Wie man ergänzende Beleuchtung nutzt, um Ertrag und Qualität von Cannabis zu verbessern

Die herkömmliche Beleuchtung in Indoor-Cannabisanlagen basiert hauptsächlich auf einer Deckenbeleuchtung, bei der die Leuchten ausschließlich oberhalb des Blätterdachs positioniert sind. Dieses Konzept weist jedoch gravierende Einschränkungen hinsichtlich der Lichtdurchdringung auf.

Die oberen Blätter des Dachs absorbieren mehr als 90 % des von oben kommenden Lichts, wodurch die mittleren und unteren Bereiche der Pflanzen unter suboptimalen Lichtverhältnissen leiden. Besonders bei Cannabispflanzen, die schnell wachsen und dichte Strukturen bilden, entstehen dadurch ausgeprägte Schattenzonen.

Diese ungleichmäßige Lichtverteilung führt zum sogenannten "Popcorn-Bud"-Effekt in den unteren Pflanzenteilen – kleine, locker strukturierte und weniger potente Blüten, die im Vergleich zu den oberen Colas deutlich an Qualität verlieren. Für kommerzielle Anbauer bedeutet dies einen erheblichen wirtschaftlichen Verlust, da sie bestrebt sind, möglichst viel hochwertiges Material zu erzeugen.

Ergänzende Beleuchtung: Maximierung der Lichtdurchdringung

Cannabis ist eine C3-Pflanze und kann sehr hohe Lichtintensitäten – bis zu etwa 1.400 μmol/m²/s an photosynthetisch aktiver Strahlung (PAR) – effizient nutzen. Diese physiologische Eigenschaft macht die Pflanzen empfänglich für ergänzende Beleuchtungsstrategien, solange diese innerhalb optimaler Parameter bleiben, um Lichtstress zu vermeiden. Es gibt zwei Hauptansätze:

Die seitliche Inter-Canopy-Beleuchtung, auch als intrakronale Beleuchtung bekannt, basiert auf der gezielten Platzierung von Lichtquellen im mittleren Bereich des Blätterdachs. Hierbei kommen horizontale oder geneigte LED-Leisten zwischen den Pflanzenreihen zum Einsatz, um das Licht gezielt in die beschatteten Bereiche des Blattwerks zu lenken.

Die Under-Canopy- oder Unterbeleuchtung verfolgt einen anderen Ansatz: Lichtquellen werden unter dem Blätterdach (typischerweise am Boden oder auf dem Substrat) positioniert und strahlen nach oben, um die Unterseiten der Blätter und die unteren Blütenstände zu beleuchten. Grundlage hierfür ist die Fähigkeit der Blätter, auf beiden Seiten Photosynthese zu betreiben, auch wenn die Effizienz der Unterseite im Allgemeinen geringer ist.

Beide Methoden zielen darauf ab, Schattenbereiche zu minimieren, die Lichtverteilung zu optimieren und um sicherzustellen, dass auch die unteren Blüten ausreichend Licht erhalten. Dies verbessert die Qualität und den Ertrag der gesamten Pflanze. Dennoch hat die Under-Canopy-Beleuchtung gewisse Einschränkungen, da die lichtverwertende Effizienz der Blattunterseiten in der Regel geringer ist, was leicht verminderte Energieausbeuten im Vergleich zur Inter-Canopy-Beleuchtung bedeuten kann.

Moderne LED-Systeme eignen sich besonders gut für diesen Einsatz, da sie eine geringe Wärmeentwicklung und ein modulares Design mit langen Lichtleisten aufweisen. Dadurch können sie auch in engen Räumen eingesetzt werden, ohne zusätzlichen Hitzestress für die Pflanzen zu verursachen – ein kritischer Aspekt angesichts der Nähe der Lichtquellen zu Blättern und Blüten.

Die Pflanzenstruktur bestimmt die geeignete Beleuchtungsmethode

Einige Cannabissorten, wie etwa Sativas, wachsen hoch und verzweigt mit einer offenen Struktur, die Lücken zwischen den Zweigen lässt. In solchen Fällen ist die seitliche Inter-Canopy-Beleuchtung besonders effektiv, da das Licht tiefer in die Pflanze eindringen kann und so mittlere und untere Bereiche optimal versorgt – was das Ertragspotenzial erheblich steigert.

Bei kompakten Indica-Sorten oder kurzen, buschigen Hybriden hingegen ist die Struktur dichter mit großen, üppigen Blättern, was zu einem geschlossenen Blätterdach führt. Hier kann die zwischen den Pflanzen platzierte Beleuchtung weniger wirksam sein, und die Under-Canopy-Beleuchtung liefert unter Umständen bessere Resultate.

Forschung belegt klare Vorteile

Untersuchungen im Cannabis Research Tech Center von Philips in den Niederlanden haben eindrucksvolle Ergebnisse mit ergänzender Beleuchtung hervorgebracht. Entgegen der anfänglichen Annahme, dass vor allem die unteren Blüten von zusätzlicher Beleuchtung profitieren würden, zeigten die Ergebnisse, dass auch die oberen Blüten deutliche Ertragssteigerungen im Vergleich zu Kontrollgruppen verzeichneten.

