben vor kurzem herausgefunden, dass wenn man einen Salat mit kleinen Mengen von UV-B bestrahlt, er in den äusseren Schichten der Zellen polyphenole Verbindungen (Antioxidantien) erzeugt. Diese helfen die UV-B Strahlung zu blockieren, welche die Pflanze schädigen würde. Einige dieser Verbindungen sind rot und gehören zur selben Gruppe, welche für die Farbe der Beeren und der Apfelhaut verantwortlich sind. Lebensmittel, die reich an Antioxidantien sind, haben für den Menschen verschiedene Vorteile und bewirken z.B. eine Verbesserung der Gehirnfunktion bis hin zu einer Verlangsamung der Alterung.

UV-A: (315 - 380)
   UV-A Licht ist unschädlich. Clorophyll a jedoch beginnt sich erst ab ca. 400nm, also bei violettem Licht, "wohlzufühlen"

Lichtstrom = Lumen (lm):

Die meisten Hersteller geben den Lichtstrom (Lumen, lm) an. Lm ist die gesamte Lichtleistung eines Leuchtobjekts, unabhängig von dessen Leuchtrichtung oder Wellenlänge. Da Lumen aber, wie im Kapitel "Solarkonstante" beschrieben, eine physiologische Größe ist und auf die Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges gemünzt, ist sie für Wachstumslampen UNBRAUCHBAR.

Lichtstärke = Candel (cd):

Hier wären die Angaben in Lichtstärke (cd) schon sinnvoller, weil hier auch der Abstrahlwinkel berücksichtigt wird.
Verwendet man z.B. eine 400W Natriumdampflampe ohne Reflektor, die z.B. mit 50.000 Lumen prahlt, kommen beim berechnen "heiße" 3.900 cd heraus.
Ein 20W !!! Ledspot mit 25° Abstrahlwinkel strahlt hingegen mit 6.700 cd!!! Also bei 20facher Stromersparnis !!!, fast die doppelte Lichtstärke!
Über das für Pflanzen "bauchbare" Licht, wird aber auch bei der Lichtstärke (cd) hier keine Aussage getroffen.
1cd=12,566lm und cd = lm:sr. Hieraus erkennen wir, dass cd aus lm berechnet wird. Wenn die Einheit lm unbrauchbar für Wachstumslampen ist, ist es cd auch.

Beleuchtungsstärke = LUX:

Wird Lux, also die Beleuchtungsstärke auf eine Fläche angegeben (Lux=lm/m²), könnte man meinen, dass diese Zahlen schon besser klingen, denn als Vergleichswert wird meistens die Mittagssonne mit 100.000 Lux, oder der bewölkte Himmel mit 10.000 Lux präsentiert. Nur leider, wie in dem Beispiel Kuh-Pflanze beschrieben, enthält das Sonnenlicht ja alle Wellenlängen und die meisten sind ja für die Pflanze unbrauchbar. Also sind Lux auch kein guter Vergleichswert. Lux wird außerdem aus lm berechnet, also gilt das Gleiche wie oben, ... unbrauchbar.
Wir schrieben zwar in der Einleitung, unter Vorteile einer LED Wachstumslampe:"Höhere LUX Ausbeute", jedoch bezogen wir uns hier auf die Abstand bezogene Beleuchtungsstärke von Lichtquelle zur Pflanze.

Nur was gibt es sonst, um Wachstumslampen zu vergleichen?

Ein guter Ansatzpunkt wäre hier das Lichtspektrum:

Wellenlänge in Nanometer (nm)

Chlorophyll a ist bei 410 bis 430nm und um 662nm am aktivsten. Die "Lichtsammelpigmente" Chlorophyll b hingengen, "sammeln" bei 453nm und 642nm die meisten Photonen. Wer also die Spektralanalyse seiner Wachstumlampe kennt, kann zumindest sagen, ob sie im optimalen Bereich liegt. Diese Methode ist leicht zu verstehen, sagt jedoch nichts darüber aus, wieviel Watt seine Lampe in die notwendigen Wellenlängen "hineinsteckt" und wieviele Watt unnötig "verpuffen".

