(Anzeige) Qualität oder Quantität? Nicht wenige Cannabis-Produzenten stehen vor der Entscheidung, nach welchen Kriterien sie ihre Cannabis-Produktion ausrichten. Lieber auf Masse, denn auf Klasse? Es lohnt sich ein genauerer Blick. Wie aktuelle Forschungsergebnisse von Fluence zeigen, löst sich der vermeintliche Zwiespalt auf: Qualität und Quantität lassen sich gemeinsam maximieren. Sowohl als auch – statt: “Entweder oder”. Dafür entscheidend: Neben der richtigen Lichtintensität auch das richtige Lichtspektrum. Sebastian Olschowski, Forschungsprojektmanager bei Fluence, über die Suche nach dem Heiligen Gral: Welches Licht optimiert Ertrag und Qualität in der Cannabis-Produktion?
krautinvest.de: Sebastian, Spektrum und Intensität der Beleuchtung korrelieren bei der Cannabis-Kultivierung mit dem Ertrag je Quadratmeter. Ihr habt bei Fluence erforscht, wie stark der Ertrag zunimmt – und vor allem, was der Wendepunkt ist: Denn übersteigt das Licht eine bestimmte Intensität, gehen die Pflanzen eher ein, statt dass sie schneller wachsen. Bis 1500 µmol m-2s-1 sprecht ihr von einem linearen Zusammenhang: Ein Prozent mehr Licht steigert auch die Ernte um ein Prozent. Anschließend führt mehr Licht zu weniger Ertragssteigerungen. Welche Lichtintensität und welche Beleuchtung würdest du für den professionellen Cannabis-Anbau empfehlen, um den Return-On-Investment zu optimieren?
Sebastian: Das hängt immer vom Einzelfall ab. Wird Cannabis im Gewächshaus mit natürlichem Sonnenlicht oder Indoor ohne natürliches Sonnenlicht angebaut? Im Gewächshaus muss man immer betrachten, wo sich die Anlage befindet und wie die vorherrschenden Tageslichtbedingungen, sofern natürliches Licht genutzt wird, sind. Das sogenannte Tageslichtintegral „Daily light integral“ (DLI) gibt dann vor, wie viel Licht zusätzlich appliziert werden muss. Hier können je nach geographischer Lage und der durchschnittlichen natürlichen Lichtintensität für Cannabis relativ geringe Lichtintensitäten von 600 – 800 µmol m-2 s-1 ausreichen. In anderen Fällen sind Lichtintensitäten von 1000 µmol m-2 s-1 und mehr gut und sinnvoll nutzbar. Betrachten wir eine hochmoderne Produktionsanlage ohne natürliches Sonnenlicht sind Intensitäten von bis zu 1850 µmol m-2 s-1 denkbar.
„Sweetspot“ für den professionellen Anbau: zwischen 1500 µmol m-2 s-1 und 1850 µmol m-2 s-1
Wie stark ist das Licht?
krautinvest.de: Das Licht ist aber nur ein Parameter unter vielen…
Sebastian: Richtig, auch wenn natürlich ein ganz zentraler. Jenseits dessen muss beachtet werden, dass bei so hohen Lichtintensitäten auch alle übrigen Faktoren, wie die Temperatur, CO2 und vor allem die Luftfeuchtigkeit absolut akkurat gesteuert werden müssen. Zudem müssen die Bewässerung und Düngung angepasst werden, denn nur wenn alle Inputfaktoren in Balance optimiert werden, kann die Pflanze ihr volles Potenzial ausschöpfen.
Allgemein haben wir in unseren Forschungsprojekten gesehen, dass der „sweetspot“ für den professionellen Anbau zwischen 1500 µmol m-2 s-1und 1850 µmol m-2 s-1 liegt, wenn man die übrigen Faktoren optimal steuern kann.
Jedoch muss man für jede Anlage individuell planen und mit den erfahrenen Growern vor Ort diskutieren, was die persönlichen Präferenzen sind. Ebenso welche Sorten genutzt werden und was die entsprechenden Anlagen hinsichtlich der Klimaführung, Düngung und Bewässerung leisten können, um den Return-On-Investment zu optimieren.
Fluence hat sich 2020 mit einigen der grundlegendsten Fragen der Cannabisbeleuchtung beschäftigt – insbesondere darüber, wie sich Spektrum und Intensität auswirken. Fluence veröffentlicht die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit, um Cannabiszüchtern, zu helfen, die nach validen, studienbasierten Erkenntnissen zur optimalen Beleuchtung in der Cannabis-Produktion suchen. Bei welchem PPFD sind abnehmende Erträge zu beobachten? Bei welchem PPFD erreichen die Pflanzen das „perfekte Plateau“? Ein Beitrag von Dr. Davie Hawley, Lead Scientist bei Fluence.
krautinvest.de: Ein weiteres Ergebnis: Die Konzentration der Cannabinoide in der Knospe bleibt recht stabil, auch wenn die Lichtintensität erhöht wird. Wie wirkt sich eine stärkere Lichtintensität vor diesem Hintergrund auf die Margen aus. Hast du ein Rechenbeispiel parat?
