Pflanzenwuchs unter Led Beleuchtung

[John.S]

Vorwort und Theorie

Auf Initiative von C. Hoffmann habe ich einen Vergleich durchgeführt wie gut gekeimter Weizen unter verschiedener künstlicher Beleuchtung wächst und inwiefern Leds zur Erzeugung des passenden Lichts geeignet sind.


Das besondere ist dass ich in diesem Versuch statt eines kontinuirlichen Spektrums wie Ihn handelsübliche Pflanzenlampen erzeugen fast monochromatisches Licht verwendet habe.

Jetzt ein bischen Theorie: Wie jeder weiß sind Pflanzen meist grün.Das kommt daher dass das Blattgrün,genauer die Farbstoffe in den Blättern fast alles violette,tiefblau bis blau und tiefrote Licht absorbieren und zur Fotosynthese nutzen.Übrig bleiben Hellblau,Grün und Gelb.Zusammen ergibt das,das charaktaristische Grün.

Hier noch eine Graphik von der Uni-Hamburg mit dem genauen Absorptionsspektrum: http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d24/24.htm

Hier kommen die Leds ins Spiel da man mit ihnen die zur Fotosynthese benötigten Wellenlängen direkt also ohne Filtern erzeugen kann.Dadurch ist der Wirkungsgrad sehr hoch,bei den besten handelsüblichen Leds 20-25%.

Normale Lampen erzeugen selbst wenn sie eine hohe Lichtausbeute haben sehr viel Licht was einfach nicht gebraucht wird und folglich Verschwendung ist.



Der Versuch
Als erstes habe ich gleich nach dem Keimen der Weizenkörner sie in eine schwarze PLastikdose gesteckt und dann in den Schrank um wirklich sicher zu gehen dass sie kein Fremdlicht kriegen.
13cm drüber wurde ein 5W Led Array befestigt mit der Wellenlänge von 450nm.
Die Beleuchtungsdauer betrug dabei insgesamt 40 Stunden.
Wie man sehen konnte wuchs der Weizen als Versuchspflanze sehr gut!

LEdarray 450nm

Ergebnis nach 40h mit 625nm

Dscf1318.jpg (30.71 KiB) 181819 mal betrachtet

Ergebnis nach 40h mit 625nm

Dscf1319.jpg (34.99 KiB) 181802 mal betrachtet

Ergebnis nach 40 Stunden Beleuchtung mit 450nm:

Versuch 2
Danach habe ich die selbe Menge Weizenkörner zum Keimen gebracht und mit einem 5W Array mit der Wellenlänge 625-630nm 40 Stunden beleuchtet.
Die Umgebungsbedingungen waren exakt die selben nur das rotes Licht benutzt wurde welches ein gutes Stück unter dem Absorptionsmaximum von 680nm(für rotes Licht)liegt!

Das erkennt man auch an den Bildern:Der grossteil der Samen ist Abgestorben,der Rest wuchs entweder zu stark in die Länge was ein typisches Zeichen für Mangel an fotosynthetisch nutzbarem Licht ist.
Oder nur ganz schwach,auf den Bildern kaum zu erkennen.

468_Dscf1329_1.jpg (10.7 KiB) 289784 mal betrachtet

Ergebnis:

3. Versuch
Ich werde probieren inwieweit man die Pflanzen durch Umschalten auf 450nm "retten" kann.
Nach 10 Stunden Beleuchtung werde ich ein Bild machen.


40h bei 625nm+10h bei 450nm:

Wie man sehen kann haben sich die Blätter hauptsächlich verbreitet und nicht noch weiter in die Länge gewachsen wie unter rotem Licht üblich.

[C.Hoffmann]

Der Kontrast zwischen rot und blau ist ja wirklich überrraschend stark. Ich frag mich jetzt nur noch: Ist denn das Wachstum mit blauen LEDs stärker, wie unter normalen Bedingungen (also z.B. an der Fensterbank) ?

[tranc3r]

Der Kontrast zwischen rot und blau ist ja wirklich überrraschend stark. Ich frag mich jetzt nur noch: Ist denn das Wachstum mit blauen LEDs stärker, wie unter normalen Bedingungen (also z.B. an der Fensterbank) ?

