Schnittbasilikum LED-Belichtung erhöht den Ertrag

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1 Julia Eisenmann, Martin Schulz| Versuchsbetrieb für Gemüsebau Bamberg der Bayerischen Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau| Galgenfuhr 21| 96050 Bamberg| julia.eisenmann@lwg.bayern.de,

martin.schulz@lwg.bayern.de| 0951 – 91726-128

Die Ergebnisse – kurzgefasst

In einem Tastversuch mit Basilikum im hydroponischen Anbau konnte mit der Belichtungsvariante LED-Toplight „Senmatic FL100” ein um 60 % höherer Ertrag im Vergleich zur energieintensiven Halogen-Metalldampflampe - gewählt als Versuchsstandard - erzielt werden. Gleichzeitig wurde pro geerntetes Kilogramm Schnittbasilikum 43 % weniger Strom verbraucht. Die Variante LED-Toplight

„Senmatic FL300” erbrachte 13 % mehr Ertrag und eine Energieeinsparung von 10 %. Bei der Belichtungsvariante mit „Philips GreenPower“ wurde zwar 22 % weniger Strom verbraucht, der Ertrag fiel jedoch mit weniger als 16 % am geringsten aus.

Versuchsfrage und Versuchshintergrund

Hohe Erträge, wie sie vom konventionellen Anbau erwartet werden, stellen eine kontinuierliche Herausforderung für den Gemüsebau dar. Für eine gewinnbringende Winter-Produktion unter Glas ist der Einsatz künstlicher Belichtung essenziell geworden. Bei der Wahl des passenden Lichtkonzeptes ist neben Ertrag und Qualität auch die Wirtschaftlichkeit zu beachten, für die der zusätzliche Stromverbrauch und die damit einhergehenden Kosten berücksichtigt werden müssen. Deshalb gibt es Empfehlungen, die Belichtung mit energieintensiven Gashochdrucklampen zu reduzieren und auf energiesparende LED-Top-Lights umzustellen. Die Hersteller solcher LED-Lampen versprechen neben Ressourcenschonung durch Stromeinsparung von bis zu 35-40 % außerdem höhere Erträge und einen geringeren Schädlings- und Krankheitsbefall.

Im Versuchsbetrieb der Bayerischen Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG) in Bamberg wurden 2020 verschiedene im Handel erhältliche Belichtungsvarianten auf ihren Einfluss auf Ertrag und Pflanzengesundheit bei Basilikum verglichen. Im Versuch wurden drei LED-Varianten (zwei regelbare und eine nichtregelbare LED-Vollspektrum-Lampe) mit einer Halogen-Metalldampflampe als Standard verglichen (siehe Tabelle 1). Die Belichtungszeit im Versuchszeitraum betrug im Schnitt 15 Stunden am Tag. Als hydroponisches Anbauverfahren wurde das Deep-Water-Culture (DWC)-System der Firma Dryhydroponics B.V. gewählt. In einem Anbaubecken wurden dazu auf Düngelösung schwimmende Elemente (Floats) mit Schnittbasilikum bepflanzt (Bild 1 und Bild 2).

Ziel des Tastversuches war es, praxisrelevante Aussagen zur Energieeffizienz der verschiedenen Lichtkonzepte formulieren zu können.

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martin.schulz@lwg.bayern.de| 0951 – 91726-128 Tabelle 1: Belichtungsvarianten

Produkt Leistung

in Watt

Photonenfluss in

µmol/(s m²) Spektrum Lampen/

Tisch

LED Senmatic FL100 Grow White 150 361 passiv gekühlt 4

LED Philips GreenPower toplighting

module DR/W LB 210 235 passiv gekühlt; viel

blau und rot 2 CMD-KE I-Leuchten Keramik-Metall-

Halogendampflampe (DH Licht) - Standard

315 151 volles

Sonnenspektrum 2

LED Senmatic FL300 Grow White aktiv 500 149 aktiv gekühlt 1,3

Ergebnisse im Detail

Als photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) wird das Lichtspektrum bezeichnet, welches hauptsächlich zur Photosynthese von der Pflanze genutzt wird. Die Abbildung 1 zeigt die Belichtungsverteilung (PAR) in µmol/(s m²) pro Becken für die einzelnen Belichtungsvarianten. Die LED-Variante „Senmatic FL100”

hatte mit einem Minimum von 207 und ein Maximum von 546 µmol/(s m²) die höchsten PAR-Werte, gefolgt von der LED-Variante „Philips GreenPower” mit einem Minimum von 134 und einem Maximum von 302 µmol/(s m²). Die Standard-Variante „CMD-KE I“ (DH Licht) wies mit einem Minimum von 119 und einem Maximum von 176 µmol/(s m²) ähnliche Werte wie die LED-Variante „Senmatic FL300” mit einem Minimum von 93 und einem Maximum von 192 µmol/(s m²) auf.