Sebastian: Ein Rechenbeispiel ist schwierig bereit zu stellen. Wie bereits erwähnt spielen viele Faktoren mit rein, allerdings kann man generell sagen, dass bei den getesteten Sorten circa ein Prozent mehr Ertrag mit einem Prozent mehr Licht einherging – dies klappt bis etwa 1500 – 1850 µmol m-2 s–-1. Ansonsten muss man sehr viel genauer schauen, ob und wie es noch Sinn machen kann. Wichtig ist: Da die Konzentration an Cannabinoiden nicht negativ beeinflusst wird, erhalten wir somit auch bei gleichbleibender Qualität mehr Masse und können damit die Margen optimieren.
krautinvest.de: Gilt dies auch bei steigenden Energiepreisen?
Sebastian: Höhere Energiekosten wirken sich selbstverständlich auf die Margen aus. Der Markt für Energiepreise kann sehr kleinteilig sein. Hier muss jeder Produzent ganz genau hinschauen, ab welchem Punkt das Optimum erreicht ist. Da unsere Leuchten dimmbar sind, kann die Lichtintensität nach unten korrigiert werden – dies spart aktiv Strom. Wenn sich die Strompreise zu einem späteren Zeitpunkt wieder normalisieren, kann die Lichtintensität und damit auch der Ertrag wieder erhöht werden, so kann auch in wirtschaftlich schwierigeren Zeiten der Anbau sehr flexibel abhängig von aktuellen Entwicklungen optimiert werden.
Photobleaching? Keine Anzeichen bei vielen Sorten bei Lichtintensität von 2500 µmol m-2 s-1 und ausgewogenem weißen Spektrum
Auf Photobleaching achten
krautinvest.de: Allerdings gelingt es nicht allen Produzenten, ihren Ertrag ohne qualitative Einbußen zu optimieren. So berichten Produzenten immer wieder von dem Phänomen des „Ausbleichens”. Blütenknospen, an den Spitzen der Pflanzen, verlieren an Farbe, werden weiß – zulasten des Preises, zu dem sie noch vermarktet werden können. Ihr empfehlt ein ausgewogenes, breites weißes Spektrum von bis zu 2.500 µmol m-2 s-1, um dieses Ausbleichen zu verhindern. Wieso ist die Lösung vergleichsweise einfach?
Sebastian: Photobleaching tritt meist bei sehr hohen Lichtintensitäten in Kombination mit einem stark rot-haltigen Spektrum auf. In unseren Versuchen haben wir festgestellt, dass die meisten der untersuchten Sorten bis zu eine Lichtintensität von 2500 µmol m-2 s-1, keine Anzeichen von Photobleaching entwickeln, wenn ein ausgewogenes weißes Spektrum mit einem geringen Rotanteil genutzt wird. Sollten sehr hohe Lichtintensitäten gewünscht sein, ist ein breites Spektrum die einfachste Wahl, Photobleaching zu vermeiden. Eine weitere Möglichkeit ist, die Lichtintensität bei stark rothaltigen Spektren entsprechend zu dimmen. In unseren Versuchen konnten wir zeigen, dass bei Lichtintensitäten von ~500 µmol m-2 s-1, die meisten Sorten auch bei einem sehr hohen Rotanteil keine Anzeichen von Photobleaching entwickeln, jedoch wird damit auch der Ertrag signifikant vermindert.
Physiologisch gesehen ist Photobleichung die Zerstörung von Chlorophyll. Wenn dieses Pigment zerstört wird, erhält das Gewebe ein cremefarbenes, „gebleichtes“ Aussehen. Photobleichung wird vor allem durch die Einwirkung von zu viel falschem Licht auf Pflanzen während der Blütenentwicklung hervorgerufen. Wenn dies geschieht, verliert die Pflanze ihre Fähigkeit, die einfallende Lichtenergie richtig zu verarbeiten, wodurch Systeme im Inneren der Pflanze gestört und Chlorophyll zerstört werden. In diesem Beitrag erläutert Dr. David Hawley, Lead Scientist bei Fluence, wie Produzenten Photobleaching vermeiden.
krautinvest.de: Bleiben wir beim Spektrum: In Zusammenarbeit mit der Texas Original Compassionate Cultivation (TOCC) hat Fluence eine Studie durchgeführt, um den Einfluss von drei verschiedenen Spektren auf drei verschiedene Arten von Cannabis zu untersuchen. Ganz grundsätzlich zeigt sich: Ein breites Spektrum steigert den Ertrag an dehydrierten Knospen je Pflanze, teils ein Plus bis 17 Prozent. Auf welche Besonderheiten muss man bei den verschiedenen Sorten achten, bei der Auswahl des Spektrums?
