Licht von der Seite: Was bringen Zusatzleisten unter dem Blätterdach?

1Wie das Licht im Blätterdach abnimmt

Licht von oben trifft zuerst die oberen Blätter. Was durchkommt, wird von Blattlage zu Blattlage weniger.

Jede Lage hält dabei einen ähnlich großen Anteil des restlichen Lichts zurück, Fachleute sprechen von einer exponentiellen Abnahme¹². Wie viele Blattlagen übereinander stehen, beschreibt der Blattflächenindex, die Blattfläche je Quadratmeter Boden: Ein Wert von 1 heißt so viel Blattfläche wie Bodenfläche.

Unsere Rechnung^* mit der Formel von Monsi und Saeki¹ und der in diesem Gurkenbestand gemessenen Lichtabnahme².

Bei Gräsern nimmt das Licht nach unten langsamer ab als bei krautigen Pflanzen und Sträuchern¹. Auch dicht stehender Salat beschattet sich selbst: In Pflanzenfabriken, also beim Anbau in geschlossenen Räumen nur mit Kunstlicht, altern die unteren, äußeren Blätter schneller, weil obere Blätter und Nachbarpflanzen sie beschatten³.

2Was Zwischenbelichtung ist

Bei der Zwischenbelichtung hängen zusätzliche Leuchten zwischen den Pflanzenreihen oder im Blätterdach und beleuchten die unteren Blätter von der Seite⁵⁴.

In der Forschung heißt das interlighting oder intracanopy lighting, der Hersteller SANlight spricht von Undercanopy¹⁶. Bei Salat lagen die Leisten auf den Pflanzplatten und leuchteten von unten auf die äußeren Blätter³.

3Die unteren Blätter arbeiten wieder mit

An den unteren Blättern wirkt das Zusatzlicht deutlich.

• In einem norwegischen Tomatenversuch blieben Blätter mit LED-Licht grüner als vergleichbare Blätter ohne und nutzten das Licht im Mittel doppelt so gut für die Fotosynthese⁴. Ähnliches fanden Versuche in Wageningen und an der Purdue University in den USA²⁵.
• Bei dicht stehendem Römersalat in einer Pflanzenfabrik verbrauchten beschattete Außenblätter ohne Licht von unten mehr Zucker, als sie bildeten, mit Licht von unten bildeten sie wieder mehr, als sie verbrauchten³.

4Mehr Licht bringt mehr Ernte

Kamen die Leisten zum vorhandenen Licht dazu, stieg in Versuchen meist auch die Ernte.

Die Leisten brachten im norwegischen Versuch nach unserer Rechnung gut ein Drittel mehr Lampenlicht^*, dazu kam die Sonne. Bei den Minigurken brachte die zweite Reihe je zusätzlichem Licht weniger zusätzliche Ernte als die erste, und die Kosten je Kilogramm Gurken stiegen gegenüber Licht nur von oben um rund 12 und 32 %; beides ist unsere Rechnung aus den Angaben der Studie^*9.

5Gleiche Lichtmenge von der Seite: umstritten

Spannender ist die Frage, ob dieselbe Lichtmenge mehr bringt, wenn ein Teil davon von der Seite kommt. Das ist umstritten.

• Finnland und Norwegen: Versuche mit Natriumdampflampen im Bestand fanden laut einer Wageninger Doktorarbeit 10 bis 20 % mehr Ertrag². Die Originale haben wir nicht gelesen.
• Gurken in Wageningen: In Wageningen selbst blieb bei Gurken mit LED-Seitenlicht die Pflanzenmasse gleich, die verkaufsfähige Ernte war sogar rund 5 % kleiner, 24,9 statt 26,3 kg je Quadratmeter².
• Tomaten: Versuche in Wageningen und an der Purdue University fanden keine oder nur kleine Unterschiede, an der Purdue University wechselte dabei zugleich die Lampenart von Natriumdampf zu LED⁸⁶⁵.
• Gurken in Polen: In einem polnischen Gurkenversuch waren die Lampen in beiden Abteilungen gleich stark, die Leisten zwischen den Reihen liefen aber auch dann weiter, wenn die Lampen oben bei viel Sonne abschalteten. Die Ernte lag mit Leisten im Mittel höher, statistisch gesichert war der Unterschied nicht¹¹.

