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Weniger Hemmstoffe: Rezept zur Streckungshemmung mit Hellrot


GB Gärtnerbörse - epaper ⋅ Ausgabe 6/2018 vom 02.06.2018

ViSuELL steht für „Verfahren zur selektiven Lichtanwendung mit LED in Gewächshäusern“. Das Projekt befasst sich mit der Beeinflussung des Wachstums und der Entwicklung von Zierpflanzen durch Licht einzelner Spektralfarben. Ziel ist es, Rezepte zu erarbeiten, mit denen sich unerwünschte Streckung vermeiden, die Blüte steuern und die Bewurzelung verbessern lassen. Das Projekt an der LVG Ahlem läuft seit Oktober 2015 und endet Mitte 2018. Für den Bereich „Vermeidung unerwünschter Streckung“ wurde ein Rezept für einige Poinsettiensorten entwickelt, das den Hemmstoffeinsatz in der Produktion deutlich ...

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Bildquelle: GB Gärtnerbörse, Ausgabe 6/2018

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‘Prima Donna’ im November 2016: (von links) ohne LED, ohne Hemmstoffe – ohne LED, mit Hemmstoffen – 60 Min. Hellrot ab SU


Die Vielzahl an Publikationen im Bereich „Wachstums- und Entwicklungssteuerung mit Licht einzelner Spektren“ zeigt, dass sich in der Vergangenheit viele Forschungsgruppen mit diesem Thema beschäftigt haben. Dabei geht es um die Beeinflussung des Streckungswachstums aller Pflanzenorgane sowie der Steuerung der Pflanzenentwicklung.

Bisher wird diese Methode kaum in der Praxis genutzt. Ein Grund dafür ist beispielsweise der bisherige Einsatz von farbigen Leuchtstoffröhren, Farbfolien und farbigen Flüssigkeiten zwischen den Scheiben der Gewächshausbedachung. Es wurden zwar Effekte beobachtet, allerdings konnten die verschiedenen technischen Lösungen nicht so automatisiert werden, dass sie eine effektive Möglichkeit zur Wachstumssteuerung boten.

Durch die Entwicklung der Technik, vor allem im Bereich der LED, ist es mittlerweile möglich, Licht enger spektraler Bereiche zu emittieren. Dies ermöglicht es, Pflanzen mit einzelnen Wellenlängen zu belichten. Gemeinsam mit den beteiligten Unternehmen – Hempel+Rülcker Gesellschaft für elektronische Klimaregelsysteme, RAM Mess- und Regeltechnik und DH Licht – wurde ein Gesamtsystem entwickelt, mit dem die LED vollautomatisch in die Gewächshaussteuerung integriert wurden.

Bekannter Licht-Effekt

Dass man das Streckungswachstum von Trieben ausgewählter Pflanzenarten durch den Einsatz von Licht definierter Wellenlängenbereiche hemmen kann, ist bekannt (Literatur: unter anderem Kasperbauer 1971, Mortensen und Strømme 1987, Zimmer 2000).

Beispielsweise kann das Streckungswachstum der Triebe von Petunien durch die Belichtung mit Hellrot (660 nm) von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang deutlich gehemmt werden. Und auchHedera reagieren mit gehemmtem Streckungswachstum der Triebe auf die Belichtung mit Hellrot (zwölf Stunden). Belichtet man Poinsettien in ähnlicher Weise (zehn Stunden) mit Hellrot, so ist eine Hemmung des Triebwachstums nicht zu beobachten.

‘Merry White’ aus unterschiedlichen Belichtungs- und Hemmstoffstrategien (Reihenfolge wie in Tabellen) im November 2017


Ergebnisse aus Norwegen

Auf der Suche nach einer wirksamen Methode, auch Poinsettien mit einer spezifischen Belichtung kompakt zu halten, wurden Ergebnisse einer norwegischen Forschungsgruppe (Islam und andere 2014) hinzugezogen. Diese testete eine Belichtung, die erst nach dem eigentlichen Tag beginnt. Es handelt sich dabei um eine kurze Belichtung am Ende des Tages (englisch: End-of-Day, EOD). Dabei nutzt man Licht bei 660 nm (Hellrot).

Der Grund dafür ist, dass man in der Dämmerung einen erhöhten Anteil an dunkelrotem Licht vermutet, das das Streckungswachstum bei Pflanzen fördert. Ziel dieser Belichtung nach Sonnenuntergang soll sein, den „Dunkelrot-Speicher“ der Pflanze durch die Belichtung mit Hellrot zu löschen und somit das Streckungswachstum zu verhindern.