„Die gesamte Pflanze profitiert davon. Nach mehreren Anbauzyklen mit unterschiedlichen Sorten konnten wir eine durchschnittliche Ertragssteigerung von 30 % feststellen. Dank effizienter LED-Leuchten ist die Biomasseproduktion pro Kilowattstunde durchgehend hoch und gleichmäßig", heißt es von Philips.

Neben quantitativen Zuwächsen wurden auch qualitative Verbesserungen dokumentiert: eine höhere Dichte der Blüten, gleichmäßiger ausgebildete Trichome und eine homogener verteilte Konzentration von Cannabinoiden und Terpenen in der gesamten Pflanze. Dies erleichtert die Weiterverarbeitung und verbessert die Endverbrauchererfahrung – entscheidende Faktoren in einem zunehmend wettbewerbsorientierten Markt.

Die mehrjährige Forschung von Philips zur Cannabisbeleuchtung hat zudem bestätigt, dass extrem hohe Lichtwerte von oben (1.500–2.000 μmol/m²/s) zwar höhere Energiekosten verursachen, jedoch nicht die erhofften Ertragssteigerungen liefern. Im Gegensatz dazu konnte mit Inter-Canopy-Beleuchtung bereits bei moderaten Lichtniveaus ein signifikanter Mehrwert erzielt werden.

Auch andere Langzeitstudien in kommerziellen Einrichtungen liefern überzeugende Belege für die Effektivität dieser Techniken. In den 7.200 Quadratfuß großen Anlagen des medizinischen Cannabisproduzenten Texas Original wurden einjährige Studien zur Inter-Canopy-Beleuchtung durchgeführt – inklusive Lichtpositionierung und Intensitätsniveaus – mit klaren Verbesserungen hinsichtlich Qualität und Konstanz des Cannabis.

Dabei wurde festgestellt, dass die Zwischenkronenbeleuchtung die Qualität der Blüten an den unteren Zweigen erhöht. Blüten, die zuvor als B- oder C-Qualität galten, erreichten nun B- oder sogar A-Qualität.

Technische Überlegungen zur Implementierung

Forschungsergebnisse deuten auf eine empfohlene Verteilung von ca. 60:40 zwischen Deckenbeleuchtung und ergänzender Beleuchtung hin, um maximale Effizienz zu erzielen. Um die optimale Lichtintensität von 1.400 μmol/m²/s zu erreichen, sollte die Gesamtleistung des Beleuchtungssystems mindestens 550 Watt pro Quadratmeter betragen. Diese Aufteilung gewährleistet, dass die oberen Pflanzenteile weiterhin produktiv bleiben, während die Entwicklung der mittleren und unteren Bereiche optimiert wird.

Anbauer sollten beachten, dass eine Überschreitung von 1.400 μmol/m²/s in der Regel keine proportionalen Ertragszuwächse mehr bringt und die Energieeffizienz beeinträchtigen kann. Entscheidend ist eine strategisch durchdachte Lichtverteilung und nicht allein eine Erhöhung der Gesamtlichtmenge.

Bezüglich des Lichtspektrums zeigt die Forschung, dass die genaue spektrale Zusammensetzung nicht kritisch ist, solange ein Vollspektrum mit einer Mischung aus weißen und roten LEDs verwendet wird. Moderne „Full Spectrum"-Systeme eignen sich in der Regel sowohl für seitliche als auch für untenliegende Beleuchtungsanwendungen.

Die Klimasteuerung wird komplexer, wenn zusätzliche Lichtquellen innerhalb und unterhalb des Blätterdachs eingesetzt werden, da sich dadurch Mikroklimata mit unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten bilden können. Eine ausreichende Luftzirkulation ist daher essenziell, um Hotspots und Feuchtigkeitsansammlungen zu vermeiden, die die Entwicklung von Krankheitserregern fördern könnten.

Ein bedeutender Fortschritt in der Cannabis-Beleuchtung

Die gezielte Integration ergänzender Beleuchtungssysteme stellt einen bedeutsamen Fortschritt in der Indoor-Anbautechnik von Cannabis dar. Die Wahl der geeigneten Methode hängt jedoch stark vom Anbautyp, den verwendeten Sorten und den angestrebten Erntezielen ab. Die wissenschaftliche Evidenz bestätigt klar den Mehrwert dieser Strategien, mit nachweislichen Verbesserungen in Ertrag und Qualität.

Mit der zunehmenden Professionalisierung und Konkurrenz in der Cannabisbranche wird der Einsatz fortschrittlicher Beleuchtungstechnologien zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor. Anbauer, die diese Strategien effektiv umsetzen, werden besser aufgestellt sein, um die wachsenden Anforderungen an qualitativ hochwertige und konsistente Produkte zu erfüllen.