Was sind aus Ihrer Sicht die Höhepunkte oder Kernpunkte der Forschung, die Sie als Expertin für Cannabis und technischen Gartenbau durchgeführt haben?

Die Rolle von LED-Lichtintensität und -Spektren in den einzelnen Wachstumsphasen von Cannabis.

Ich begann meine Forschung zu Gartenbaukulturen im Jahr 2009. Damals wurde LED-Technologie gerade erst für die Zusatzbelichtung im Gartenbau eingesetzt. Ich hatte das Privileg, in einer Forschungsabteilung zu arbeiten, in der wir LED-Prototypen nutzen konnten, die sowohl Intensität als auch Spektren in einem sehr weiten Bereich einschließlich UV abstimmen konnten.

Eine der ersten Erkenntnisse aus Versuchen mit mehreren verschiedenen Kulturen war, dass die Lichtintensität einen größeren Einfluss auf das Wachstumsergebnis hat als das Lichtspektrum. Die zweite allgemeine Erkenntnis war, dass eine höhere Lichtintensität zu mehr Biomasseproduktion führt, aber auch den Bedarf erhöht, andere Parameter wie Klimaregelung und Bewässerung fein abzustimmen, um das Wachstumspotenzial der Pflanze voll auszuschöpfen.

Beim Anbau von medizinischem Cannabis sind vier unterschiedliche Wachstumsphasen und Lichtbedingungen zu berücksichtigen: Mutterpflanzen, Stecklinge oder Keimung, vegetatives Wachstum und Blüte. Jede Phase erfordert eine andere Umgebungskonfiguration, insbesondere hinsichtlich Lichtintensität und Lichtqualität. In meiner Forschung stand bei der Optimierung stets zuerst die Gesundheit der Pflanze im Vordergrund, gefolgt von betrieblichen Aspekten und Investitionskosten.

Mutterpflanzen und Stecklinge

Im kommerziellen Cannabisanbau werden Jungpflanzen häufig vegetativ aus Stecklingen vermehrt, um zu relativ geringen Kosten große Mengen einheitlicher, genetisch identischer Pflanzen zu erzeugen. Die Bewurzelung der Stecklinge ist ein kritischer Prozess, und die Vitalität der Mutterpflanze, die diese Stecklinge liefert, ist ebenso wichtig.

Vorausgesetzt, alle anderen Parameter (Klima und Bewässerung) sind richtig abgestimmt, beeinflussen Lichtintensität und Lichtqualität die Vitalität einer Mutterpflanze erheblich. Um die Mutterpflanze nicht zu erschöpfen, die in der Regel über mehrere Anbauzyklen hinweg Stecklinge liefert, ist es wichtig, die Umgebungsparameter je nach Produktionszyklus anzupassen.

In der Praxis werden Mutterpflanzen häufig zu schwach oder ungleichmäßig belichtet. Wenn Anbauer jedoch auf LED-Beleuchtung umstellen, setzen sie oft zu viel Intensität und nicht optimale Spektren ein, wahrscheinlich aus mangelndem Wissen und weil Lieferanten die Idee „mehr ist besser“ propagieren. Cannabispflanzen vertragen zwar hohe Lichtmengen, doch für Mutterpflanzen ist das nicht unbedingt wünschenswert.

Mutterpflanzen lassen sich am leichtesten optimieren, vorzugsweise mit einer intensitätsgeregelten Anlage und einem hocheffizienten Spektrum. Die Vermehrungsphase profitiert am meisten von der LED-Technologie. Jahrelange Forschung an Cannabis und anderen Kulturen hat gezeigt, dass die Optimierung des Vermehrungsprozesses zu höheren Jahreserträgen (durch Verkürzung der Vermehrungsdauer oder einen kräftigeren Start in die vegetative Phase), größerer Einheitlichkeit des Bestands und besserer Pflanzenqualität führen kann.