Die Versuche der Norweger in abgedunkelten Gewächshäusern zeigten gute Erfolge. Außerdem ist diese Art der Belichtung wesentlich ökonomischer als eine Belichtung von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang, sodass im Rahmen des Projektes Vi-SuELL diese Idee aufgenommen und für Gewächshäuser getestet wurde.

Kombinationen getestet

An der Lehr- und Versuchsanstalt für Gartenbau (LVG) in Hannover-Ahlem wurden dazu über mehrere Jahre verschiedenste Kombinationen der End-of-Day-Belichtung getestet. Dazu wurden die Pflanzen direkt nach dem Topfen bis zur Verkaufsreife ab Sonnenuntergang für eine definierte Zeit mit hellrotem Licht belichtet. Zum Vergleich dienten zwei Varianten, die nicht belichtet wurden. Eine dieser Varianten wurde zusätzlich bis zu fünfmal mit Hemmstoffen behandelt.

Es zeigte sich, dass eine Belichtung mit hellrotem Licht nach Sonnenuntergang für eine Dauer von 60 Minuten das Streckungswachstum von Poinsettien genauso gut hemmen kann wie der praxisübliche Einsatz von Hemmstoffen (Foto Seite 47). Weder kürzere noch längere Belichtung (30, 90 und 120 Minuten) brachte den gewünschten hemmenden Effekt.

Der Einsatz von Hemmstoffen wirkt nicht nur hemmend auf das Streckungswachstum der Triebe, sondern auch auf das Streckungswachstum der gesamten Pflanze. Davon ist auch das Wachstum der Blattstiele und Blattflächen betroffen.

‘Venus Hot Pink’ aus unterschiedlichen Belichtungs- und Hemmstoffstrategien (Reihenfolge wie in Tabellen) im November 2017

Fotos: LVG Ahlem

Die erfassten Werte für den Pflanzendurchmesser der Poinsettien in der Saison 2016 lassen darauf schließen, dass der Einsatz der hellroten LED nur geringen Einfluss auf das Blattstiel- und Blattflächenwachstum hatte. Deshalb wurde in Versuchen in der Saison 2017 zusätzlich die Kombination von Hemmstoffen zu Kulturbeginn (zweimalige Behandlung) und der Belichtung mit hellroten LED nach Sonnenuntergang getestet.

Dadurch konnten Hemmstoffe deutlich eingespart und zugleich auch vom Durchmesser her kompakte Pflanzen produziert werden (Fotos Seite 49 und 50, Tabelle 2).

Dass es sich bei der Verringerung des Durchmessers um den Hemmstoffeinfluss auf die Blätter handelt, zeigt die Messung der Blattspreiten. Für die Sorte ‘Aria Red’ wurden die Längen der Blattspreiten gemessen (Abbildung 1). Zu sehen ist, dass die Blattspreiten der Variante „ohne LED, ohne Hemmstoffe“ am längsten und die der Variante „ohne LED, mit Hemmstoffen“ am kürzesten waren.

Abbildung 1: Einfluss unterschiedlicher Belichtungs- und Hemmstoffstrategien auf die Länge der Blattspreiten der Poinsettiensorte ‘Aria Red’ zum Versuchsende im November 2017 (Mittelwerte, n = 45 oder 47)


Kürzere Blattspreiten

Die Ergebnisse zeigen ebenfalls, dass die Länge der Blattspreiten auch durch die Belichtung am Ende des Tages abnimmt (im Vergleich zu der Variante „ohne LED, ohne Hemmstoffe“).

Durch die Behandlung der Pflanzen zum Kulturbeginn mit Hemmstoffen und die Belichtung mit Hellrot am Ende des Tages konnten die Blattspreiten ähnlich stark gehemmt werden wie durch die vielfache Behandlung mit Hemmstoffen (Variante „ohne LED, mit Hemmstoffen“).

Ein zusätzlicher Vorteil des Hemmstoffeinsatzes zum Kulturbeginn im Vergleich zur Belichtung ohne Hemmstoffeinsatz (Variante „60 Minuten Hellrot ab Sonnenuntergang“) ist ein homogenerer Pflanzenbestand.

Sortenunterschiede

In einem Sortenscreening in der Saison 2017 hat sich jedoch auch gezeigt, dass verschiedene Sorten unterschiedlich stark auf die Belichtung reagieren. Je nach Sorte müssen stärkere oder schwächere Maßnahmen zur Streckungshemmung eingesetzt werden. Eine detaillierte Auflistung der Ergebnisse der getesteten Sorten finden Sie in Tabelle 1 und 2.

