Effekt von tief rotem Licht
Welchen Effekt hat tief rotes Licht auf Pflanzen?
Tiefrotes Licht ist Strahlung mit Wellenlängen zwischen 700 und 850nm und fällt zwischen den roten und infraroten Bereichen des Spektrums.
Pflanzen nehmen Signale aus ihrer Umgebung wahr, wie z. B. Licht, das sie veranlasst, ihr Wachstum zu verändern. Licht wird mit Photorezeptoren wie Phytochrom aufgenommen. Phytochrom hat eine inaktive (rotes Licht absorbierend) und aktive Form (tief rotes Licht absorbierend) und wechselt je nach Lichtverhältnissen zwischen den beiden Formen.
Die Lichtverhältnisse werden häufig anhand des Verhältnisses von rotem zu tief rotem Licht quantifiziert (normalerweise auf „R: FR“ (Far-Red) verkürzt). Wie viel rotes (R) und tief rotes (FR) Licht wird benötigt, um das Phytochrom hin und her zu schalten? Nun, es hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab, wie der Art, den Wachstumsbedingungen und der Lichtintensität. In einer häufig verwendeten Laborspezies, Arabidopsis, schaltet ein R:FR von ~2 (2:1) das Phytochrom von inaktiv auf aktiv um. Ein R:FR von ~0,25 (1:4) schaltet es zurück. Fernrotes Licht kontrolliert über Phytochrom die Keimung der Samen, die Dehnung der Stiele und die Blütezeit.
Tief rotes Licht und Samenkeimung
Tief-Rotes Light vermittelt bei einigen Arten die Samenkeimung. Es ist wichtig, dass ein Samen in einer guten Wachstumsumgebung keimt - einer, die viel Licht hat und nicht zu schattiert ist. Wenn ein Samen an einem schattigen Ort keimt, kann er sich nachteilig auf die Pflanze auswirken, da er nicht genug Licht zum Wachsen bekommt. Schattenumgebungen sind im Vergleich zu anderen Lichtfarben mit tief roten Wellenlängen angereichert (Abbildung 1), sodass große Mengen an tief roter Strahlung die Keimung von Samen verhindern können.
Die Keimrate sinkt um ca. 30 %, wenn sich R:FR von 1,1 auf 0,6 ändert. Aus diesem Grund sollten die Samen unter hellem Licht keimen, das viel rotes Licht und wenig tief rotes Licht enthält. Tief-rote Wellenlängen können einen Samen dazu verleiten, zu glauben, dass er sich in einer schattigen Umgebung befindet, und es ist weniger wahrscheinlich, dass er keimt.
Tief rotes Licht und vegetatives Wachstum
Das R:FR beeinflusst auch das vegetative Wachstum von Pflanzen. Hohe Mengen von tief rotem Licht können dazu führen, dass sich die Stämme verlängern und die Blätter länger und breiter werden. Dies liegt daran, dass die Pflanze versucht, sich in der Hoffnung auszudehnen, mehr Sonnenlicht zu erreichen. Infolgedessen kann eine Pflanze „ausgestreckt“ aussehen und diese langen, dünnen Stängel sind manchmal zu schwach, um schwere Hanfblüten zu halten. Hohe Mengen von fernrotem Licht können auch die Menge an Chlorophyll, Anthocyanen und Antioxidantien in der Pflanze verringern. Chlorophylle und Anthocyane sind Pigmente, die eine Pflanze bunt machen und die Neuheit und den Wert der Ernte beeinflussen können.
Antioxidantien schützen vor schädlichen freien Radikalen - sowohl für die Pflanze als auch für die Menschen, die sie verzehren! Idealerweise möchte ein Züchter eine Pflanze mit leuchtender Farbe und einem hohen Gehalt an Antioxidantien. Um Pflanzen mit kräftigen Stielen und einer lebendigen Farbe zu produzieren, sollten sie viel rotes Licht und wenig dunkelrotes Licht erhalten. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Pflanzen mit hoher Dichte gezüchtet werden.
Tief rotes Licht und Blüte
Zu diesem Zeitpunkt werden Sie möglicherweise einen Trend bemerken: Pflanzen assoziieren tief rotes Licht mit Schatten. Wenn Sie einer Pflanze zu viel tief rotes Licht geben, denken sie, dass sie sich in einer schattigen Umgebung befinden. Zu viel Schatten kann für eine Pflanze stressig sein, daher sind Vorsichtsmaßnahmen erforderlich, um diese Bedingungen zu vermeiden. Samen vermeiden das Keimen und Stängel dehnen sich aus, um mehr Licht zu erreichen. In Reaktion auf zu viel Schatten beginnt eine Pflanze oft zu blühen. Blüten sind das Fortpflanzungsgewebe einer Pflanze. Wenn eine Pflanze glaubt, dass das Risiko des Todes besteht (durch zu viel Schatten), beginnt sie, sich so schnell wie möglich zu vermehren, damit sie ihre Genetik an die Nachkommen weitergeben kann. Hohe Mengen von tief rotem Licht beschleunigen die Blüte bei vielen Arten - Tomaten, Kartoffeln, Gurken, Bohnen, Weizen, Senf und vielen Zierblumen. Bei einigen Arten erhöht tief rotes Licht auch die Anzahl der produzierten Blüten.
Als Züchter können wir dieses Wissen zu unserem Vorteil nutzen. Wenn wir möchten, dass eine Pflanze zu blühen beginnt (z. B. eine hartnäckige Hanfpflanze, die sich weigert Knospen zu bilden), können wir ihr eine hohe Menge an fernrotem Licht geben.
Tief rotes Licht sollte für eine kurze Zeit angewendet werden, um eine Blüte zu induzieren. Geringe Mengen von tief rotem Licht, das nachts angewendet wird (~ 2 μmol s-1 m-2), beschleunigen ebenfalls das Blühen und erhöhen die Blütenanzahl.
Für die meisten Phasen des Pflanzenwachstums sollten Produzenten ein hohes R:FR-Verhältnis aufrechterhalten. Mit anderen Worten, Pflanzen sollten viel rotes Licht (und andere Lichtfarben wie blaues und grünes Licht) und wenig tief rotes Licht erhalten. Wenn ein Züchter eine Blüte auslösen möchte, kann er eine Pflanze für kurze Zeit (entweder tagsüber oder nachts) mit hohen Mengen an tief rotem Licht versorgen. Sobald die Blüte beginnt, sollten die Pflanzen wieder normal beleuchtet werden. Achten Sie bei der Auswahl eines Lichts für die Kultivierung von Pflanzen auf ein Leuchtmittel, das viel rotes und blaues Licht, mäßige Mengen anderer Farben (grün, gelb und orange) sowie wenig tief rotes und UV-Licht enthält. Tief rotes Licht kann bei längerer Verwendung das Pflanzenwachstum beeinträchtigen. Tief rotes Licht bewirkt, dass sich Pflanzen ausdehnen und die Menge an Chlorophyll (das für das Pflanzenwachstum essenziell ist) in Blättern reduziert wird. Tief rotes Licht kann bei kurzer Anwendung die Blüte stimulieren. Dies kann von Vorteil sein, wenn Sie eine hartnäckige Pflanze haben, die sich weigert zu blühen.
