Im Vertical Farming wird häufig mit hohen PPFD-Werten argumentiert. Viele Systeme setzen darauf, die Lichtintensität kontinuierlich zu erhöhen, um den Ertrag zu steigern. Doch dieser Ansatz greift zu kurz.

Die wissenschaftliche Forschung zeigt, dass Pflanzen Licht nicht einfach proportional in Wachstum umsetzen. Entscheidend ist nicht nur die Menge des Lichts, sondern vor allem dessen spektrale Zusammensetzung.

Photosynthese wird hauptsächlich durch rotes Licht im Bereich von etwa 600 bis 700 nm angetrieben. Gleichzeitig spielt blaues Licht eine zentrale Rolle bei der Steuerung von Pflanzenstruktur, Blattdicke und sekundären Pflanzenstoffen. Ergänzend dazu beeinflusst fernrotes Licht im Bereich von etwa 700 bis 750 nm die Lichtwahrnehmung der Pflanze und kann Wachstumsprozesse gezielt aktivieren.

Das bedeutet: Zwei Beleuchtungssysteme mit identischem PPFD können völlig unterschiedliche Ergebnisse liefern.

Ein System mit optimal abgestimmtem Spektrum erzielt eine höhere sogenannte Light Use Efficiency (LUE). Das beschreibt, wie effizient Pflanzen Licht in Biomasse umwandeln. Systeme mit schlecht abgestimmten Spektren verschwenden hingegen Energie, da Teile des Lichts nicht effektiv genutzt werden.

Ein weiterer entscheidender Punkt ist die Wechselwirkung der Wellenlängen. Studien zeigen, dass insbesondere die Kombination von Rot- und Far-Red-Licht die Photosyntheseleistung steigern kann. Dieser Effekt, bekannt als Emerson Enhancement Effect, führt dazu, dass Pflanzen mehr Energie aus dem gleichen Lichtinput gewinnen.

In der Praxis bedeutet das:
Mehr Licht allein führt nicht zwangsläufig zu mehr Ertrag. Ohne ein optimiertes Spektrum steigt vor allem der Energieverbrauch – nicht jedoch die Effizienz.

Hinzu kommt, dass Pflanzen je nach Entwicklungsphase unterschiedlich auf Licht reagieren. Während in frühen Stadien ein höherer Blauanteil sinnvoll ist, profitieren Pflanzen in späteren Wachstumsphasen stärker von Rot- und Far-Red-Anteilen.

Ein statisches Beleuchtungssystem kann diese dynamischen Anforderungen nicht erfüllen.

LED-Systeme mit einzeln steuerbaren Kanälen hingegen ermöglichen es, das Spektrum gezielt anzupassen und so die Effizienz über den gesamten Wachstumszyklus hinweg zu maximieren.

Für Vertical Farming bedeutet das einen fundamentalen Unterschied:
Nicht die maximale Lichtleistung entscheidet über den Erfolg, sondern die präzise Steuerung des Lichts.

Quellen:
https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2024.1515457/full
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304423824004230
https://www.nature.com/articles/s41598-025-15352-7
https://www.agritecture.com/blog/led-spectrum-greenhouse-vertical-farm-leafy-greensm