Nutzt man dieses System zur Wachstumssteuerung, muss unbedingt auf die Tageslänge in der Übergangsphase vom Langtag in den Kurztag geachtet werden, da es sonst zu einer Kulturzeitverlängerung kommt. Sobald die kritische Tageslänge für Poinsettien erreicht ist, wurde in den Versuchen die Belichtung am Ende des Tages ausgestellt. Ein Aussetzen der Belichtung muss so lange erfolgen, bis die Tageslänge inklusive Belichtung ab Sonnenuntergang die kritische Tageslänge von Poinsettien nicht mehr überschreitet.

Verdunkelt man in dieser Phase auf die entsprechende Tageslänge, wäre eine durchgehende Belichtung möglich. Getestet wurde dies bisher jedoch nicht.

Vegetativ und generativ

In weiteren Versuchen wurde außerdem getestet, ob die hemmende Wirkung der Belichtung am Ende des Tages sowohl in der vegetativen als auch in der generativen Phase von Poinsettien zu beobachten ist. Die Ergebnisse zeigen, dass Poinsettien in beiden Entwicklungsphasen mit gehemmtem Triebwachstum auf die Belichtung reagieren. Inwieweit man mit dieser Erkenntnis den Zeitraum der Belichtung auf ein Minimum reduzieren kann, wurde bisher nicht untersucht.

Vergleichbare Hemmung

Die Ergebnisse aus drei Jahren Versuchsarbeit zur Streckungshemmung mit der Belichtung am Ende des Tages mit Hellrot bei Poinsettien haben gezeigt, dass die Hemmung durch das Licht vergleichbar stark sein kann wie durch den praxisüblichen Einsatz von Hemmstoffen. Dabei reicht eine Stunde hellrotes Licht ab Sonnenuntergang mit einer Intensität von 80 Mikromol pro Quadratmeter und Sekunde (μmol/m²s) aus. Zusätzliche Maßnahmen wie moderater Trockenstress oder Cool Morning können als begleitende Maßnahmen den Hemmstoffeinsatz vermutlich weiter reduzieren.

Letztendlich entscheiden Absatzwege, Vermarktungsplattformen und Kundenansprüche über Größe und Form der Poinsettien und damit auch über die Frage, inwieweit ein Praxisbetrieb in der Produktion mit Maßnahmen zum Hemmstoffersatz auskommt.

Katharina Rüther, Dr. Dirk Ludolph, Prof. Dr. Bernhard Beßler, LVG Ahlem der LWK Niedersachsen

Literatur:
Kasperbauer, M. J. (1971): Spectral Distribution of Light in a Tobacco Canopy and Effects of End-of-Day Light Quality on Growth and Development. Plant Physiology 47, 775-778. Mortensen, L. M. and Strømme, E. (1987): Effects of Light Quality on some Greenhouse Crops. Scientia Horticulturae 33, 27-36. Zimmer, K. (2000): Kompakt mit Blaulicht. Deutscher Gartenbau 54 (46), 15-17. Islam, A. M., Tarkowshá, D., Clarke, J. L., Blystad, D.-R., Gislerød, H. R., Torre, S. and Olsen, J. E. (2014): Impact of end-of-day red and far-red light on plant morphology and hormone physiology of poinsettia. Scientia Horticulturae 174, 77-86.

ZUM VERSUCH

Sorten: ‘Merry White’, ‘Aria Red’, ‘Happy Day’, ‘Sonora White Glitter’, ‘Venus Hot Pink’, ‘Titan White’, ‘Prima Donna’ (Erkenntnisse zu ‘Prima Donna’ aus der Saison 2016, Daten nicht gezeigt)
Topfen: Kalenderwoche (KW) 29
Temperatur: bis KW 31 20/20 °C Tag/Nacht (T/N) Heizung, 22/22 °C T/N Lüftung; ab KW 31 20/18 °C T/N Heizung, 22/20 °C T/N Lüftung
Bewässerungsdüngung: mit Mehrnährstoffdünger 18-11-18, 0,8 g/l
Stutzen: KW 32 auf fünf bis sechs Austriebe
Belichtung: ab Topfen mit Hellrot (660 nm), 60 Minuten ab Sonnenuntergang (SU), Intensität von 80 μmol/m²s im Bestand, Unterbrechung im Übergang von Langtag in Kurztag (circa KW 39 bis 41)
Hemmstoffe: optional zweimal Carax 0,07 Prozent in KW 33 und 35 (oder 37, je nach Pflanzengröße)

FÖRDERUNG

Dieser Versuch fand im Rahmen der Projekte ViSuELL und SMARTGREEN statt. ViSuELL wird gefördert durch die Deutsche Innovationspartnerschaft Agrar, weshalb die Mittel aus dem Zweckvermögen des Bundes bei der Landwirtschaftlichen Rentenbank kommen. Die Förderung für SMARTGREEN erfolgt aus dem European Regional Development Fund.