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Abiotischer Umweltfaktor Licht und das Pflanzenwachstum

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Unterschiedlichste Abläufe in der Natur sind von Umweltfaktoren bestimmt. Dabei gibt es biotische und abiotische Umweltfaktoren. Biotische Faktoren sind jene, die von lebenden Organismen, wie Menschen oder Tieren, ausgehen. Einflüsse, die von unbelebten Organismen ausgehen, werden abiotische Faktoren genannt. Dazu gehören unter anderem das Wasser, der Boden mit seiner Nährstoffzusammensetzung, die Witterung und das Klima und eben auch das Licht.

Umweltfaktor Licht erklärt

Unter den abiotischen Umweltfaktoren gehört das Licht zu den wichtigsten. Es nimmt auf so gut wie alle Organismen Einfluss und steuert damit viele wichtige Vorgänge und Rhythmen. So wird beispielsweise der Tag-Nacht-Rhythmus von lebenden Organismen, also Menschen, Pflanzen und Tieren gesteuert, was jeweils Einfluss auf das gesamte Ökosystem hat.

Mithilfe von Pigmenten, bei Mensch und Tier, und Photorezeptoren in den Blättern von Pflanzen werden die Lichtteilchen, auch Photonen genannt, aufgenommen und prozessiert, sodass Vorgänge in Gang gebracht werden können, die den Zellaufbau oder ähnliches zum Ziel haben. So hat zum Beispiel eine bestimmte Wellenlänge im Licht bei Sonnenuntergang zum Effekt, dass verstärkt Melatonin beim Menschen ausgeschüttet wird, was dafür sorgt, dass wir schläfrig werden und uns nachts ausruhen.

Licht als Wachstumsfaktor für Pflanzen

Auch für Pflanzen ist das Licht einer der wichtigsten Faktoren. Ohne Licht schafft es die Pflanze höchstens kleine Keime zu bilden (unter der Erde gibt es ja immerhin auch kein Licht), aber dann ist es auch schon wieder vorbei mit dem Wachstum. Danach braucht die Pflanze eine bestimmte Menge und bestimmte Wellenlängen an Licht um optimal wachsen zu können.

Schattengewächse brauchen weniger Licht, als Sonnengewächse und Pflanzen, die eher im Frühjahr zu keimen und wachsen beginnen, brauchen andere Intensitäten und Zusammensetzungen von Licht, als jene, die eher im Hochsommer Saison haben. Generell befindet sich das Spektrum von elektromagnetischer Strahlung (also unter anderem Licht), das Pflanzen für das Wachstum verarbeiten können, zwischen 450 Nanometer (nm) und 750 nm.

Problematik bei natürlichem Licht in der Pflanzenaufzucht

Will man Pflanzen künstlich aufziehen, etwa, wenn man einen Gemüsegarten hat, tut man sich allerdings in unseren Breiten ab und zu schwer. Besonders bei Sorten, die man im Frühjahr bereits aussäen sollte, ist zuweilen zu wenig Licht da, um stabile, gesunde Sprösslinge treiben lassen zu können. Außerdem gefriert es in der Nacht vielleicht noch, was dem Wachstum auch nicht unbedingt förderlich ist.

Auch im Herbst hat man ein ähnliches Problem, wenn bestimmte Pflanzen vielleicht nicht mehr ordentlich nachreifen können, weil die Sonne schlichtweg schon zu schwach wird. Was man erntet, sind halbgrüne Tomaten, obwohl die Sorte eigentlich rot hätte werden sollen. Gerade in der Pflanzenaufzucht für Lebensmittel oder anderen Konsum sind die Lichtverhältnisse vielerorts nicht genug, um die Nachfrage zu decken. Deshalb beginnt der Mensch nun nach und nach künstliches Licht einzusetzen, um stabiles Wachstum zu gewährleisten.

Vor- und Nachteile von natürlichem und künstlichem Licht

Natürlich ist rein künstliches Licht auch nicht immer das Gelbe vom Ei. Wir haben mal zusammengefasst, wo die Stärken und Schwächen der beiden Lichtquellen liegen.

  • Der essentiellste Nachteil des natürlichen Lichts wurde bereits angesprochen: es ist zum Teil einfach nicht zur Genüge vorhanden. Künstliches Licht hingegen gibt es überall dort, wo Strom vorhanden ist, und wo die Pflanzenlampe aufgehängt werden kann.
  • Was dem künstlichen Licht angekreidet werden kann, ist natürlich der Stromverbrauch. Je nachdem, wie der Strom gewonnen wurde und wie intensiv die Lampen eingesetzt werden, kann das ziemlich zu Lasten der Umwelt gehen.
  • Natürliches Licht und damit das Wachstum der Pflanzen ist im Gegensatz zum künstlichen nicht steuerbar. Allerdings muss man umgekehrt beim künstlichen Licht auch viele Einstellungen vornehmen, um die exakte und ideale Konstellation zu treffen.
  • Im natürlichen Umfeld sind alle sonstigen notwendigen Faktoren, Luft, Wasser (plus künstliche Bewässerung), Erde, Nährstoffe (plus Dünger), etc. in der Regel vorhanden. In einem Gewächshaus und im Innenraum müssen die Bedingungen alle erst geschaffen werden.

Simulation des natürlichen Lichts

Der abiotische Umweltfaktor Licht wird also mithilfe von Wachstumslampen nachgestellt. Das bedeutet, dass Wellenlänge, Intensität, und deren Veränderung bei Sonnenauf- und -untergang simuliert werden müssen bzw. sollten, um möglichst stabiles und gesundes Wachstum zu erzeugen. Das wird mit Zeitschaltuhren und veränderbaren Lampen gemacht, was mit der Erfindung und Entwicklung der LEDs, die nun verstärkt bei Pflanzenlampen zum Einsatz kommen möglich gemacht wurde.

Auswirkungen des künstlichen Lichts auf das Pflanzenwachstum

Mithilfe von künstlichem Licht kann verschiedenstes bewirkt werden. In erster Linie möchte man natürlich das Licht so einstellen, dass es der Pflanze für einen gesunden Wuchs zugutekommt und eine sogenannte Vergeilung verhindert. Allerdings haben Studien auch gezeigt, dass man mit gewissen Adjustierungen am Licht die Herausbildung unterschiedlicher Stoffe favorisieren kann.

Damit könnte man in Zukunft allein durch den Einsatz verschiedener Lichteinstellungen gewisse Stoffe vermehrt produzieren, was sowohl der Lebensmittelindustrie als auch der Pharmaindustrie zugutekommen könnte. Aromatischere Tomaten, Basilikum oder mehr Ertrag bei der Gewinnung eines bestimmten pflanzlichen Wirkstoffes, wären möglich.

Fazit

Licht wird oftmals unterschätzt. Als wahrscheinlich wichtigster abiotischer Umweltfaktor steuert es jedoch vielerlei Abläufe im Ökosystem, unter anderem das Pflanzenwachstum. Das kann man sich zunutze machen und mithilfe von künstlichem Licht den Wuchs nicht nur beschleunigen bzw. allgemein verbessern, sondern auch gewisse Stoffe verstärkt herausbilden lassen. Wir sind gespannt, welche Entwicklungen sich mit dem künstlichen, abiotischen Umweltfaktor noch ergeben werden.

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