PROFESSIONAL LIGHTING - WIR MACHEN DAS SPEKTRUM! - DH Licht
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PROFESSIONAL LIGHTING WIR MACHEN DAS SPEK TRUM!
DH LICHT
DH Licht entwickelt individuelle Leuchten für die Pflanzenbelichtung.
Dabei setzen wir auf unterschiedliche Technologien und bieten neben
modernsten LED-Leuchten auch Belichtungssysteme mit hocheffizienten
Keramik-Metallhalogendampf-Hochdruckentladungs-Lampen und klassi-
schen Natriumdampf-Hochdruckentladungs-Lampen an.
Die Produktion findet ausschließlich in Deutschland statt, denn wir
sind überzeugt: Nur „Made in Germany“ gewährleistet eine konstante
Qualität der Produkte.
Mit ihren qualitativ hochwertigen Gehäusen sind unsere Leuchten viel
seitig einsetzbar und sowohl für die Forschung als auch für die Produk
tion sehr gut geeignet.
Wir arbeiten eng mit Forschungsinstituten und Hochschulen zusammen
und sind in vielen Universitäten im Bereich der Forschung platziert.
Die hohen Qualitätsanforderungen in den labortechnischen und
wissenschaftlichen Bereichen sind der Grund, dass unsere Produkte
bei zahlreichen Saatzuchtbetrieben, der Großindustrie und
Forschungseinrichtungen im Einsatz sind.
Bei der Entwicklung wurde, wie bei allen DH Licht Leuchten, auf die pro-
blemlose Austauschbarkeit sämtlicher Bauteile geachtet. Somit schaffen
wir es, einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit zu leisten.
Wir haben für jede Lichtanforderung die passende Lösung.
DH Licht develops individual luminaires for plant lighting in horticul-
ture. We do not limit our-selves on single technologies, but offer beside
state-of-the-art LED-luminaires, also lighting systems with highly efficient
ceramic-metal halide discharge-lamps and classic high-pressure sodium
discharge-lamps.
The production takes place exclusively in Germany, because we are
convinced: Only „Made in Germany“ guarantees a constant quality of
the products.
With their high-quality housings, our luminaires are versatile and very
suitable for both research and plant production.
DH Licht works closely with research institutes and is placed in all
universities in the field of plant research. The high-quality requirements
in the laboratory and scientific areas are the reason that our products
are used by numerous seed breeding companies, large-scale industry
and research institutions.
During the development, attention was paid to the problem-free inter-
changeability of all components. In this way, we are able to make an
important contribution to sustainability.
We have a suitable solution for every lighting requirement.
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DH LICHT
Inhalt Content
4-7 DH Licht DH Licht
Was man über Licht wissen sollte What you should know about light
8 - 25 Forschungsberichte Research reports
26 - 27 LED vs Hochdruckentladungs-Leuchten LED vs high-pressure discharge-luminaires
LED-Leuchten LED-luminaires
28 - 31 LED-KE LED-KE
32 - 33 LED-LE LED-LE
34 - 35 LED-MID LED-MID
36 LED-REG LED-REG
37 Planung einer Klimakammer Planning of a climatic chamber
38 - 39 VisuSpectrum VisuSpectrum
Hochdruckentladungs-Leuchten High-pressure discharge-luminaires
40 - 41 CDM-KE I 315 & CDM-K 630 CDM-KE I 315 & CDM-K 630
42 - 43 SON-K SON-K
44 - 45 MGR-K & MGR-E MGR-K & MGR-E
46 - 47 MGR-K 400 UV / MGR-E 424-UV-DI MGR-K 400 UV / MGR-E 424-UV-DI
Leuchtmittel Lamps
48 CHD Agro 400 CHD Agro 400
49 CHD-TP Agro 630-400 CHD-TP Agro 630-400
50 CDM / CHD CDM / CHD
51 SOD Agro SOD Agro
52 Technische Daten Technical data
53 Zubehör Accessories
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DH LICHT
Was man über Licht What you should know
wissen sollte about light
Pflanzen und Licht Plants and light
Pflanzen brauchen Licht um zu wachsen, aber auch zur Plants need light for growth, but also to regulate many other
Steuerung von vielen anderen Entwicklungsprozessen und developmental and metabolical processes. Naturally the
Stoffwechselvorgängen. Natürlicherweise werden Pflanzen sun provides plants with all light they need. It is still the most
durch die Sonne mit Licht versorgt. Diese ist nach wie vor die important and cheapest source of light for plant production
wichtigste und günstigste Lichtquelle bei der Pflanzenpro- in greenhouses and outdoors. In times of low solar radiation,
duktion in Gewächshäusern und im Freiland. In Zeiten mit as in the winter months, the natural light level in Central
geringer Sonneneinstrahlung, wie den Wintermonaten, ist Europe is too low to produce adequate plant qualities. Due
in Mitteleuropa das natürliche Lichtangebot aber zu gering, to additional assimilation or growth light the light level can
um ausreichend gute Pflanzenqualitäten produzieren zu kön- be increased and extended, so that a year-round production
nen. Durch den Einsatz von zusätzlichem Assimilations- oder of e.g. herbs or vegetables in greenhouses is possible. For
Wachstumslicht, kann das Lichtangebot soweit gesteigert many plant species light also has influence on flowering, it
und verlängert werden, dass eine ganzjährige Produktion can be specifically controlled via photoperiodic lighting. By
von z.B. Kräutern oder Gemüse in Gewächshäusern ermög- expanding the day length with assimilation luminaires to
licht wird. Licht hat zudem bei vielen Pflanzenarten Einfluss more than 12 hours, long-day plants get the signal to start
auf die Blütenbildung, diese kann durch photoperiodische with flowering. For short-day plants such a light treatment
Belichtung gezielt gesteuert werden. Verlängert man mittels can inhibit flowering. It is also possible to reach similar
Assimilationsleuchten die Tageslänge auf über 12 h, ist dies effects by short light periods during the night. Cultivating
für Langtagspflanzen das Signal mit der Blüte zu beginnen. plants without daylight in climate rooms was often limited to
Bei Kurztagspflanzen kann eine solche Lichtbehandlung die research facilities, in-vitro laboratories and big plant bree-
Blüte verhindern. Es ist aber auch möglich durch Störlicht in ders. Lately an increasing number of production facilities is
der Nacht vergleichbare Effekte zu erzielen. Das Kultivieren focusing on completely controllable climate and artificial
von Pflanzen in Klimakammern ohne Tageslicht beschränkte light conditions, keyword: „vertical farming“. In all of those
sich bisher hauptsächlich auf Forschungseinrichtungen, in- scopes of application the selection of the right light techno-
vitro-Labore oder große Pflanzenzüchter. Zunehmend setzen logy is especially important, as the influence of artificial light
aber auch Produktionsbetriebe auf vollständiges Kunstlicht on plants increases the less natural daylight is available.
und kontrollierte Klimabedingungen, Stichwort „Vertical
Modern horticultural LED-luminaires, that allow individual
Farming“. In all diesen Anwendungsbereichen ist die Auswahl
configuration of light spectrum and intensity, enable resear-
der richtigen Lichttechnologie besonders wichtig, da der
chers to actively influence the habitus of plants and also the
Einfluss des Kunstlichts auf die Pflanzen umso größer wird,
content of phytochemicals. As plant reactions on light can
je weniger natürliches Tageslicht zur Verfügung steht.
be very divers, depending on genus, species, variety and
Mit modernen LED-Leuchten, die es erlauben, sowohl even development stage, specific light recipes have been
das Lichtspektrum, als auch die Lichtintensität individuell compiled to this in the last years.
einzustellen, können Forscher den Habitus oder auch den
Gehalt an Inhaltsstoffen von Pflanzen aktiv beeinflussen. Da
Pflanzen je nach Gattung, Art, Sorte und auch Entwicklungs-
stadium sehr unterschiedlich auf Licht reagieren können,
wurden in den letzten Jahren hierzu spezielle Lichtrezep
turen erarbeitet.