Abbildung 1: Messung der photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR) in µmol/(s m²)

Die Auswertung der Erträge ergab für die LED-Variante „Senmatic FL100” einen um 60 % höheren Ertrag bei einem um 43 % geringeren Energieverbrauch. Auch die LED-Variante „Senmatic FL300”

schnitt mit 13 % Ertragsteigerung und 10 % Stromeinsparung besser ab als die Standardvariante.

LED „FL100“ (Senmatic) LED „GreenPower" (Philips) „CMD-KE I“ (DH Licht) LED „FL300" (Senmatic)

220 231 361 344 207 134 164 161 172 158 131 138 150 143 119 93 98 97 98 93

310 324 546 499 304 177 208 216 224 204 138 134 150 145 128 122 122 122 120 118

318 313 540 493 302 181 233 259 262 240 162 156 169 160 146 143 150 151 146 140

280 352 531 472 304 218 276 287 288 255 154 159 164 155 134 164 174 179 179 165

286 330 493 411 514 231 284 279 296 270 155 153 165 158 139 178 188 192 187 177

217 266 411 352 306 234 284 288 302 274 170 176 169 167 151 173 184 187 183 170

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Mit der LED-Variante „Philips GreenPower” konnte 22 % Strom einspart werden. Allerdings wurde ein um 16 % niedrigerer Ertrag erzielt.

Der Tastversuch zeigte, dass die Herstellerversprechen teilweise fast erreicht werden konnten und die Verwendung von LED-Toplights eine energiesparende Alternative zu Halogendampflampen sein können. Die Stromkosten können bei einer Umstellung auf eine LED-Belichtung mit der LED-Variante

„Senmatic FL100” deutlich gesenkt werden.

Tabelle 2: Ertrag pro Quadratmeter, Energieverbrauch und photosynthetische aktive Strahlung (PAR) LED Senmatic

FL100

LED Philips GreenPower

Halogendampflampe CMD-KE I (DH Licht)

LED Senmatic FL300 Ertrag gesamt

kg/m² (%) 2,02 (160 %) 1,03 (84 %) 1,22 (100 %) 1,38 (113 %)

Energieverbrauch

kwh/kg (%) 47 (57 %) 65 (78 %) 83 (100 %) 75 (90 %)

PAR in

µmol/(s m²)(%) 361 (239 %) 235 (156 %) 151 (100 %) 150 (99 %)

Abbildung 2: Ertrag Schnittbasilikum in kg/m²

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Abbildung 3.: Energieverbrauch bezogen auf 1 kg Schnittbasilikum

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Kultur- und Versuchshinweise

Sorten: 'Marian' und 'Emma' (Enza Zaden) Aussaat: 30.01.2020

Pflanzung: 11.02.2020

Pflanzdichte: 4 Becken (1,22 m x 2,42 m) mit je 6 Platten á 2 Pflanzen je Versuchsvariante, Wassersäule 30 cm

Abbildung 4: Versuchsaufbau – Anordnung der Becken

Pflanzenschnitte: 17.03.; 25.03.; 30.03.; 03.04.2020 Klimaeinstellungen: 21° C Raumtemperatur

Zusatzbelichtung: 14.02. bis 16.03.2020

ab 4 Uhr bis 2 Stunden nach Sonnenuntergang (wenn Licht kleiner als 10 kl) Düngung: Nährlösung nach Haifast-Düngeprogramm mit angestrebtem EC 2,0

und pH 6,0

Tabelle 3: Düngerezept Nährlösung – Grunddüngung und Nachdüngungen

Datum Calcinit Kali- salpeter

Magne sium- nitrat

Fe- DTPA 6,5 %

Salpeter -säure 38 %

Mono kalium- phospha

t

Mangan -sulfat

Zink- sulfat

Borax 11 %

Kupfer- sulfat 25 %

Natrium molyb-

dat 39,5 % 10.02. 2700 g 390 g 210 g 2,5 l 1320 g 4,92 g 2,94

g

12 g 2,88 g 1,44 g

20.02. 900 g 49 g 1 g 1 g 5 g

Gang

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Tisch 6341

LED FL300 Grow White aktiv (Senmatic) LED FL100 GROW

White (Senmatic)

Tisch 6311 Tisch 6321

GreenPower LED toplighting mod. DR/W

LB (Philips)

CMD-KE I-Leuchten (DH Licht) Unbehandelt Tisch 6331

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Bild 1: Pflanzung am 11.02.2020 Bild 2: Kultur 16 Tage nach Pflanzung

Bild 3 und 4: Basilikum-Ernte

Bild 5:

LED Senmatic FL300

Bild 6:

Halogendampflampe CMD-KE I (DH Licht)

Bild 7:

LED Philips GreenPower

Bild 8:

LED Senmatic FL100