6Warum mehr Fotosynthese nicht mehr Früchte heißt

Warum bringt mehr Fotosynthese unten nicht automatisch mehr Früchte? Die Studien nennen wahrscheinliche Gründe, keine endgültigen Nachweise.

• Zucker geht in Blätter und Stängel: An der Purdue University ging der zusätzliche Zucker aus dem Zwischenlicht vermutlich auch in Blätter und Stängel, die nicht geerntet werden⁵.
• Eingerollte Blätter: In Wageningen rollten sich die Gurkenblätter unter dem rot-blauen LED-Licht stark ein, wahrscheinlich wegen des Lichtspektrums, und fingen dann weniger Licht ein. Außerdem steckten die Pflanzen mehr Masse in die Blätter. Ohne das Einrollen und ohne diese Verschiebung hätte das Seitenlicht laut Modellrechnung rund 8 % mehr Früchte gebracht².
• Licht bleibt nah an den Leisten: Gleichmäßiger verteiltes Licht bringt nicht in jedem Fall mehr Fotosynthese. Im Modell eines Tomatenbestands blieb das meiste Licht der Leisten in ihrer Nähe, der größte Teil erreichte nicht einmal die Außenseite der Doppelreihe, in der sie hingen¹².

7LED im Bestand: Wärme und Abstand

LEDs fühlen sich vergleichsweise kühl an, das hat Zwischenbelichtung im Gewächshaus für den Praxisbetrieb möglich gemacht⁵.

Sie strahlen nur wenig Wärme ab und dürfen deshalb zwischen die Pflanzen, nah an die Blätter⁴. Natriumdampflampen im Bestand wurden zwar in Finnland und Norwegen erprobt, sie werden aber über 200 °C heiß² und hängen deshalb in der Regel weit über den Pflanzen⁹. Warm werden LEDs trotzdem, mehr dazu unter LED oder Natriumdampflampe.

Ganz nah am Blatt wird außerdem das Licht selbst zu stark: In Versuchen um 2010 wurden Blätter bei 0 bis 5 cm Abstand schwer geschädigt, bis hin zu abgestorbenen Stellen².

8Wofür Zwischenbelichtung untersucht ist

Untersucht ist die Zwischenbelichtung vor allem bei hohen, dichten Gewächshauskulturen wie Tomate, Gurke und Paprika am Hochdraht und bei eng stehendem Salat. Im Gewächshaus ergänzt sie die Lampen oben und die Sonne, in der Pflanzenfabrik die Lampen oben.

• Unten nie heller als oben: Eine Wageninger Doktorarbeit rät, unten nie heller zu beleuchten, als oben am Bestand ankommt².
• Verhältnis von Seite zu oben: Ein Wageninger Modell ohne Sonnenlicht fand die gleichmäßigste Lichtverteilung bei etwa gleich viel Licht von der Seite wie von oben. Kommt Sonne dazu, liegt das günstigste Verhältnis nach Einschätzung der Autoren wahrscheinlich bei so viel Seitenlicht wie Lampenlicht oben und Sonne zusammen. Ob das mehr Ernte bringt, hat das Modell nicht geprüft¹².
• Hitze: In einem Sommerversuch mit Tomaten bei 30 °C und mehr brachte Seitenlicht keinen gesicherten Unterschied⁷.
• Ohne Sonne: Ohne Sonne liefen ältere Versuche der Purdue University mit Augenbohnen in Wuchskammern, beleuchtet nur mit Leuchtstoffröhren im Bestand. Für den Vergleich mit Licht von oben nennt die Zusammenfassung der Autoren nur Pflanzenmasse, keine Ernte¹³.

9Und im Growzelt oder in der Kräuterschale?

Für Growzelt, Kräuter oder Zimmerpflanzen haben wir keine Studie gefunden.

Ob es in einer Kräuterschale etwas bringt, hängt davon ab, wie viele Blätter übereinander liegen, nicht von der Höhe. Stehen die Kräuter locker, liegt kaum ein Blatt im Schatten, ein Nutzen ist dann fraglich^*.

Das ist unsere Herleitung aus der Formel von Monsi und Saeki¹, kein Messergebnis.

SANlight nennt Undercanopy als einen Hauptanwendungsbereich der STIXX¹⁵ und empfiehlt etwa die STIXX 5-120 als Unterlicht im 120 × 120-cm-Zelt für Gärtner, die oben schon viel Licht haben¹⁶.