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DH LICHT
Abb. 1:
Licht als Teil der elektro
magnetischen Strahlung
(Quelle: E-Learning-Projekt
Fotosynthese an der Heinrich-
Heine-Universität Düsseldorf)
Fig. 1:
Light as a part of the electro
magnetic radiation
(Source: E-Learning-Projekt
Fotosynthese an der Heinrich-
Heine-Universität Düsseldorf)
Licht und Lichtmessung Light and light measurement
Licht ist ein kleiner, für den Menschen sichtbarer Teil der Light is a small, for humans visible part of electromagnetic
elektromagnetischen Strahlung (s. Abb. 1). Elektromagneti- radiation (s. fig. 1). Electromagnetic radiation is composed of
sche Strahlung besteht aus Wellen, deren spezifische Länge waves, their specific length is indicated in nanometers (nm).
in Nanometer (nm) angegeben wird. Gleichzeitig liegt Licht Simultaneously light is composed of little particles, called
in kleinen Teilchen vor, welche als Quanten oder Photonen quanta or photons.
bezeichnet werden.
Those photons have different levels of energy, depending on
Diese Photonen besitzen je nach Wellenlänge ein unterschied- their wavelength. The shorter the wavelength, the higher is
lich hohes Energielevel. Je kürzer die Wellenlänge ist, desto the energy level, the longer the wavelength, the lower is the
höher ist der Energiegehalt, je langwelliger sie ist, desto ener- energy level of the photons. The single wavelengths of light
gieärmer sind die Photonen. Die einzelnen Wellenlängen des create a colour impression, which ranges from purple, blue,
Lichts erzeugen einen Farbeindruck, welcher sich von violett green and yellow to red and far-red.
über blau, grün und gelb bis hin zu rot und dunkelrot erstreckt.
In connection with the topic light measurement, people usu-
Beim Thema Lichtmessung denkt man meist an die photome- ally associate the photometric units lux (lx) and lumen (lm).
trischen Einheiten Lux (lx) und Lumen (lm). Da diese Einheiten As those units are derived from the brightness perception of
aber auf das Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges the human eye, their use for plants is only useful to a limited
ausgelegt werden, sind sie für die Anwendung in der Pflanzen- extent. The human eye perceives light as visible radiation
welt nur bedingt sinnvoll. Das menschliche Auge nimmt Licht within the wavelength range of about 380 to 780 nm, where-
als sichtbare Strahlung im Wellenlängenbereich von ca. 380 by it has the highest sensitivity for light at 555 nm. Radiation
bis 780 nm wahr, wobei es die höchste Sensibilität bei 555 nm with this wavelength is experienced as very bright. Radiation
hat. Strahlung mit dieser Wellenlänge wird als besonders hell with shorter or longer wavelengths has to be much stronger
empfunden. Kurz- oder langwelligere Strahlung muss sehr viel to cause a similar intense brightness experience (s. fig. 2).
stärker sein, um ein ähnlich intensives Helligkeitsempfinden
hervorzurufen (s. Abb. 2).
5
0,4
relative E
0,3
DH LICHT 0,2
0,1 555
400 450 500 550 600 650 700 750
Wellenlänge (nm)
1,0
relative Empfindlichkeit von Pflanzen
1,0
relative Empfindlichkeit der Augen
0,9 0,9
0,8 0,8
0,7 0,7
0,6 0,6
0,5 0,5
0,4 0,4 Wachstumslicht
0,3 0,3
0,2 0,2
0,1 555 0,1
400 450 500 550 600 650 700 750 400 450 500 550 600 650 700 750
Wellenlänge (nm) Wellenlänge (nm)
Abb. 2: Lichtempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges Lichtquelle
Abb. 3: Lichtempfindlichkeitskurve als Wachstumslicht
von Pflanzen
Fig. 2: Light sensitivity curve of the human eye Fig. 3: Light sensitivity curve of plants
Lichtteilchen oder
Pflanzen nehmen Licht anders wahr als der Mensch. Um eine Plants sense light in a different way than humans. To (Wachstumslicht)
Photonen judge
Lichtquelle
1,0 hinsichtlich ihrer Eignung zur Pflanzenbelichtung a light source regarding its suitability for plant illumination,
relative Empfindlichkeit von Pflanzen
zu beurteilen,
0,9 ist es besser den Anteil an photosynthetisch it is better to determine the amount of photosynthetic active
aktiver Strahlung,
0,8 kurz PAR (engl. photosynthetic active radiation (PAR). That is the wavelength range between
radiation), zu ermitteln. Das ist jener Wellenlängenbereich des 400 and 700 nm (CIE 106/8 1993), Photosynthese
which plants can use
0,7 Wasser
Lichtes 0,6
zwischen 400 und 700 nm (nach CIE 106/8 1993), den for photosynthesis.Also plants have a greater sensitivity
Pflanzen0,5für die Photosynthese nutzen können. Auch Pflanzen for certain wavelengths within the PAR range (s. fig. 3). In
haben innerhalbLEDSysteme
des PAR-Bereiches für gewisse Wellenlängen addition, plants can recognize UV light (under 400 nm) and
0,4
eine höhere Assimilationsleuchten
Empfindlichkeit (s. Abb. 3). Zusätzlich können infrared radiation (over 700 nm) and react to it. AlsoGlukose
the light
0,3
Pflanzen auch UV-Lichtfür(unter
Leuchten 400
Shops, nm) und Infrarotstrahlung
Gartencenter, composition, the ratio of the wavelengths to each Sauerstoff
other, has
0,2
(über 700 nm) erkennen und darauf reagieren. Des Weiteren an influence on plant growth.
0,1 Innenraumbegrünung
hat die Lichtzusammensetzung, also das Verhältnis der Wel-
Feuchtraumleuchten The total PAR performance of a light source is called pho-
lenlängen zueinander, Einfluss auf das Pflanzenwachstum.
400 450 500 550 600 650 700 750 tosynthetic photon flux (PPF) and is indicated in micromoles
Leuchtmittel
Die gesamte PAR-Leistung einer LichtquelleWellenlänge (nm)
wird als photo- per second (μmol/s). The PPF of a light source is commonly
synthetischer Photonenfluss, kurz PPF (engl. photosynthetic measured in an Ulbricht sphere. To determine how much of
photon flux), bezeichnet und in Mikromol pro Sekunde (μmol/s) the total PPF reaches a surface, the photosynthetic photon
angegeben. Um den PPF-Output eines Leuchtmittels zu ermit- flux density (PPFD) is determined with quantum sensors. They
teln, wird dieses in einer Ulbricht-Kugel vermessen. Um festzu- register the amount of photons that hit a surface per second,
stellen welcher Anteil des PPF auf einer Fläche ankommt, wird the unit of the PPFD is micromole per square meter and
die photosynthetische Photonenflussdichte, kurz PPFD (engl. second (μmol/m2s). Quality quantum sensors take the energy
photosynthetic photon flux density), mit Hilfe von Quantum- content of photons into account, which differs between the
Sensoren bestimmt. Diese erfassen die Anzahl an Lichtteil- wavelengths. They cannot measure the light combination
chen, die auf einer Fläche pro Sekunde auftreffen. Die Einheit or light spectrum. With a permanently installed quantum
des PPFD ist Mikromol pro Quadratmeter und Sekunde (μmol/ sensor, e.g. the sun whole day radiation within the PAR range
m2s). Hochwertige Quantum-Sensoren berücksichtigen den can be measured for a greenhouse.
unterschiedlichen Energiegehalt der Lichtteilchen. Sie können
aber nicht die eigentliche Lichtzusammensetzung bzw. das
Lichtspektrum messen. Mit einem fest installierten Quantum-
Sensor kann z.B. die Sonnenstrahlung im PAR-Bereich für ein
Gewächshaus gemessen werden.