Spektrale Energieverteilung in %

Diese Angabe wäre nach unserem Erachten die einfachste und übersichtlichste. Man sieht auf einem Blick wieviel Energie in die jeweilige Wellenlänge "hineingesteckt" wird. In der Skizze wird die Energieverteilung einer Metalldampflampe gezeigt. Fast die gesamte Energie wird in Gelb und Grün verschwendet. Leider werden diese Angaben jedoch eher selten bereitgestellt.

Die Farbtemperatur wird bei Wachstumslampen eigentlich nur selten angegeben, da sie nur bei weissem Licht eine sinnvolle Angabe darstellt und die "Stimmung" des Lichts repräsentiert.

Manche werden hier einwenden: Wieso... meine Metalldampflampe strahlt ja mit weissem Licht? Dies ist zwar richtig, aber hier ein Beispiel:

Deine Wachstumslampe besitzt eine Farbtemperatur, sagen wir von 5.800K. In unserer Tabelle unter Farbtemperatur, wird z.B. die Mittagssonne mit 5.800K angegeben.

Dies heißt aber nichts anderes, als dass ein schwarzer Körper auf 5.800 °Kelvin erhitzt werden müßte, um mit dieser Farbe zu strahlen.
Da aber Pflanzen nur rotes und blaues Licht nutzen können, oder anders ausgedrückt, sich nur bei dieser "Stimmung" wohlfühlen, klingen die 5.800K vielleicht für manchen nicht schlecht, sagen jedoch nichts über das richtige Verhältnis von rot und blau aus.

Rot hat z.B. ca. 2500K und blau ca. 10.000K.

Ein Einstein entspricht einem Mol, und ist auch der Zahlenwert der Avogadro-Konstante in mol-1.
Mol ist ein Mengenmaß. Ein Mol (mol) einer Substanz mit der relativen Molekularmasse M enthält genau M Gramm dieser Substanz.
1 Mol einer Substanz enthält stets 6 X 10 hoch 23 Moleküle. Diese Zahl nennt man auch Avogadro´sche Konstante.

PAR oder PhAR und microEinstein (µE):

Die Photosynthetically Active Radiation ist der Bereich im Spektrum der Sonnenstrahlung, der von photosynthetisch aktiven Lebewesen genutzt werden kann.
Die Einheit PAR gibt den millionsten Teil Einsteins per m² und Sekunde an. Also 1 microEinstein (µE) oder 6 x 10 hoch 17 Photonen per m² und Sekunde.
Jedoch stellten wir fest, dass sich der Begriff PAR auf alle photosynthetisierenden Organismen bezieht und wieder das gesamte Spektrum umfasst (wie z.B. grünes Licht), die innerhalb der Pflanzengemeinschaften (inkl. photosynthetisierender Bakterien wie Cyanobakterien - Blaualgen, die auch grünes Licht verarbeiten) nutzbar sind. Also auch wieder nicht die optimale Einheit.

PUR:
Die photosynthetisch nutzbare Strahlung (Photosynthetically Useable Radiation) oder auch PUR genannt. Diese Einheit drückt den Zusammenhang zwischen der potentiell photosynthetisch nutzbaren Strahlung (PAR) und der individuellen Strahlungsnutzung für die Photosynthese aus. Ein PUR-Sensor wichtet die einfallende Strahlung in der Art, wie es der mittleren spektralen Empfindlichkeit der Photo-synthese grüner Pflanzen entspricht. Die PUR-Strahlung wird in Energiestromdichte (W/m²) angegeben. Es hat den Anschein, dass PUR die beste Einheit für Wachstumslampen darstellt. Diese Einheit ist jedoch nicht leicht zu verstehen und alle Physiker die wir zu diesem Thema befragten, konnten uns nicht wirklich weiterhelfen.

Also versuchten wir selber diesen PUR/W/m² auf die Spur zu kommen.

Ein Chlorophyllmolekül absorbiert ca. 45 Photonen per Sekunde. Das heißt, die Photosyntheserate kann durch Bestrahlung von höheren Lichtintensitäten nicht unbegrenzt gesteigert werden. Wenn die Lichtsättigung einmal erreicht ist, könnte man noch dutzende von Wachstumslampen dazuschalten, aber das Ergebnis, bis auf eine hohe Stromrechnung, bliebe dasselbe.
Der Energiegehalt eines Lichtquants läßt sich aus der Planckschen Formel berechnen. D.h. die Energie eines Lichtquants ist eine Funktion der Frequenz, oder Wellenlänge des Lichts:
Energie eines Photons = hv = h x (c/Wellenlänge)
Dabei ist h die berühmte Planck-Konstante (6,624 x 10 hoch minus 27Erg x Sekunde) und c die Lichtgeschwindigkeit ca. (3 x 10 hoch 10 Zentimeter pro Secunde).

