Rot, Blau, Weiß: Welches Licht nutzt die Pflanze?

Für die Photosynthese zählt, wie viele Lichtteilchen (Photonen) auf das Blatt treffen, nicht wie hell uns das Licht vorkommt (Kusuma, Pattison und Bugbee 2020). Gezählt wird dafür das Licht von 400 bis 700 nm, also von Blau bis Rot. Fachleute nennen diesen Bereich photosynthetisch aktive Strahlung, kurz PAR (Internationale Beleuchtungskommission CIE 2020, Both und Kollegen 2015, Purdue Extension). Bei Lampen begegnen dir zwei Zahlen: Der Photonenstrom (PPF) in µmol/s sagt, wie viele Lichtteilchen von 400 bis 700 nm eine Lampe pro Sekunde insgesamt abgibt (DesignLights Consortium 2025). Die PPFD in µmol/m²/s sagt, wie viele Lichtteilchen pro Quadratmeter und Sekunde bei der Pflanze ankommen (CIE 2020, Purdue Extension). Wie viele Lichtteilchen eine Lampe je Watt Strom und Sekunde abgibt, heißt Effizienz und wird in µmol/J angegeben (Kusuma und Kollegen 2020). Aus PPFD und Leuchtdauer rechnet unser DLI-Rechner die Tageslichtsumme (DLI) aus, also wie viel Licht deine Pflanzen über den ganzen Tag bekommen (Purdue Extension).

Lux und Lumen (Lumen ist die Einheit des Lichtstroms) beschreiben dagegen Helligkeit für das menschliche Auge: Jede Farbe wird danach gewichtet, wie hell sie einem genormten Beobachter erscheint (CIE 2020). Gelbgrün zählt dabei am meisten, Tiefrot und Blau sehr wenig (Augenkurve der CIE, CIE 2019). Für die Photosynthese sind solche Einheiten nicht geeignet (Purdue Extension), und die Norm für Pflanzenlicht ANSI/ASABE S640 klammert Größen für das menschliche Sehen ausdrücklich aus (ASABE 2017). Ein Rechenbeispiel mit der Augenkurve der CIE und dem Festwert von 683 lm/W aus dem Internationalen Einheitensystem (BIPM): 100 µmol/m²/s einfarbig tiefrotes Licht (660 nm) ergeben rund 755 Lux, gleich viele Lichtteilchen in Gelbgrün (555 nm) rund 14.700 Lux, also rund 20-mal so viel, und in Blau (450 nm) rund 690 Lux (unsere Rechnung). Echte Pflanzenlampen mischen viele Farben, dort ist der Unterschied kleiner und je nach Lampe verschieden. Eine Umrechnung von Lux in PPFD gilt deshalb immer nur für eine bestimmte Lampe. Pflanzenlicht misst man mit einem Quantensensor, auch PAR-Messgerät genannt, in µmol/m²/s (Both und Kollegen 2015).

Pflanzen nutzen alle Farben von 400 bis 700 nm. Eine viel zitierte Messreihe an Nutzpflanzen aus den frühen 1970er-Jahren ergab: Je Lichtteilchen trieb rotes Licht (600 bis 700 nm) die Photosynthese am stärksten an, grünes (500 bis 600 nm) meist etwas besser als blaues (400 bis 500 nm). Gemessen wurde allerdings bei schwachem Licht und mit jeweils nur einer Farbe (Liu und van Iersel 2021; Zhen, van Iersel und Bugbee 2021). In einer neueren Messung an Salat bei schwachem Licht lag Rot je eingestrahltem Lichtteilchen 22 bis 27 % vorn, Grün und Blau lagen fast gleichauf. Bei kräftigem Licht waren Rot und Grün ähnlich wirksam und Blau am schwächsten (Liu und van Iersel 2021). Blätter sehen grün aus, weil sie grünes Licht am wenigsten aufnehmen (Liu und van Iersel 2021). Wenig heißt aber nicht gar nicht: Ein Salatblatt nahm in einer Messung 81 % des grünen LED-Lichts auf, 9 % gingen hindurch, zurückgeworfen wurden also nur rund 10 % (Liu und van Iersel 2021, Reflexion von uns ausgerechnet). Von blauem Licht nahm es 93 % auf, von rotem 92 %. Grün dringt tiefer ins Blatt und in den Pflanzenbestand ein als Rot und Blau (Snowden, Cope und Bugbee 2016; Kusuma und Kollegen 2020). Bei mittlerem bis kräftigem weißem Licht trieb zusätzliches grünes Licht die Photosynthese von Sonnenblumenblättern deshalb stärker an als zusätzliches rotes (Terashima und Kollegen 2009).

Die ersten Pflanzenleuchten mit LEDs im Handel kombinierten blaue und rote LEDs, ihr Licht wirkte lila. Sie machten aus Strom mehr Lichtteilchen als weiße oder weiß-rote Leuchten (Kusuma und Kollegen 2020). Der Abstand ist aber nicht groß: Die besten unabhängig geprüften Leuchten in einer Übersicht von 2020 erreichten mit Blau und Rot bis 3,0 µmol/J, mit Weiß und Rot bis 2,8 µmol/J. Weiße LED-Bausteine kosteten 2020 dank ihres Einsatzes in normaler Beleuchtung nur noch rund ein Fünftel so viel wie rote, und in manchen Pflanzenleuchten sind mehr als 60 % der LEDs weiß. Weiße LEDs liefern Grün und dazu Blau und Rot (Kusuma und Kollegen 2020). In einem Versuch mit Jungpflanzen von Begonie, Geranie, Petunie und Löwenmaul wuchsen die Pflanzen bis zum Verpflanzen unter weißen LEDs, allein oder mit Rot gemischt, bei gleicher Lichtmenge ähnlich wie unter Rot-Blau. Bei den Mischungen aus Weiß und Rot war in drei der vier Arten auch der Zuwachs je Kilowattstunde Strom ähnlich. Petunien, die länger unter überwiegend weißem Licht standen, bekamen längere Haupttriebe und früher Blütenknospen als unter Rot-Blau (Park und Runkle 2018, Michigan State University). Unter rot-blauem Licht sehen Pflanzen lila aus, Nährstoffmängel und Krankheiten sind dann schwerer zu erkennen. Unter weißem Licht erkennst du Mängel, Krankheiten und Schädlinge besser (Park und Runkle 2018, Kusuma und Kollegen 2020).

