Dynamische Beleuchtung bei jungen Tomatenpflanzen: Grenzen und Möglichkeiten

In den vergangenen Jahren hat der Gewächshausgartenbau der LED-Beleuchtung viel Aufmerksamkeit geschenkt. Die Erforschung der Auswirkungen des Lichtspektrums hat zu einem Lichtspektrum geführt, bei dem die meisten Pflanzen gut gedeihen können. In den ersten Monaten des Jahres 2022 stiegen die Energiepreise stark an, was dazu führte, dass die Gärtner ihre Beleuchtung anders handhabten. Die Art und Weise war von Betrieb zu Betrieb sehr unterschiedlich und reichte von späterem Pflanzen, Nichtbeleuchten, Ersetzen von SON-T durch LED, Ausschalten der Beleuchtung zu teuren Zeiten usw. Es gibt noch viele Fragen zu den Folgen für die Pflanzen: Wie problematisch ist es, die Beleuchtung für einen Teil des Tages auszuschalten, auf welches Lichtniveau kann gedimmt werden, muss sich die Pflanze davon erholen und welche Auswirkungen hat dies auf die Pflanzenresistenz? Um diese Fragen zu beantworten, wurden Versuche mit jungen Tomatenpflanzen durchgeführt, die unter verschiedenen Lichtbedingungen angebaut wurden.

Diese Versuche wurden im IDC LED durchgeführt, einer Forschungseinrichtung der Wageningen University & Research’s Greenhouse Horticulture business unit und Signify, in der Pflanzen auf 14 Tischen unter jedem beliebigen Lichtrezept gezogen werden können. Junge Tomatenpflanzen wurden dort platziert, sobald sie drei bis bier Blätter hatten, und 26 Tage lang Dauerlicht oder Änderungen der Lichtintensität pro Minute, pro halbe Stunde oder in Blöcken von mehreren Stunden pro Tag ausgesetzt. Die Lichtintensität änderte sich nicht (Dauerlicht) oder wechselte zwischen 0-200 µmol/m2/s (an/aus), 25-175 µmol/m2/s und 75-125 µmol/m2/s.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Behandlung, bei der das Licht im Minutentakt ein- und ausgeschaltet wurde, extreme Auswirkungen hatte: Die Pflanzen waren kleiner, hatten weniger und gelbe Blätter, ein sehr geringes Pflanzengewicht und eine negative Photosynthese (nach drei Wochen). Auch die Photosynthese und das Gesamtgewicht der Pflanzen waren geringer als bei der Behandlung mit Dauerlicht, bei der das Licht jede halbe Stunde ein- und ausgeschaltet wurde. Wenn das Licht nicht ein- und ausgeschaltet, sondern gedimmt wurde (125-75 µmol/m2/s und 175-25 µmol/m2/s), gab es keine Auswirkungen auf das Gesamtpflanzengewicht und die Photosynthese im Vergleich zu Dauerlicht (100 µmol/m2/s). Allerdings war die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen bei schwankendem Licht geringer als bei Dauerlicht.

Dies deute darauf hin, dass schwankende Lichtverhältnisse Auswirkungen auf das Pflanzengewicht, die Photosynthese, den Chlorophyllgehalt und die Widerstandsfähigkeit von jungen Tomatenpflanzen haben können. Diese Auswirkungen werden durch eine geringere Photosyntheserate und möglicherweise durch eine Störung des Tagesrhythmus der Pflanze (zirkadiane Uhr) verursacht. Nicht jede Änderung der Lichtintensität wirkte sich negativ auf das Wachstum und die Morphologie der Pflanzen aus. Nur Lichtänderungen, bei denen das Licht vollständig ausgeschaltet wurde, führten zu einem Rückgang des Chlorophyllgehalts, der Netto-Photosyntheserate und des Trockengewichts. Dieser Effekt verstärkte sich mit zunehmender Häufigkeit der Lichtwechsel, von Stunden über halbe Stunden bis hin zu Minuten. Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass ein Mindestmaß an Licht ausreicht, damit eine Pflanze diese Lichtveränderungen flexibel bewältigen kann und gleichzeitig ihre Entwicklungsrate und ihr Wachstum beibehält.