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DH LICHT
Summiert man die Einstrahlung des gesamten Tages, erhält Adding up the whole irradiation of a day, the daily light
man die Tageslichtsumme, auch DLI genannt (engl. daily light integral (DLI) is obtained, indicated in mol per square meter
integral), in Mol pro Quadratmeter und Tag (mol/m2d). Zwar per day (mol/m2d). The light spectrum of the sun changes
ändert sich auch das Lichtspektrum der Sonne witterungs-, depending on weather conditions, time of day and season,
tages- und jahreszeitabhängig, aber es kann nicht direkt but it cannot be influenced directly. So for evaluation of the
beeinflusst werden. Somit ist für die Beurteilung der PAR- PAR performance of the sun, a quantum sensor is usually
Leistung der Sonne ein Quantum-Sensor meist ausreichend. sufficient. This is different in the case of artificial light sour-
Anders ist das bei künstlichen Lichtquellen mit einem spezi- ces with a specific spectrum. With modern LED-luminaires
fischen Spektrum. Bei modernen LED-Leuchten kann dieses the spectrum can be regulated in composition and intensity.
aktiv in Zusammensetzung und Intensität gesteuert werden. White light with a PPFD of for example 20 μmol/m²s can be
Weißes Licht kann sowohl durch eine einzelne weiße LED created through a white LED or a mixture of blue, red and
oder eine Mischung aus blau, grün und rot erzeugt werden. green, for a quantum sensor this would make no difference.
Für einen Quantum-Sensor würde dies keinen Unterschied If the spectrum of a light source for plant illumination is
machen. Ist das Spektrum einer Lichtquelle für die Pflanzenbe- not known, it can be made visible with a photo spectrome-
lichtung nicht bekannt, kann es mit einem Photo-Spektrometer ter. Depending on manufacturer and design, additional
ermittelt werden. Je nach Hersteller und Bauart, können diese parameters like PPFD, light colour and wavelength ratio and
weitere Parameter, wie z.B. PFFD, Lichtfarbe, Wellenlängen- also radiation beyond the PAR range like UV light or infrared
verhältnisse und auch Strahlung außerhalb des PAR-Bereichs, radiation can be measured. So a comprehensive evaluation
wie UV- und Wärmestrahlung erfassen. Dadurch wird eine of a light source is possible.
umfassende Beurteilung von Lichtquellen möglich.
Übersicht Einheiten Richtwerte zu Lichtintensitäten
Summary units References for light intensities
Photosynthetisch aktive Strahlung zwischen 400-700 nm > 10 µmol/m2s Mindestintensität für Innenraumbegrünung
Strahlung Nanometer, die Pflanzen für die Minimum intensity for interior greenery
Photosynthetic active Photosynthese nutzen können
radiation Radiation between 400-700 15-30 µmol/m2s Zur Verbesserung der Qualität,
nanometers that plants can use for Erhalt der Kultur und begrenzten Produktionssteigerung
photosynthesis For improving quality,
preservation of culture and limited production increase
Photosynthetischer Gesamte, von Lichtquelle erzeugte µmol/s
Photonenfluss PAR pro Sekunde 30-45 µmol/m2s Für Aussaaten, Sämlinge und Anzucht
Photosynthetic Total of a light source emitted For sowing, seedlings and cultivation
photon flux PAR flux per second
40-100 µmol/m2s Für ganzjährige Produktion
Photonenfluss Gesamte, von Lichtquelle erzeugte µmol/s von z.B. Chrysanthemen, Rosen, Kräutern,…
photon flux Strahlung von 280-800 nm pro For year-round production
Sekunde of e.g. chrysanthemums, roses, herbs,…
Total of a light souces emitted
irradiance from 280-800 nm per 100-200 µmol/m2s Für Produktion von Pflanzen mit hohem Lichtbedarf,
second wie z.B. Tomaten und Gurken
Photosynthetische PAR pro Sekunde, die auf eine µmol/m2s For production of plants with high greater needs for
Photonenflussdichte Fläche auftrifft light, like tomato and cucumber
Photosynthetic PAR per second that arrives at a
photon flux density surface 100-800 µmol/m2s Für Produktion von Pflanzen unter rein künstlicher
Belichtung, z.B. Klimakammern, Vertical/Indoor
Tageslichtsumme PAR, die pro Tag auf eine Fläche mol/m d
2
Farming,…
Daily light integral auftrifft For production of plants under completely artificial light
PAR per day that arrives at a conditions, e.g. climatic chambers, vertical/indoor
surface farming,…
Photosynthetischer PPF, der mit einem Watt elektrischer µmol/Ws 350-1500 µmol/m2s Für Forschungsvorhaben mit hohen Lichtintensitäten
Photonenfluss pro Watt Leistung erzielt wird bzw. µmol/J For research projects with high light intensities
Photosynthetic PPF that is produced with one W
photon flux per watt of electrical power
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FORSCHUNGSBERICHTE Forschungsbericht / Research report Hochschule Osnabrück Pflanzenperformance von Wasserlinsen (Lemnaceae) unter dem Einfluss des Lichtspektrums und der Lichtintensität Plant performance of duckweed (Lemnaceae) under the influ- ence of light spectrum and light intensity Dina Restemeyer, Finn Petersen, Sebastian Deck, Prof. Dr. Andreas Ulbrich, Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur, Hochschule Osnabrück / Faculty of Agricultural Sciences and Landscape Architecture, Osnabrück University of Applied Sciences Hintergrund Background Im Rahmen des Forschungsprojektes „Lem- As part of the „LemnaProtein“ research naProtein“ wird ein standardisierter Pro- project, a standardized production process duktionsprozess für Wasserlinsen an der for duckweed is being developed at Osna- Hochschule Osnabrück entwickelt. Durch brück University of Applied Sciences. The die Produktion der Wasserlinsen in einem production of duckweed in a hydroponic hydroponischen Kultursystem und der culture system and the subsequent use anschließenden Nutzung der Wasserlinsen of the duckweed as an alternative prote- als alternative Proteinquelle im Tierfutter in source in animal feed for monogastric für Monogastrier sollen Nährstoffkreis- animals is intended to close nutrient cycles. läufe geschlossen werden. Das Wachstum The growth and chemical composition of und die chemische Zusammensetzung der duckweed can be influenced by several Wasserlinsen können durch verschiedene environmental factors. The most important Umweltfaktoren beeinflusst werden. Zu den growth factors are nutrient supply, tempe- wichtigsten Einflussgrößen gehören die rature, pH, light, and photoperiod. Since Wachstumsfaktoren: Nährstoffangebot, the cultivation is planned in a vertical sys- Temperatur, pH-Wert, Licht und Photope- tem, supplementary lighting is required. To riode. Da der Anbau in einem vertikalen check the influence of light spectrum and System geplant wird, ist eine Zusatzbelich- light intensity on the plant performance of tung erforderlich. Zur Überprüfung des Ein- duckweed, an experiment with two spe- flusses des Lichtspektrums und der Lichtin- cies (see Fig. 1) was conducted in summer tensität auf die Pflanzenperformance von 2020. Wasserlinsen wurde im Sommer 2020 ein Versuch mit zwei Arten (siehe Abb. 1) durchgeführt. 8
RESEARCH REPORTS
Abb. 1: A: Lemna minor, B: Wolffiella hyalina
Fig. 1: A: Lemna minor, B: Wolffiella hyalina
Material und Methoden Material and methods
Versuchsaufbau und Kultivierung Experimental setup and cultivation
Der Versuch fand in einem klimatisierten Container an The experiment took place in a climate-controlled contai-
der Hochschule Osnabrück am Campus Haste statt. Alle ner at the Osnabrück University of Applied Sciences at the
Versuchsbecken waren hierbei zu einem hydroponischen, Haste campus. All experimental basins were connected to a
rezirkulierenden System zusammengeschlossen und wurden hydroponic, recirculating system and were supplied from a
aus einem Nährstoffreservoir versorgt. Es wurden einzelne nutrient reservoir. Individual units were separated with two
Einheiten mit zwei Becken abgetrennt, die jeweils zwei LEDs basins, each containing two LE series LEDs (see Fig. 2). Both
der Serie LE umfassten (siehe Abb. 2). Beide Arten wurden species were cultured for 2 weeks.