Lichtspektren können den Zeitpunkt des Wurzelbeginns beeinflussen und den Stecklingen helfen, ihre Bewurzelung zu synchronisieren, was später zu einem gleichmäßigeren Pflanzenbestand führt. Licht wirkt sich außerdem während der Bewurzelung auf das Wurzelvolumen und die Trieblänge aus, was wiederum die folgenden vegetativen und Blütephasen beeinflusst. Für die Bewurzelung sollte die Lichtintensität in den ersten Tagen niedrig sein, und wenn die Anlage es zulässt, sollte ein dynamisches Lichtrezept mit Änderungen der Verhältnisse von Rot zu Dunkelrot und Rot zu Blau angewendet werden. Wichtig ist, dass die Reaktionen der Pflanzen mit der Anwendung von künstlichem Auxin wechselwirken können und verschiedene Kultivare unterschiedlich auf Lichtreize reagieren können.

Vegetative Phase

Auch auf die vegetative Wachstumsphase hat Licht Einfluss. In manchen Fällen wird die vegetative Phase ganz übersprungen. Wenn die Stecklinge gut bewurzelt und vital sind, kann der direkte Übergang in die Blüte nach dem Umtopfen den meisten Kultivaren dennoch genügend Entwicklung während der Blütephase ermöglichen. Dieser Ansatz kann die Zykluszeit erheblich verkürzen, mehr Zyklen pro Jahr ermöglichen und höhere Jahreserträge pro Quadratmeter erzielen. Zudem lassen sich Kosten sparen, weil kein eigener Raum für die vegetative Phase nötig ist. Die Lichtbedingungen in der vegetativen Phase ähneln spektral denen für Mutterpflanzen, doch die Intensität steigt allmählicher an. Bei der Verwendung effizienter Spektren im Vergleich zu breitem weißem Licht ist ein ausgewogenes Klima erforderlich.

Blütephase

Die Blütephase erfordert die höchste Lichtintensität. Beim vollständigen Indooranbau lassen sich bereits mit Intensitäten unter 1.000 µmol/m²/s sehr hohe Erträge (in Gramm getrockneter Blüte pro Quadratmeter) erzielen. Bei Intensitäten über 1.000 µmol/m²/s kann die Pflanze etwas mehr Gewicht produzieren, aber nur, wenn Klimaeinstellungen und Bewässerungsstrategien perfekt auf die Bedürfnisse der Pflanze abgestimmt sind. Dieses zusätzliche Gewicht geht jedoch auf Kosten eines höheren Stromverbrauchs. Beim Anbau mit niedrigeren Intensitäten ist die Photosynthese der Pflanze nicht gesättigt, sodass ein effizienteres Spektrum eingesetzt werden kann, ohne das Risiko weißer Spitzen einzugehen.

Dieser Ansatz kann mindestens 20 % des Stromverbrauchs für die Beleuchtung und wahrscheinlich noch mehr bei der Klimatisierung einsparen und zugleich die Blütenqualität (Festigkeit und Terpenkonzentration) verbessern. Der Betrieb nahe 1.000 µmol/m²/s erfordert einen dynamischen Wechsel zwischen einem breiten weißen Spektrum und einem effizienten weißen Spektrum. Die spektrale Abstimmbarkeit kann etwa 10 % Energie sparen und dabei die Terpenausprägung in der Blüte steigern und ihre optische Attraktivität verbessern. Ein sorgfältig konzipiertes dynamisches Beleuchtungsschema lässt sich an verschiedene Kultivare anpassen und steuert zugleich die richtigen Klimaparameter während der Blütephase.

Fazit

Bei der Optimierung einer Indoor-Cannabisanlage ist es entscheidend, die eigenen Ziele klar zu definieren. Welcher Mindestertrag (in Gramm pro Quadratmeter und Jahr) ist erforderlich, um Ihren Businessplan zu erfüllen? Ist ein Gewächshaus für Ihren Standort die vorteilhaftere Option? Wenn ja, stellen Sie sicher, dass Sie wissen, wie man in einem Gewächshaus richtig zusätzlich belichtet, und lassen Sie Ihre Beleuchtungspläne von einem unabhängigen Lichtberater prüfen. Mehr Licht kann zwar höhere Erträge ermöglichen, erhöht aber auch das Risiko von Komplikationen, wenn etwas schiefgeht.

Denken Sie daran: Mehr Licht bedeutet oft mehr Ärger, wenn nicht alles perfekt aufeinander abgestimmt ist.