Das ja schon fast wie Gentechnik, das man z.B. unter blauenlicht doppelt so schnell ernten kann.

[John.S]

Der Kontrast zwischen rot und blau ist ja wirklich überrraschend stark. Ich frag mich jetzt nur noch: Ist denn das Wachstum mit blauen LEDs stärker, wie unter normalen Bedingungen (also z.B. an der Fensterbank) ?

Bin dabei das herauszufinden,dauert aber halt auch!

Es wird sicher stärker sein als im Schatten,in der Sonne dagegen bezweifel ich stark da dort die Beleuchtungsstärke doch noch um einiges stärker ist.

Wegen dem Unterschied:Verwundert mich nicht da wiegesagt Rotlicht alleine für Pflanzen angeblich nicht ausreichen soll und hier haben wir rotes Licht was nicht mal im Absorptionsmaximum liegt.


Achja:Man muss natürlich auch beachten dass die Leds nur 13cm über den Pflanzen angebracht waren.Aus der Entfernung ist die Beleuchtungsstärke natürlich extrem hoch!
Wenn man jedoch grössere Pflanzen beleuchten will  würde man um einen grösseren Abstand nicht herumkommen und damit würde sich auch die Beleuchtunsstärke schnell verringern.

[Neo]

also ich bin da ja auch am forschen
und habe heraus gefunden das mein Kresse unter 470-400nm
( 8 blaue und 16UV LEDs )

doch schnelle wächst als die in der Küche auf der Fensterbank und dunkel ist es da auch nicht Grade

ich hab auch noch Bilder
lade ich gleich hoch
das Bild ist von gestern

und das von Grade eben

[C.Hoffmann]

Also größere Abstände sind kein Problem. Da gibt es ja auch noch Luxeon LEDs. Die ist 30 mal so hell wie eine normale 5mm LED.

[Neo]

aber es gibt ja keine luxeon UV oder ?

[John.S]

UV ist da eher die falsche bezeichnung da auch sehr viel im Violetten und Tiefblauen emitiert wird.

Am besten wären 430nm und 453.

[tranc3r]

Woher wißt ihr eigentlich welche Planze wieviel nm braucht? Gibts dafür irgendeine Website wo man dies nachlesen kann oder woher habt ihr das?

Danke

[John.S]

ÄHm hast du meinen Post durchgelesen?

Hier nochmal :

http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d24/24.htm

[tranc3r]

ÄHm hast du meinen Post durchgelesen?

Hier nochmal :

http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d24/24.htm

Ahh ok, ich wußte ich hab was vergessen *lol*

[John.S]

Hier die Absorption veranschaulicht.

Ich habe zwei Blätter genommen,einmal ein ca.0,25mm dickes und dann eins mit 0,5mm Dicke.

Durchleuchtet wurden die Blätter einmal mit einem Cluster aus 9 blauen 460nm Leds und 4 Roten mit 625-630nm Wellenlänge.
Und einmal mit einem Cluster der Wellenlänge 540nm.

Wie man sieht wird das rote Licht sogut wie nicht absorbiert.Das dünne Blatt im Dunkeln schluckt fast alles blaue Licht übrig bleibt nur das längerwellige Blaulicht/Türkis aber selbst das wird beim dickeren Blatt fast vollständig absorbiert.
Das rote Licht welches nicht so optimal ist kommt fast genauso gut durch die Blätter, ohne absorbiert zu werden, wie das Grüne.
Damit erklärt sich wohl auch der grosse Unterschied zwischen der blauen und der roten Beleuchtung.

Es kommen noch die Vergleichsbilder mit der Pflanze von der Fensterbank und dann ist das Projekt wohl fertig oder gibt es sonst noch was interesantes auszutesten?

Cluster 625nm&460nm:

Dünnes Blatt 0,25mm durchleuchtet mit 625nm&460nm.

Cluster ganz nah am Blatt:Blau fast vollständig absorbiert,rot dagegen sehr schlecht.