für jeweils 2 Wochen kultiviert.
Arten L. minor und W. hyalina (siehe Abb. 1) Species L. minor and W. hyalina (see Fig. 1).
Anbausystem hydroponisches, rezirkulierendes Sys- Cultivation system hydroponic, recirculating system with
tem mit schwarzen Kultivierungsbecken black cultivation tanks (0.565 × 0.37 m,
(0,565 × 0,37 m, Kultivierungsfläche: cultivation area: 0.49 × 0.37 m 0.18
0,49 × 0,37 m 0,18 m², Wasserhöhe: m², water height: approximately 10
ca. 10 cm) cm).
Wassertemperatur 24 °C Water temperature 24 °C
pH-Wert 7,8 pH value 7.8
Düngung EC-Wert von 0,6 m /cm, S
Fertilization EC value of 0.6 mS/cm,
modifiziertes N-Medium1) modified N medium1)
Untersuchungs- Biomasseertrag, Chlorophyllgehalt, Investigation biomass yield, chlorophyll content,
parameter Rohproteingehalt parameters crude protein content
Photoperiode 12:12 h Photoperiod 12:12 h
Belichtungsvarianten Lighting variants
Insgesamt wurden acht unterschiedliche Belichtungsvarian- Eight different exposure variants were investigated, in
ten untersucht, bei welchen sowohl die Lichtintensität (50, which both the light intensity (50, 100, 150 µmol/m²/s) and
100, 150 µmol/m²/s) als auch das Lichtspektrum variiert the light spectrum were varied (see Table 1). Each of these
wurden (siehe Tab. 1). Jede dieser Varianten enthält hinsicht- variants contained 20% of the 6500 K channel in terms of its
lich ihres Lichtspektrums 20 % des 6500 K Kanals und die light spectrum and the remaining 80% was varied in the red/
verbleibenden 80 % wurden im Rot-/ Blauverhältnis variiert, blue ratio, for which the 445 nm and 660 nm channels were
9
FORSCHUNGSBERICHTE Abb. 2: A: Versuchsanlage des hydroponischen Systems, B: Eine Randomisationseinheit mit zwei Becken und zwei LEDs der Serie LE Fig. 2: A: Experimental setup of the hydroponic system, B: A randomization unit with two basins and two LEDs of the LE series Tab. 1: Acht Versuchsvarianten mit unterschiedlichen Lichtintensitä Tab. 1: Eight experimental variants with different light intensities ten (µmol/m²/s) und rot:blau-Verhältnissen (µmol/m²/s) and red:blue ratios Variante / Variant Lichtintensität / Light intensity (µmol/m²/s) rot:blau-Verhältnis / red:blue ratio 1 50 70:30 2 50 30:70 3 150 70:30 4 150 30:70 5 100 70:30 6 100 30:70 7 50 50:50 8 150 50:50 dazu wurde der 445 nm und der 660 nm Kanal angesteuert. controlled. Fazit Conclusion Mithilfe der LED-LE ließ sich in kurzer Zeit, auf begrenztem With the help of the LED-LE, the influence of eight different Raum, der Einfluss von acht unterschiedlichen Lichtvarianten light variants on the plant performance of duckweed could auf die Pflanzenperformance von Wasserlinsen überprüfen. be tested in a short time and in a limited space. Growth dif- Wachstumsunterschiede zwischen den verschiedenen Belich- ferences between the different lighting variants were clearly tungsvarianten waren deutlich zu erkennen. visible. Dina Restemeyer, Finn Petersen, Sebastian Deck, Prof. Dr. Andreas Ulbrich, Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur, Hochschule Osnabrück Quellen / References: 1) APPENROTH, K.-J. (2015): Media for in-vitro-cultivation of duckweed. Duckweed Forum 3, 169–203. 10
RESEARCH REPORTS
Forschungsbericht / Research report
Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH)
Energie- & CO2-Einsparpotentizal der LED-KE 300 im Vergleich
zu einer NaHD-Installation bei der Assimilationsbelichtung von
Topfkräutern
Energy & CO2-saving potential of the LED-KE 300 compared to
HPS installation for the assimilation exposure of potted herbs
Michael Kloss Michael Kloss
Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH) Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH)
Gartenbauzentrum Geisenheim – Horticultural center Geisenheim -
Gemüsebau & Kräuter vegetable crops & herbs
Hintergrund Abstract
Auf der Grundlage einer Wirtschaftlich- Based on an economic analysis and sup-
keitsanalyse und unterstützt durch Förder- ported by IKSP (Integrated Climate Pro-
mittel des IKSP (Integrierter Klimaschutz- tection Plan Hessen 2025), high-pressure
plan Hessen 2025) erfolgte im November sodium (HPS) lamps were replaced by
2018 in zwei Gewächshausabteilen des LED-KE 300 with highly efficient LEDs in
LLH-Gartenbauzentrums ein Austausch two greenhouse sections of the LLH horti-
der bisherigen Natriumhochdruckdampf cultural center in Geisenheim in November
(NaHD)-Assimilationsbeleuchtung gegen 2018. The aim of the replacement was to
LED-KE 300-Leuchten mit hocheffizienten reduce CO2 emissions by saving energy
LED. Mit Hilfe dieser Umrüstung sollen from efficient assimilation light in order to
durch eine Verringerung des Strombedarfs make a contribution to the resource saving
CO2-Emissionen von unter Assimilations- production of horticultural crops.
licht kultivierten gartenbaulichen Kulturen
gesenkt und damit ein Beitrag zu einer
ressourcen-schonenden Produktionsweise
geleistet werden.
Integrierter Klimaschutzplan Hessen 2025 Integrated Climate Protection Plan Hessen 2025
11FORSCHUNGSBERICHTE
Ergebnisse Results
I) Installation & Lichtverteilung I) Installation & light distribution
Die technische Umsetzung erfolgte durch einen 1:1 Aus- The technical implementation was carried out by a 1:1 repla-
tausch der bisherigen SON-KE 400 (400 W) gegen LED-KE cement of the previous SON-KE 400 (400 W) for LED-KE 300
300-Leuchten (300 W, Version 2018), so dass der Leuchten- (300 W) luminaires (version 2018). The amount of the lumi-
Besatz zwar gleichblieb, die installierte Leistung per m2 naires was equal but the installed power / m2 was reduced
jedoch um ca. 1/3 gesenkt werden konnte (siehe Tab. 1). by approx. 1/3 (see Tab. 1).