Sebastian: Generell ist ein breitbandiges, weiß erscheinendes Spektrum eine gute Wahl, wenn man weiß, dass die Sorten negativ auf hohe Rotgehalte reagieren. Zudem konnten wir nachweisen, bei Typ I Cannabis – also sehr THC haltige Sorten – einen um bis zu 17 % höheren Ertrag zu erreichen. Wichtig hierbei ist: Die Effekte sind Sortenabhängig. Bei Typ II Cannabis, also einem ausgeglichenem THC- und CBD-Verhältnis – sind die Unterschiede zwischen den getesteten Spektren wesentlich kleiner oder nicht signifikant. Selbiges gilt für Typ III Cannabis – gekennzeichnet durch einen hohen CBD- und geringen THC-Gehalt. Zudem ist wie erwähnt zu beachten, dass bei einigen Sorten zwar vergleichbare Erträge unter breitbandigen Spektren und Spektren mit höherem Rotanteil gefunden wurden, es unter den rothaltigen Spektren aber wie gesagt verstärkt zum nachteiligen Photobleaching kommen kann. Es sollte also immer genau darauf geachtet werden, bevor man sich für ein Spektrum entscheidet: Welche Sorte baut man an? Was willl man erreichen?
Bei hoher Lichtintensität die übrigen Umweltparameter anpassen
Alle Parameter im Blick behalten.
krautinvest.de: Nun geht es beim Anbau nicht nur um Lichtintensität und Spektrum. Du hattest anfangs bereits auf andere Parameter verwiesen, beispielsweise die Luftfeuchtigkeit, Dünger, Bewässerung, Temperatur. Wie müssen wir diese Parameter anpassen, falls wir die Lichtintensität steigern?
Sebastian: Insbesondere, wenn mit sehr hohen Lichtintensitäten gearbeitet wird, ist es enorm wichtig, die übrigen Umweltparameter anzupassen. Temperaturoptimierung, Optimierung der Luftfeuchte und des Kohlenstoffdioxidgehaltes müssen passen, damit die Pflanze optimal wachsen kann. Alle diese Inputfaktoren die limitierend wirken können, haben Auswirkungen auf das Wachstum und auf die Gesamtperformance der Pflanze. Stell dir mal einen Sportwagen vor, der super ausgestattet ist und wahnsinnig schnell fahren kann, dann aber der Reifendruck nicht stimmt… Was wird passieren? Er wird trotzdem ans Ziel kommen, keine Frage, aber wird er dieses als Erster erreichen? Vermutlich nicht. Ähnlich ist es bei den Pflanzen: Jedes Detail muss stimmen, damit das optimale Ergebnis erreicht wird.
Nehmen wir beispielsweise hohe Lichtintensitäten, und zusätzlich ein optimales Klima, passen also Temperatur und Luftfeuchtigkeit an, ist das für die Pflanze super. Allerdings wird sie ihr maximales Potential an Ertrag nicht erreichen können, wenn nicht genügend CO2 zur Verfügung steht, genau wie der Sportwagen mit suboptimalem Reifendruck. Und dann gibt es noch den Fahrer, in unserem Fall den „Grower“, der muss natürlich auch wissen, wie man die Technik entsprechend nutzt…
Über Sebastian Olschowski
Als Forschungsprojektmanager bei Fluence steht Sebastian Olschowski an vorderster Front, wenn es darum geht, die Art und Weise, wie wir Nutzpflanzen anbauen, zu revolutionieren. Seine Arbeit umfasst die strategische Planung, Konzeption und Koordinierung von innovativen Forschungsprojekten und Anbauversuchen in der gesamten EMEA-Region (Europa, Naher Osten und Afrika). Einer der spannendsten Aspekte seiner Rolle ist die Leitung verschiedener nationaler und internationaler Teams, um das Forschungsprogramm in der EMEA-Region erfolgreich durchzuführen. Die Zusammenarbeit über Grenzen hinweg ist für die Förderung von Innovationen in der Landwirtschaft unerlässlich. Sebastians Spezialgebiet ist die komplexe Untersuchung, wie Pflanzen auf verschiedene Lichtspektren und -intensitäten und darüber hinaus reagieren. Als Leiter des EMEA-Forschungsprogramms bringt er mehr als ein Jahrzehnt umfassender Erfahrung in verschiedenen forschungs- und praxisorientierten Disziplinen mit. Sein Wissen erstreckt sich auf Blattgemüse, Gemüse, Zierpflanzen und auf den Anbau von Heilpflanzen wie Cannabis. Sebastian hat einen Master of Science in Gartenbauwissenschaften.