Cluster ca 10cm vom Blatt enfernt,Blau vollständig absorbiert,rot wird fast nur gestreut.

Dickes Blatt 0,5mm.
Nah am Blatt:Blau fast nicht mehr vorhanden.Rot nur gestreut.

Cluster ca. 10cm vom Blatt entfernt:Blau überhaupt nicht mehr vorhanden,Rot gestreut.

Die beiden Blätter zum Vergleich mit Grün 540nm durchleuchtet.
Keine Absorption,nur Streung des Lichtes.

[C.Hoffmann]

Es kommen noch die Vergleichsbilder mit der Pflanze von der Fensterbank und dann ist das Projekt wohl fertig oder gibt es sonst noch was interesantes auszutesten?

Ne.. ich glaube danach hast du uns vollständig aufgeklärt. Echt super der Beitrag.

[John.S]

Hehe...

Hier die Pflanze von der Fensterbank nachebenfalls ca. 40 Stunden Beleuchtung.
Sie stand aber nicht wirklich im Sonnenlicht da in mein Zimmer kein direktes Sonnenlicht strahlt.

Wie man sehen kann habe ich extra viele Sammenkörner verwendet damit mehr Pflanzen keimen und nicht nur einige,trotzdem hat es nicht geklappt.Liegt wohl anscheinend an der geringen Beleuchtungsstärke und Zeit.

[C.Hoffmann]

Hattest du bei jedem Test ungefähr gleichviele Samen in den Bechern ? Weil das Wachstum unterscheidet sich meiner Meinung nach nicht sehr voneinander. In allen Fällen gibt es Halbe bis ca. 12cm.. nur die Gleichmäßigkeit und die Keimung sieht sehr verschieden aus.

[John.S]

Ja ich habe sie nicht abgezählt aber immer ungefähr soviel das die Erde drunter vvollständig bedeckt ist.

[C.Hoffmann]

Also dein Fazit ?

[Andy]

Also für mich sieht es so aus, als würde sich soein Cluster mit Blauen und UV Led´s zumindest bei der Aufzucht doch schon Rentieren.
Prima Sache dein Test.
Finde ich gut.

[Neo]

also mein Kresse ist gestorben

aber sowohl die auf er Fensterbank als auch die unter den LEDs

aber die Petersilie die ja angeblich besser geeignet ist darf ich nicht nehmen  

ich werde mir was neues überlegen  

[C.Hoffmann]

also mein Kresse ist gestorben

lol...

[John.S]

Also dein Fazit ?

Ja lohnt sich bei tiefblauen Leds mit 430-450nm und grosszügiger Leistung.
680nm Leds würden wohl auch gehen aber die gibts es wohl nicht am Markt.
Ausserdem sind die Pflanzen beim zweiten Versuch lang gewesen aber nicht vollständig geöffnet,das nennt man auch Vergeilung.
Tritt bei Lichtmangel und Rotlichbeleuchtung auf.


Denke die anderen wären auch gekeimt,so wie die aus dem "Rotlichtversuch",das steht jetzt bei mir auf der Fensterbank seit dem Versuch und die meisten Samen sind mitlerweile gekeimt und gut gewachsen!

[RoyBär]

Hat dir schonmal einer gesagt das die nicht nur Licht brauchen sondern auch Wasser.
Jetzt sind die bestimmt verdurstet, aber wenigstens unter coolem Licht. Vielleicht hätte auch Sonnenschutzcreme was gebracht. Hehe

nims nich bös

[C.Hoffmann]

680nm ? Meins du evtl. 380nm ? Denn 680 gibt es fast überall.

[John.S]

680nm ? Meins du evtl. 380nm ? Denn 680 gibt es fast überall.

Wo? Ich habe keine gesehen!
Ich meine schon wirklich tiefrot da es im Absorptionsmaximum liegt.

@RoyBär
Wenn du mich und nicht Neo meinst:Wasser stand immer ausreichen zur verfügung!

[Neo]

wen tief blaues Licht gut ist währe vielleicht ein versuch mit einer luxeon interessant

die gipt es ja mit 455nm