Etwas Blau gehört dazu. Gurkenblätter, die nur unter rotem Licht wuchsen, arbeiteten bei der Photosynthese gestört, schon 7 % Blau verhinderten das (Hogewoning und Kollegen 2010, Wageningen University). In Pflanzen-LEDs sind 5 bis 30 % Blau üblich, um zu lange Stängel zu vermeiden (Kusuma und Kollegen 2020). Mehr Blau ist aber nicht automatisch besser. In einem Versuch bei kräftigem Licht (500 µmol/m²/s) bekamen Tomate, Gurke und Paprika mit mehr Blau (von 11 auf 28 %) kürzere Stängel, wuchsen aber auch um 22, 26 und 14 % weniger. Bei Salat, Radieschen, Soja und Weizen fand dieser Versuch keinen gesicherten Unterschied (Snowden, Cope und Bugbee 2016). Eine spätere Studie derselben Arbeitsgruppe fand bei Salat, Gurke und Tomate mit mehr Blau kleinere Blätter und weniger Masse (Kusuma, Swan und Bugbee 2021). Licht nur aus blauen LEDs, ganz ohne Rot und Grün, kann Pflanzen sogar strecken (Kusuma und Kollegen 2020; Kong und Zheng 2024, University of Guelph). Wie eine Pflanze auf mehr Blau reagiert, hängt also von der Art ab.

Fernrot schließt an das Rot an, die Norm ANSI/ASABE S640 rechnet dafür 700 bis 800 nm (DesignLights Consortium 2025). Unser Auge sieht es kaum (Augenkurve der CIE, CIE 2019). Allein bringt Fernrot für die Photosynthese kaum etwas, deshalb gehört es nicht zum PAR-Bereich. Zusammen mit Licht von 400 bis 700 nm hilft es aber mit, das ist seit den 1950er-Jahren als Emerson-Effekt beschrieben (Zhen, van Iersel und Bugbee 2021). In Versuchen dieser Forscher mit 14 Pflanzenarten wirkte Fernrot (dort 700 bis 750 nm) bis zu einem Anteil von etwa 30 % des gesamten Lichts so gut wie Licht von 400 bis 700 nm. Sie schlagen deshalb in einem Meinungsbeitrag vor, Pflanzenlicht bis 750 nm zu zählen, als „erweitertes PAR" (ePAR). Das ist umstritten: Das DesignLights Consortium (DLC) führt eine Liste geprüfter Pflanzenleuchten (Kusuma und Kollegen 2020). Es lehnte 2021 ab, Fernrot einzurechnen (Zhen, van Iersel und Bugbee 2021), und bewertet die Effizienz auch in seinen Anforderungen von 2025 nur für 400 bis 700 nm. Fernrot wird dort nur zusätzlich angegeben (DesignLights Consortium 2025). Die Belege zur Photosynthese stammen überwiegend aus diesem einen Forscherkreis. Fernrot ist außerdem ein Schattensignal: Bei Salat kann es die Blätter vergrößern, bei vielen anderen Pflanzen streckt es die Stängel (Kusuma und Kollegen 2020). Tomaten wurden in einem Versuch mit mehr Fernrot höher (Kalaitzoglou und Kollegen 2019, Wageningen University). Mehr Fernrot ist deshalb nicht automatisch besser.

„Vollspektrum" steht auf vielen Pflanzenlampen, auch in unserem Shop. Eine verbindliche Definition dafür haben wir nicht gefunden: Im internationalen Lichtwörterbuch der CIE haben wir den Begriff nicht gefunden (CIE 2020), die Normen speziell für Pflanzenlicht (ANSI/ASABE S640, ein Entwurf der CIE) konnten wir nicht vollständig einsehen. Hersteller benutzen das Wort ohne Definition. Bei den von uns geprüften Leuchten steht es für weißes Licht, teils mit zusätzlichem Rot: SANlight nennt die STIXX „Das optimierte Vollspektrum", HydroGarden beschreibt die LUMii BLACK Blade 200 W als „full, balanced spectrum" aus weißem Licht mit 3500 K und zusätzlichen roten 660-nm-Chips (Herstellerangaben). „Vollspektrum" heißt auch nicht „wie Sonnenlicht": Die Sonne strahlt etwa von 280 bis 3.000 nm (Both und Kollegen 2015), eine SANlight EVO laut Datenblatt von 400 bis 780 nm. Aussagekräftiger sind die Zahlen im Datenblatt: Lichtausstoß in µmol/s, Effizienz in µmol/J und die Farbanteile. Für die EVO nennt SANlight 16 % Blau, 37 % Grün, 43 % Rot und 4 % Fernrot, den Lichtausstoß gibt der Hersteller für 400 bis 780 nm an, also einschließlich Fernrot (SANlight, Herstellerangabe).