Tab. 1: Vergleich zwischen den neu installierten LED-Leuchten Typ: Tab. 1: Comparison between the newly installed LED lights lumi
LED-KE 300 (DH Licht GmbH) zur bislang genutzten Hochdruck- naires: LED-KE 300 (DH Licht GmbH) and previously used high-pres
Natriumdampfleuchten-Installation sure sodium discharge-lamp (DH Licht GmbH).
Gemüsebau Abteil 1A: bisherige Installation (ersetzt) LED-Installation
Vegetable crops Section 1A: Previously luminaires New installation
Hersteller / Manufacturer DH Licht GmbH DH Licht GmbH
Leuchte / luminaire SON-KE 400 LED-KE 300
Installierte Leistung / installed power 12 x 425 W, 5100 W 12 x 286 W, 3432 W
Fläche (netto) / area (net) 75 m2
75 m2
Wel. pro Fläche / Wel. per area 68 W / m2 46 Watt / m2
Fläche (netto) pro Leuchte / area (net) per luminaire 6,3 m 2
6,3 m2
Wie in Abb. 1 dargestellt, weist die Homogenität der Licht- As shown in Fig. 1, the homogeneity of the light distribution
verteilung unter der neuen LED-KE-Installation eine größere under the new LED-KE installation is wider, but at a slightly
Streuung auf, allerdings auf einem etwas höheren mittleren higher mean PPFD.
PPFD-Niveau.
II) Anbauversuch mit realisierten Verbräuchen II) C5ultivation trial with realized energy consumption
Zur Validierung der potentiellen energetischen Effekte wur- In order to validate the energy saving potential, the actual
den bei einem Basilikum-Topfkräutersatz die tatsächlichen energy consumption was determined based on a production
Verbräuche ermittelt. of potted basil.
a.) Pflanzenbaulicher Aufbau des Versuchs a.) Growing conditions and plant material
Sorte: ’Eowyn’ (Züchter: Enza Zaden) Cultivar: ’Eowyn’ (Enza Zaden)
Aussaat: Lehner-Aussaatgerät mit 12 Ablage- Sowing: Lehner sowing device with 12 sowing
punkten in 12er Pöppelmann blue® VCG points in 12 Pöppelmann blue® VCG
Aussaattermin:18.01.19 date of sowing: 18.01.19
Substrat: Spezialmischung mit 50 % Torfersatz Substrate Special substrate with 50% peat substi-
von Klasmann Deilmann tute from Klasmann Deilmann
Keimung: 22.01.19 germination 22.01.19
12RESEARCH REPORTS
Abb. 1: Gemessene Lichtverteilung unter der LED-KE-Installation im Abb. 2: Anteilige Zusammensetzung des täglich zur Verfügung ste
Vergleich zur bisherigen Natriumdampfleuchten-Installation (Basis: henden Tageslichtintegrals (DLI) im Versuchszeitraum.
Dialux-Simulation). Die Lichtmessung erfolgte mit einem LICOR- Fig. 2: Proportional composition of the daily light integral (DLI) in
Quantum-Sensor Typ LI-190R. the test period.
Fig. 1: Measured light distribution under the LED-KE installation
compared to the previous HPS (SON-KE) installation (based on
Dialux simulation). The light measurement was carried out with a
LICOR quantum sensor type LI-190R.
b.) Belichtungs- & Klimabedingungen b.) Light treatment and climatic conditions
Belichtungszeitraum: 30.01.19 – 26.02.19 (27 Tage) Exposure time: 30.01.19 – 26.02.19 (27 days)
Belichtungssollwert: Licht an bei < 20 klx Exposure set point artificial light was applied < 20 klx
Außeneinstrahlung global irradiance
Sollwert der Assimilationslichtintensität (PPFD):
Light intensity (PPFD):
50-60 µmol/m²s 50-60 µmol/m²s
Belichtungszeitraum: E xposure period:
06:00 Uhr – 22:00 Uhr (max. 16 h) 06:00 am – 10:00 pm (max. 16 h)
maximal Assimilationslichtmenge Maximum amount of light
(bei 16 h und 50-60 µmol/m²s): 2,9-3,5 mol/m²d (with 16 h and 50-60 µmol/m²s): 2.9-3.5 mol/m²d
Eindeckung: Alltop® 16 mm-Stegdoppelplatte Greenhouse cover: Alltop® 16 mm- Double walled
sheet
c.) realisierte Einstrahlungsbilanz im Versuchszeit c.) Realized radiation balance in the test period
raum
sum of photosynthetic active radiation (global
Summe der photosynthetisch nutzbaren Strah
irradiance and artificial light): 133 mol ( 100 %)
lung (aus Tages- & Kunstlicht): 133 mol ( 100 %) Realized run times of the assimilation exposure:
realisierte Laufzeiten der Assimilationsbelich
305 operating hours (of a maximum of 432 h)
tung: 305 Betriebsstunden (von max. 432 h möglichen) Light amount of global irradiance (With about 50
Lichtmenge aus Tageslicht bzw. in % der Gesamt % transmission; PPFD- artificial light: 50 µmol/
summe (Annahme: 50 % Transmission; PPFD- Assi m²s):
milationslicht: 50 µmol/m²s): 78 mol ( 59 %) 78 mol ( 59 %)
Lichtmenge aus Kunstlicht bzw. in % von der
Proportion of artificial light (PPFD 50 µmol/m²s):
Gesamtsumme (bei PPFD 50 µmol/m²s): 55 mol ( 55 mol ( 41 %)
41 %)
The available DLI was between 3.7 and 6.7 mol/m²d (see
Die zur Verfügung stehenden DLI bewegten sich zwischen Fig. 2), which is a rather low level in terms of plant cultivati-
3,7 – 6,7 mol/m²d (siehe Abb. 2), was pflanzenbaulich insge- on, but is often found in horticultural industry.
samt ein eher niedriges, allerdings bei den Gartenbaubetrie-
ben oft anzutreffendes Niveau darstellt.
13FORSCHUNGSBERICHTE
d.) realisierte elektrische Verbräuche d.) realized electrical consumption
(inkl. CO2-Minderungseffekte) (with CO2 reduction effects)
Bisherige NaHD-Installation Neuinstallation LED
Previously luminaires (HPS) New installation (LED)
Leuchtentyp
SON-KE 400 LED-KE 300
luminaire
Verbrauch bei 305 Betriebsstunden (75 m2)
1558 kWh 934 kWh
Energy consumption with 305 operation hours (75 m2)
Stromkosten für Belichtung pro m2 (18 Cent / kWh)
3,84 € / m2 2,24 € / m2
Electrical energy cost for assimilation light per m2 (18 Cent / kWh)
CO2-Freisetzung pro m2 (bei 489 g CO2 / kWh)*
10,16 kg / m2 6,09 kg / m2
CO2-emission per m2 (with 489 g CO2 / kWh)*
Minderung gegenüber NaHD-Installation in % im Versuchszeitraum
40 %
Reduction compared to previously installation of HPS lamps during the cultivation time
* Ø CO2-Gehalt je kWh deutscher Strom-Mix für 2017 (Quelle: Bundesumweltministerium)
Ø CO2-content per kWh according to German electricity for 2017 (source: Federal Environment Ministry)
Tab. 2: Darstellung der im Versuchszeitraum realisierten Verbräu Tab. 2: Energy consumption, electricity costs and CO2 emissions of
che, Stromkosten sowie CO2-Emissionen der LED-KE 300 Installation the LED-KE 300 installation realized in the test period compared to
gegenüber einer nachkalkulierten NaHD-Installation. a recalculated HPS installation.
