Lichtspektrum Cannabis (Überblick)
Kurzdefinition
Cannabis sativa besitzt drei Klassen von Spektral-Photorezeptoren — Phytochrome (R:FR-Ratio, 600–750 nm), Cryptochromes (Blaulicht, 400–500 nm) und UVR8 (UV-B, 280–315 nm) — die morphologische Entwicklung, Blüteinduktion und Sekundärmetabolitbiosynthese steuern; optimierte LED-Spektren kombinieren 450 nm (Blau), 660 nm (Rot) und 730 nm (Far-Red) und erzielen durch phasenspezifische dynamische Anpassung bis zu 33 % Mehrertrag gegenüber statischen Spektren (Arora et al. 2023).
Wissenschaftliche Beschreibung
Spektralregionen und zugehörige Photorezeptoren:
| Wellenlängenbereich | Bezeichnung | Photorezeptor | Primäre Effekte |
|---|---|---|---|
| 280–315 nm | UV-B | UVR8 (Dimer→Monomer) | Flavonoidbiosynthese, UV-Schutz, Trichomstress |
| 315–400 nm | UV-A | CRY1/CRY2, UVR8 | Sekundärmetabolite, teilweise Morphogenese |
| 400–500 nm | Blaulicht | CRY1/CRY2, Phototropin | Kompaktheit, Stomataöffnung, Chloroplastenbewegung |
| 500–600 nm | Grünlicht | — (geringer Effekt) | Eindringtiefe, CRY-partielle Absorption |
| 600–700 nm | Rotlicht | Phytochrom (Pr→Pfr) | Hauptphotosynthese, Phytochrom-Aktivierung |
| 700–750 nm | Far-Red | Phytochrom (Pfr→Pr) | Emerson-Enhancement, Shade Avoidance, Blütesteuerung |
Phasenspezifische Spektrum-Empfehlung (Research-basiert):
Keimling / Vegetationsphase: - Erhöhter Blauanteil (~20–25 %): Kompaktheit, kurze Internodien, Stomata-Öffnung (CRY1/CRY2) - Rotanteil 60–70 %: Photosynthese-Basis - Far-Red moderat (<10 %): Vermeidung von Shade Avoidance
Blüte / Hauptphase: - Blau reduziert (~10–15 %): weniger Elongations-Hemmung - Rot maximiert (~65–75 %): Photosynthese-Maximierung - Far-Red supplementär (~10–15 %): Emerson-Enhancement (ePPFD↑) - EOD-Far-Red-Puls (5–10 min, 730 nm): Blüteinduktions-Beschleunigung ohne Shade Avoidance
Dynamisches Spektrum — Arora et al. (2023): Arora et al. (2023) implementierten ein dynamisches LED-Spektrum mit phasenspezifischen Blau:Rot:Far-Red-Verhältnissen angepasst an Vegetations-, Übergangs- und Blütephase. Ergebnis: +33 % Blütenertrag und signifikant höhere Cannabinoidgehalte im Vergleich zu statischem Spektrum. Mechanismus: Vegetationsphase mit erhöhtem Blau → kompakter Habitus; Blüte mit optimiertem R:FR + Far-Red → maximale Photosynthese + frühere Blüteeinleitung.
Grünlicht (500–600 nm) — die "vergessene Farbe": Grünlicht wird von Chlorophyllen relativ schlecht absorbiert (~10–20 % Absorption), hat aber zwei unterschätzte Rollen: (1) Eindringtiefe: Grünlicht penetriert tiefer ins Kronendach als Rot/Blau → Beschattete Unterblätter profitieren; (2) CRY-partielle Interaktion. Weißlicht-LEDs (Breitband-Weißphosphor) enthalten signifikante Grünanteile (~30–40 %) — dies erklärt, warum reine "Purple-LEDs" (nur 450+660 nm) in dichten Beständen schlechter abschneiden können als Weißlicht-LED-Bars.
Biologische Auswirkungen
Spektrum-Optimierung für Cannabis (Carranza-Ramirez 2025, Peterswald 2025, Kusuma 2023): 1. Kompaktheit: Erhöhter Blauanteil in Veg → CRY1/CRY2 → kürzere Internodien, dichtere Blätter → strukturell stabilere Pflanze für Blütenentwicklung 2. Blüteinduktion: EOD-FR-Puls → Phytochrom Pfr→Pr Shift → verlängerte "physiologische Nacht" → frühere Blüteeinleitung (Peterswald 2025) 3. Emerson-Boost: R+FR simultaner Beschuss → PSII+PSI-Balance → Photosynthese > Summe der Einzeleffekte (Taylor 2025) 4. Trichome/Cannabinoide: Arora 2023 zeigt indirekten Spektrum-Effekt auf Cannabinoid-Qualität; direkter UV-B-Effekt kontrovers (Lydon 1987 vs. Llewellyn 2022)
Anbau-Relevanz
- Spektrum-Flexibilität ist LED-exklusiv: HPS/CMH haben fixes Spektrum; LED erlaubt phasenspezifische Optimierung — ein struktureller Vorteil, nicht nur Effizienz
- "Red is not enough": Monochrom-Rot (660 nm) ohne Blau führt zu etiolierten, wenig kompakten Pflanzen; ohne Far-Red fehlt Emerson-Enhancement; ohne Grünanteil schlechte Unterkronenversorgung
- EOD-FR-Protokoll (einfach umsetzbar): 10 min 730-nm-LEDs am Ende der Lichtphase → kein zusätzlicher PPFD-Aufwand → potentielle Blütebeschleunigung um 2–5 Tage (Peterswald 2025)
- Mythos: "UV-B erhöht immer THC" — Lydon 1987 nicht replizierbar in modernen Studien (Llewellyn 2022); UV-B als Cannabinoid-Booster bleibt unbewiesen
Verwandte Begriffe
- phytochrom — PhyA/PhyB, R:FR, Shade Avoidance
- cryptochrom-uv — CRY1/CRY2, UV-B, UVR8
- led-spektrum-optimierung — Konkrete Wellenlängen-Protokolle
- rot-blau-morphologie — R/B-Verhältnis und Morphologie
Quellen
- Arora R et al. (2023) Ind Crops Prod 200:113786. DOI: 10.1016/j.indcrop.2023.113786
- Kusuma P et al. (2023) Front Plant Sci 14:1185622. DOI: 10.3389/fpls.2023.1185622
- Peterswald TJ et al. (2025) Sci Rep. PMID: 12092679. DOI: 10.1038/s41598-025-99771-6
- Carranza-Ramirez D et al. (2025) South Afr J Bot. DOI: 10.1016/j.sajb.2024.07.037
- Taylor SH et al. (2025) Plant Cell Environ. DOI: 10.1111/pce.15557