Für ROTES Licht mit einer Wellenlänge von z.B. 700nm beträgt die Energie 6,77 x 10 hoch minus 20 Kalorien pro Quant oder 41 Kilokalorien pro Einstein (1 Einstein entspricht 6,02 x 10 hoch 23 Quanten). Wenn ein Lichtquant jeweils ein Elektron durch jedes Photosystem bewegt, werden 164 Kilokalorien benötigt. Das wären ca. 190W/m², falls wir uns nicht verrechnet haben... :o)
Diese Zahl stützt sich jedoch auch so ca. auf die Solarkonstante.

Wenn 1400W/m² Energie auf die Erde treffen und nur 15% davon aus rotem (622-770nm) Licht bestehen, wären das 210W/m²; dies aber auf einen Ort oberhalb der Erdatmosphäre bezogen!

LED Wachstumlampen zum Selberbauen:

Wer nun gerne selber ein paar Versuche mit seinen Pflanzen starten möchte, oder einzelne LEDs für Setzlinge, oder für zusätzliche Seitenbeleuchtung benötigt, hier einige günstige Vorschläge: (Leider wurden hier ein paar Produkte gestrichen. Wir sind aber auf der Suche!)

5m Rot/Blau, 4:1 Rot:625-660nm, Blau: 450-465nm 12V

10 Stk. ROT 620-630nm 2-2,5V

10 Stk. ROT 620-630nm 2-2,5V

BLAU 460-470nm 3.0V - 4.0V 700mA

BLAU 460-465 20W!

3W Full Spectrum 120° Wellenlänge: 380 ~ 840nm 700mA 3.2-3.4V

BLAU 457 nm 11V 700mA

POWER LEDs COB Full Spectrum

POWER LEDs COB Full Spectrum

POWER LEDs COB Full Spectrum

POWER LEDs COB Full Spectrum

POWER LEDs COB Full Spectrum

LED Strip ROT - BLAU

LED Strip ROT - BLAU

LED Strip ROT - BLAU

LED Bar ROT - BLAU

ROT 620-630nm 2-2,5V

BLAU 460-470nm 3.0V - 4.0V 700mA

BLAU 460-465 20W!

Royal BLAU 130° 440-460nm 700mA 2,85-3.85V

BLAU 457 nm 11V 700mA

Leserbrief:
Ute aus Dresten schrieb uns folgendes:

Wer seine Erfrahrungen über LED Wachstumslampen mit uns teilen möchte, schicke uns bitte ein paar Fotos und einen kleinen Bericht über deine Erfolge.

Ich hab seit 1 Woche 2 leds blau über meinen Sämlingen, und ich bin der Meinung, da tut sich was! Irgendwie kommen die mir so groß vor :)

Ich kann erst Näheres in vielleicht 2 Monaten sagen.... Ziel ist wirklich: Nur Wachstum, die blühen eh erst normalerweise nach 18 Monaten (zeitigstens). Ich habe die Lampen genommen, damit mir die Sämlinge nicht über den Winter eingehen, weil das wirklich für mich als "Hybridiser" wahnsinnige Werte sind... Hab das Regal dazu noch mit Silberpapier- glänzende Seite nach innen abgedichtet, damit das Licht zurückgeworfen wird.

Mit dem LED kostet mich der Stromverbrauch am Tag bei 13,4 Watt nur etwa 8 Cent- das geht so für ein paar Monate :)

Update von Ute:
Hallo Ledshift, nach 3 Monaten bin ich immer noch zufrieden, mit dieser Überwinterungsmethode. Einige der kleinen Sämlinge haben es nicht geschafft, aber das lag höchstwahrscheinlich an den kalten Füßen. Ich hätte zusätzlich noch eine Heizmatte mit reintun sollen.

Die größeren Sämlinge- siehe Bild sind EINDEUTIG gewachsen, auch ohne Tageslicht ;)

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