Bei einer Bestandsdichte von 17,6 Pflanzen per m2 und bei Per basil pot, the electricity consumption is 0.71 kWh with
12,5 kWhelektr. per m2 Strombedarf entfallen je Basilikumtopf a plant density of 17.6 plants per m2 and 12.5 kWhelectr. per
0,71 kWh Strom. Demgegenüber beträgt der Strombedarf m2. In contrast, the power requirement per basil pot under
unter den NaHD-Bedingungen 1,18 kWh. Dies bedeutet, the HPS lamps is 1.18 kWh. As a consequence, 231 g CO2
dass unter LED-KE je Topf - alleine aufgrund der geringe- could be saved under LED-KE per pot – due to the electricity
ren Strommenge für die Belichtung - 231 g CO2 eingespart energy savings.
werden konnte.
e.) pflanzenbauliches Ergebnis e.) influence on plant quality
Beim Abschluss des Versuches nach 27 Belichtungstagen After 27 days of light exposure, 34% of the basil pots
erreichten 34 % der Versuchstöpfe die für die Vermark- reached a height of 12 cm which is the required plant
tung erforderliche Wuchshöhe von 12 cm (siehe Abb. 3). height for markable plants. The LED-KE exposure took
Die LED-KE-Belichtung erfolgte mit der maximalen place at the maximum power. All plants were marketab-
Leistung. Alle Pflanzen waren vermarktungsfähig. le.
Abb. 3: Spannweite der unter LED-KE 300 erzeugten Basilikum- Fig. 3: Range of the basil qualities produced under LED-KE 300 after
Qualitäten nach 27 Belichtungstagen. Pflanzenhöhe v.l.n.r: 12 cm, 27 day of light exposure. Plant height from left to right: 12 cm, 9 cm,
9 cm, 7,5 cm. 7.5 cm.
14RESEARCH REPORTS
Fazit: Conclusion:
Die im Versuchszeitraum ermittelten Verbräuche liegen The determined energy consumption in the test period is
im Rahmen der durch die Installation reduzierten Leistung based on the installed power of the s. The expectations
der LED Leuchten. Die Erwartungen hinsichtlich einer regarding a reduction in consumption or CO2 savings have
Verbrauchsminderung bzw. CO2-Einsparung haben sich been met.
demzufolge erfüllt.
For a holistic view of energy consumption, also the heat
Für eine ganzheitliche Betrachtung des Energieeinsatzes consumption has to be taken in account. In the test period,
muss zusätzlich zum Strom- auch der Wärmeaufwand an additional 52 kWh of heat was required per m2. There
hinzugerechnet werden. Im Versuchszeitraum wurden je is no comparative value for the heat requirement for a HPS
Bruttoquadratmeter zusätzlich 52 kWh Wärme benötigt. Ein installation in the same period. A possible influence of the
Vergleichswert für den Wärmedarf bei einer NaHD-Installa- luminaire-specific heat emission on the heating requirement
tion im selben Zeitraum liegt nicht vor. Ein möglicher Einfluss cannot be quantified from this experiment. A saving poten-
der leuchtenspezifischen Wärmeabgabe auf den Heizbedarf tial of 17.8 kg CO2 / m2 is predicted, based on the realized
ist insofern aus diesem Versuch heraus nicht bezifferbar. energy consumption and 1800 operation hour.
Ausgehend von den realisierten Energieverbräuchen ergibt
The lower growth heights under LED-KE 300 could be due
sich bei kalkulierten 1.800 Betriebsstunden / Jahr eine hoch-
to increased blue light content in the emission spectra. This
gerechnete potentielle Einsparung von 17,8 kg CO2 / m2.
relationship will be investigated in further experiments.
Die im Vergleich geringeren Wuchshöhen könnten an einer
zu intensiven Bestrahlung im blauen Spektralbereich begrün-
det sein. In weiteren Versuchen soll dieser Zusammenhang
überprüft werden.
Michael Kloss
Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH), Gartenbauzentrum Geisenheim – Gemüsebau & Kräuter
15FORSCHUNGSBERICHTE
Forschungsbericht / Research report
Lehr- und Versuchsanstalt für Gartenbau Heidelberg
Ausfärbung roter Blattsalate in der Herbstkultur unter verschie-
denen Belichtungsvarianten
Leaf coloration of red lettuce cultivated in autumn in greenhou-
ses with different light treatments
Dr. T. Bornwaßer, H. Sauer,
Lehr- und Versuchsanstalt für Gartenbau Heidelberg
Hintergrund Abstract
Die Produktion eines marktfähigen rotaus- The production of a marketable red-leaved
färbenden Salates kann in der lichtarmen lettuce is only possible in protected cultiva-
Jahreszeit nur im geschützten Anbau unter tion using an assimilation light in seasons
Einsatz einer Assimilationsbelichtung with low global irradiance. The leaf colo-
gelingen. Dabei ist die Ausfärbung unter ration under a conventional high-pressure
einer konventionell genutzten Natrium- sodium lamp is insufficient. Various red-lea-
hochdruckdampflampe nur unzureichend. ved lettuce cultivars were cultivated with
Verschiedene rote Blattsalate wurden in NFT (nutrient film technique) and tested for
NFT (Nutrient Film Technique) kultiviert und their coloration under different light treat-
auf ihre Ausfärbung unter unterschiedli- ments.
chen Belichtungsvarianten getestet.
