Was ist PAR für Pflanzenbeleuchtung? Photosynthetisch aktive Strahlung

Photosynthetisch aktive Strahlung

Photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) ist der Teil des elektromagnetischen Spektrums, der von Pflanzen bei der Photosynthese genutzt wird. Der Bereich der von Pflanzen absorbierten Lichtwellenlängen entspricht dem sichtbaren Spektrum zwischen 400 nm (blau) und 700 nm (grün).

Photosynthese ist der Prozess, bei dem grüne Pflanzen, Algen und einige Bakterien Lichtenergie in chemische Energie in Form von Glukose und Sauerstoff umwandeln, wobei Kohlendioxid und Wasser verwendet werden.

PAR umfasst die Lichtwellenlängen zwischen 400 und 700 Nanometern (nm), was dem sichtbaren Lichtspektrum entspricht. Diese Wellenlängen sind besonders effektiv bei der Anregung des photosynthetischen Prozesses in Pflanzen. Die Messung von PAR bewertet jede Wellenlänge gleich, d.h. blaue, grüne und rote Photonen tragen gleichermaßen zur Photosynthese bei.

Nicht alle Lichtwellenlängen haben jedoch die gleiche Wirkung auf die Photosynthese. Die McCree-Kurve, auch bekannt als McCree-Aktionsspektrum, ist eine grafische Darstellung, die die relative Effizienz verschiedener Lichtwellenlängen bei der Anregung der Photosynthese in Pflanzen veranschaulicht. Sie wurde in den 1970er Jahren vom amerikanischen Botaniker Warren L. McCree entwickelt. Obwohl sie etwas veraltet ist und nicht für alle Pflanzentypen genau zutrifft, schlägt die McCree-Kurve vor, dass verschiedene Lichtwellenlängen unterschiedliche Wirksamkeitsgrade bei der Photosynthese haben.

Aus der McCree-Kurve ist ersichtlich, dass im Allgemeinen rote Photonen (600 nm bis 700 nm) am photosynthetisch effizientesten sind, grüne (500 nm bis 600 nm) etwas weniger effizient und blaue (400 nm bis 700 nm) am wenigsten effizient. UVA- und fernrote Photonen tragen ebenfalls zum Pflanzenwachstum bei, jedoch mit abnehmender Effizienz, je weiter die Wellenlängen außerhalb des PAR-Bereichs liegen.

Um PAR besser zu verstehen, werden häufig zwei verwandte Begriffe verwendet: Photosynthetischer Photonenfluss (PPF) und photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD).

Photosynthetischer Photonenfluss (PPF)

PPF ist ein Maß für die Gesamtzahl der Photonen (einzelne Lichtteilchen) im PAR-Bereich, die in einem bestimmten Zeitraum auf eine gegebene Fläche treffen, typischerweise ausgedrückt in Mikromol pro Sekunde (μmol/s). Es quantifiziert die Gesamtmenge der für die Photosynthese verfügbaren Lichtenergie. PPF bietet eine wertvolle Messgröße zur Bewertung der Gesamtlichtleistung einer Lichtquelle, wie einer Lampe oder einer natürlichen Lichtquelle, hinsichtlich ihrer Effektivität zur Unterstützung der Photosynthese.

Bezüglich Pflanzenlampen wird dies in einer Integrationskugel gemessen, die die gesamte PAR-Ausgabe der Leuchte misst, nicht die Menge an PAR, die das Pflanzendach erreicht.

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Photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD)

PPFD geht über PPF hinaus, indem es die Fläche berücksichtigt, über die die Photonen verteilt sind. Es misst die Anzahl der PAR-Photonen, die eine bestimmte Oberfläche (normalerweise in Quadratmetern angegeben) pro Zeiteinheit erreichen. PPFD ist ein entscheidender Parameter, um zu verstehen, wie viel Licht Pflanzen tatsächlich in ihrer unmittelbaren Umgebung erhalten, da Faktoren wie Abstand zur Lichtquelle, Lichtwinkel und Beschattung berücksichtigt werden. PPFD wird in Mikromol pro Quadratmeter pro Sekunde (μmol/m²/s) gemessen und bietet eine praktischere Messgröße zur Bewertung des für Pflanzen an einem bestimmten Ort verfügbaren Lichts.

Zusammenfassend ist die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) der Wellenlängenbereich im sichtbaren Lichtspektrum, der für die Photosynthese bei Pflanzen essentiell ist. Der photosynthetische Photonenfluss (PPF) quantifiziert die Gesamtmenge der von einer Lichtquelle emittierten PAR-Photonen, während die photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD) die Menge der PAR-Photonen berücksichtigt, die eine bestimmte Oberfläche erreichen. Diese Messgrößen sind entscheidend, um die Lichtverhältnisse in der Innenkultivierung, in Gewächshäusern und anderen Umgebungen, in denen Pflanzen angebaut werden, zu optimieren und sicherzustellen, dass sie die richtige Lichtmenge für gesundes Wachstum und maximale photosynthetische Effizienz erhalten.