Material und Methoden Material and Methods
Kultur- und Versuchshinweise Plant material and cultivation procedure
Sorten Siehe Abb. 1 Cultivars see Fig. 1
Aussaat KW 42/17 Sowing KW 42/17
Pflanzung KW 45/17 Planting KW 45/17
Ernte KW 03/18 Harvest KW 03/18
Anbausystem NFT (Nutrient Film Technique) Cultivation NFT (nutrient film technique)
12,5 Pflanzen pro m2 system 12.5 plants per m2
Düngung EC 2,0; Rezept nach Sonnevelds Nährlösung Fertilization EC 2.0; Recipe for Sonneveld‘s nutrient soluti-
für Salate 1) on for lettuce 1)
Belichtungsvarianten: Light treatments:
Kontrolle Pflanzen kultiviert in New Growing System Control Plants cultivated in New Growing System
LED LED-KE 300 (DH Licht GmbH) LED LED-KE 300 (DH Licht GmbH)
Einstellungen: Settings:
100% Blau (450 nm + 470 nm) 100% blue (450 nm + 470 nm)
50% Rot (660 nm) 50% red (660 nm)
50% DR (730 nm) 50% far-red (730 nm)
50% Weiß (6500 K) 50% white (6500 K)
CDM CDM-KE I (DH Licht GmbH) CDM CDM-KE I (DH Licht GmbH)
Keramik-Metallhalogendampf-Hochdruckent- ceramic-metal halide discharge-lamp
ladungs-Lampe
16RESEARCH REPORTS
‘Lea‘ ‘Kaftan‘ ‘Soltero‘ ‘Multired 4‘
(EZ) (EZ) (HI) (HI)
‘Multired 80‘ ‘Navara‘ ‘Corentine‘ ‘Saturdai‘
(NUN) (NUN) (RZ) (RZ)
Abb.1: Verwendete Sorten Fig.1: Used lettuce cultivars
Abb. 2: Fig. 2:
PAR Verteilung auf der Kulturfläche unter a) einer LED-KE 300 (Ø PAR distribution under a) LED-KE 300 (Ø photon flux density (PPFD):
Photonenflussdichte (PPFD): 42,2± 6,2 µmol m -2 s -1) und b) einer 42.2 ± 6.2 μmol m -2 s-1) and b) CDM-KE I (Ø photon flux density:
CDM-KE I (Ø Photonenflussdichte: 39,4 ± 1,3 µmol m -2 s -1). Die Farben 39.4 ± 1.3 μmol m -2 s-1). The colors indicate the different areas of the
kennzeichnen die unterschiedlichen Bereiche der gemessenen Pho measured photon flux density (μmol m -2 s-1):
tonenflussdichte (µmol m -2 s -1):
17FORSCHUNGSBERICHTE
Ergebnisse Results
• marktfähiger (mf) Ertrag • yield
• keine signifikanten Ertragsunterschiede • no significant differences in yield
in den belichteten Varianten between light treatments
• maximale mf Erträge in der LED-Variante • highest yield under LED light treatment
•1
,82 kg m -2 (‘Soltero‘, ‘Navara‘) • 1.82 kg m -2 (‘Soltero‘, ‘Navara‘)
•m
inimale Erträge in der Kontrollvariante • Lowest yield without artificial light (control)
• 0,34 kg m -2 (‘Multired 4‘) • 0.34 kg m-2 (‘Multired 4‘)
• sortenabhängige, deutlichere Ausfärbung • Leaf coloration in dependance on the cultivar,
in der LED-Variante (Abb. 3) leaves under LED treatment were most colorful (Fig. 3)
• geringerer Anteil marktfähiger Pflanzen • Proportion of marketable plants
in der LED-Variante in the LED treatment was lower
• sortenabhängiger Staucheffekt • Variety-dependent inhibition of elongation growth
• starke Ausprägung bei ‘Kaftan‘ und ‘Soltero‘ (strong effect in ‘Kaftan‘ and ‘Soltero‘)
• „Randen“ und Sonnenbrandsymptome (Abb. 4) • damages in the leaf edges and sunburn symptoms (Fig.
• sortenabhängiger, stärkerer Effekt 4)
im Vergleich zur CDM-Variante • cultivar-dependent, strong effects under LED light
• ‘Lea‘, ‘Kaftan‘, ‘Corentine‘, ‘Navara‘ compared to CDM light treatment (observed in culti-
vars ‘Lea‘, ‘Kaftan‘, ‘Corentine‘, ‘Navara‘)
Kontrolle ‘Navara‘ (NUN) CDM LED Kontrolle ‘Multired 80‘ (NUN) CDM LED
Abb. 3: Fig. 3:
Einzelpflanzengewicht der verschiedenen Salatsorten bei drei unter Individual plant weights of the different lettuce cultivars produced
schiedlichen Belichtungsvarianten (Abb. 3a) Die Symbole unter den with three different light treatments (Fig. 3a). The symbols under the
Sortenbezeichnungen kennzeichnen die Ausfärbung der Pflanzen variety assign the coloration of the plants of the LED treatment in
der LED Variante im Vergleich zur CDM Variante: = : gleiche Ausfär comparison to the CDM treatment: =: same coloration (Fig. 3b), +++:
bung (Abb. 3b), +++: starker Unterschied der Ausfärbung (Abb. 3c) high leaf coloration (Fig. 3c).
18RESEARCH REPORTS
Abb. 4: „Randen“ bei Salat (Sorte ‘Navara‘) Fig. 4: Leaf damages (cultivar `Navara`)
Fazit Conclusion
Mittels einer LED Belichtung ist es möglich marktfähige With LEDs, it is possible to produce marketable plants with a
Pflanzen mit einer stärkeren Ausfärbung zu produzieren. Für stronger leaf coloration. The choice of cultivar is crucial for a
einen stark ausgeprägten Effekt ist die Sortenwahl entschei- pronounced effect of leaf coloration.
dend.
The increase in the blue content was not only accompanied
Mit der Erhöhung des Blauanteils ging nicht nur eine by a stronger coloration compared to the CDM variant, but
stärkere Ausfärbung im Vergleich zur CDM Variante einher, also a decrease in the proportion of marketable plants due
ebenfalls war eine Verringerung des Anteils marktfähiger to an increased occurrence of leaf damages. This effect
Pflanzen durch ein erhöhtes Aufkommen des Randens an could be caused by a blue light induced increase of stomatal
Blättern zu beobachten. Dieser Effekt könnte durch eine conductivity.
durch Blau induzierte Erhöhung der stomatären Leitfähigkeit
An increase in the marketable proportion of plants under
bedingt sein.
LEDs could be achieved by adjusting the exposure.
Eine Erhöhung des marktfähigen Anteils an Pflanzen unter
In further experiments at the LVG Heidelberg it will be tested
der LED Belichtung könnte durch die Anpassung der Belich-
to increase the amount of blue light just a few days before
tung erzielt werden. Eine mögliche Belichtungsstrategie,
harvest. The aim is to create a light recipe to optimize the
die Strahlungsqualität durch die Erhöhung des Blauanteils
yield and coloration of the lettuce and to reduce the amount
einige Tage vor der Ernte zu erhöhen, wird in Folgeversuchen,
of leaf damages.
mit dem Ziel der Erstellung eines Lichtrezeptes, an der LVG
Heidelberg untersucht.
Dr. T. Bornwaßer, H. Sauer,
Lehr- und Versuchsanstalt für Gartenbau Heidelberg
Quellen / References:
1)
N. Mattson and C. Peters. A recipe for hydroponic success. Inside Grower Magazine, pages 16-19, 2014.
19FORSCHUNGSBERICHTE Forschungsprojekt / Research project MinTHG MinTHG – Technische Verfahren für geschlossene Pflanzen produktionssysteme zur Minderung von Treibhausgas- Emissionen und klimawandelbedingtem abiotischen Stress MinTHG – Technical procedures for closed crop production systems to reduce greenhouse gas emissions and climate change-induced abiotic stress Prof. Dr. Uwe Schmidt1, Dr. Annika Nerlich1, Dr. Gökhan Akyazi2, Thomas Hain2, Dr. Sebastian Kipp, Bernd H. Nordzieke, Dr. Oliver S. Dörr3, Holger Dinter3, Prof. Dr. Dr. Christan Ulrichs5, Dr. Dennis Dannehl1. 1 Humboldt-Universität zu Berlin, FG Biosystemtechnik 2 RAM GmbH Mess- und Regeltechnik 3 DH Licht GmbH 4 Klasmann-Deilmann GmbH 5 Humboldt-Universität zu Berlin, FG Urbane Ökophysiologie der Pflanzen Zu den großen Herausforderungen des 21. One of the major challenges of the 21st Jahrhunderts gehört die Folgeneindäm- century is to reduce the consequences of mung des durch Treibhausgasemissionen climate change caused by greenhouse gas (THG-Emissionen) verursachten Klimawan- (GHG-emissions). The agricultural sector dels. Hierbei ist der Agrarsektor ein beacht- is a notable source of GHG emission inclu- licher Emittent, darunter die wachsende ding the protected cultivation using CO2 Gewächshausbranche mit CO2-Emissionen. fertilization. Therefore, the MinTHG con- Daher erforscht und entwickelt das Min- sortium, consisting of several companies THG-Konsortium, bestehend aus mehreren (RAM, DH Licht, Klasmann-Deilmann) and Firmen (RAM, DH Licht, Klasmann-Deil- the Humboldt-University Berlin, researches mann) und der Humboldt-Universität zu and develops innovative technologies and Berlin innovative Technologien und Ver- processes for the substantial reduction of fahren zur substantiellen Reduzierung von GHG-emissions in greenhouse cultivation. THG-Emissionen im Gewächshausanbau. 20
RESEARCH REPORTS Abb. 1: Einsatz der wassergekühlten LED-LE in den Pflanzenküvetten Abb. 2: LED-LE mit monochromatischem rotem und blauem Licht Fig. 1: Usage of water-cooled LED-LE in phytotrons Fig. 2: LED-LE with monochromatic red and blue light. So soll eine Erprobung der Kühlung/Entfeuchtung durch For example, cooling/dehumidifying by water curtains lichtverlustarme Wasservorhänge (< Taupunkt) im Gewächs- (
FORSCHUNGSBERICHTE
Erwartungsgemäß können neue Technologien und Verfah- As expected, new technologies and processes can influence
ren die Wachstumsbedingungen der Pflanzen beeinflussen. the growth conditions of plants. For this purpose, the effects
Hierzu werden die Auswirkungen der Interaktionen verschie- of the interactions of various climate parameters (such as
dener Klimaparameter (wie Temperatur, Feuchte, CO2, Licht) temperature, humidity, CO2, light) are investigated in phyto-
in Ganzpflanzenküvetten untersucht und anhand kontinu- trons (Fig. 1) and are evaluated on the basis of continuous
ierlicher biologischer Messdaten zur Photosynthese und biological measurement of photosynthesis and transpiration
Transpiration bewertet. Ergänzend dazu werden chemische rate. In addition, phytochemical analyzes of quality-giving
Analysen zu qualitätsgebenden Inhaltsstoffen durchgeführt. ingredients are carried out. These investigations serve to
Diese Untersuchungen dienen zur Optimierung mikroklimati- optimize the microclimatic conditions in the greenhouse
scher Bedingungen im Gewächshaus durch eine verbesserte through improved climate and process management.
Klima- und Prozessführung.
In the research project, water-cooled LEDs (LED-LE p. 33)
In dem Forschungsprojekt werden wassergekühlte LEDs are used in the phytotrons (Fig. 2). In addition to the light
(LED-LE S.33) in Pflanzenküvetten verwendet (Abb. 2). intensity, the spectral light quality also has an influence on
Neben der Lichtintensität hat auch die spektrale Lichtquali- the plant morphology and secondary metabolites. With
tät einen Einfluss auf die Pflanzenmorphologie und sekun- the LED-LE, four different light colors (blue, red, far-red and
dären Inhaltsstoffe. Mit den LED-LE lassen sich vier verschie- white) can be individually regulated. The active water cooling
dene Lichtfarben (blau, rot, dunkelrot und weiß) individuell has the advantage that the heat of the LEDs is transferred
ansteuern. Die aktive Wasserkühlung hat den Vorteil, dass outside the phytotrons to ensure a long life time of the LED
die Wärme der LEDs gezielt abgeführt werden kann, um eine chips. In addition, it is possible to generate very high light
Langlebigkeit der LED-Leuchten zu gewährleisten. Außerdem intensities in order to carry out light stress experiments.
ist dadurch eine Erzeugung von hohen Lichtintensitäten mög-
The project MinTHG is funded by the Federal Ministry of
lich, um Strahlungsstress an den Pflanzen zu untersuchen.
Food and Agriculture (BMEL) from 2018 to 2022 as a con-
Das Verbundprojekt MinTHG wird von 2018 bis 2022 aus tribution to climate protection under the Paris Agreement
Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Land- (COP 21). The project is initialized by the Federal Office of
wirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des deutschen Agriculture and Food (BLE) as part of the program to promo-
Bundestages als Beitrag zum Klimaschutz gemäß Pariser te innovation.
Abkommen (COP 21) gefördert. Die Projektträgerschaft
erfolgt über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und
Ernährung (BLE) im Rahmen des Programms zur Innovations-
förderung.
Gefördert durch: Weitere Infos unter: https://www.unter-2-grad.de/minthg.html
Dr. Prof. Dr. Uwe Schmidt1, Dr. Annika Nerlich1, Dr. Gökhan Akyazi2, Thomas Hain2, Dr. Sebastian Kipp, Bernd H. Nordzieke,
Dr. Oliver S. Dörr3, Holger Dinter3, Prof. Dr. Dr. Christan Ulrichs5, Dr. Dennis Dannehl1.
1
Humboldt-Universität zu Berlin, FG Biosystemtechnik, 2 RAM GmbH Mess- und Regeltechnik,
3
DH Licht GmbH, 4 Klasmann-Deilmann GmbH, 5 Humboldt-Universität zu Berlin, FG Urbane Ökophysiologie der Pflanzen
22RESEARCH REPORTS
Forschungsprojekt / Research project
Lichtfalle
Lichtfalle – Aufschrecken, Anlocken, Kartieren und selektives
Bekämpfen von Schadinsekten mittels LED-Laser-Kombifalle
Light trap- A mobile LED-laser-trap to rouse, attract, monitor
and selectively combat herbivorous insects
Dr. Merve Wollweber1, Jonas Krieger1, Prof. Dr. Rainer Meyhöfer2, Maria Athanasiadou2,
Dr. Sebastian Behling3, Oliver Kranz3, Dr. Oliver S. Dörr4
1
Laser Zentrum Hannover e.V.
2
Leibniz Universität Hannover, Institut für Gartenbauliche Produktionssysteme
3
Götting KG
4
DH Licht GmbH
Die Orientierung von herbivoren Schadin- The orientation of herbivorous insect pests
sekten ist gesteuert durch olfaktorische is controlled by olfactory and visual stimuli.
und visuelle Reize. Während der Geruchs- While the sense of smell has a long-range
sinn eine Fernwirkung hat, nutzen die effect, the harmful insects, e.g. whitefly (T.
Schadinsekten, bspw. Weiße Fliege (T. va- vaporariorum) or sciarid gnats (Sciaridae),
porariorum) oder Trauermücken (Sciari- use their primitive eyes for more precise ai-
dae), ihre Primitiv-Augen für die nähere ming. Both navigation systems are overlaid
Zielfindung. Beide Navigationssysteme sind in a complex manner and control individual
komplex überlagert und steuern das Indivi- behavior depending on other ecological
dualverhalten in Abhängigkeit weiterer öko- factors. The mere seeing of the insects with
logischer Faktoren. Das einfache Sehen der the help of a proven tri- or pentachromatic
Insekten mithilfe eines nachgewiesenen tri- system supports processes, for example
bzw. pentachromatischen Systems stützt in winged individuals, such as flying off to
dabei Vorgänge, bspw. bei geflügelten find a new source of food or landing on a
Individuen, wie das Losfliegen zum Aufsu- target plant to eat or lay eggs. This can be
chen einer neuen Nahrungsquelle bzw. das used to stimulate local preferences, attract
Landen auf einer Zielpflanze zum Fressen and specifically target insect pests.
oder zur Eiablage. Dies kann genutzt wer-
den, um lokal Präferenzen zu stimulieren,
somit die Schadinsekten gezielt anzulocken
und diese dann gezielt zu bekämpfen.
23Sie können auch lesen
