PAR-Quantumsensor
Kurzdefinition
PAR-Quantumsensoren messen die Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) im Wellenlängenbereich 400–700 nm in der Einheit µmol/m²/s. Sie sind das Standardinstrument zur Beurteilung der photosynthetisch wirksamen Strahlung im Cannabis-Anbau und direkt mit Ertrag, Cannabinoid-Synthese und Terpen-Produktion verknüpft.
Wissenschaftliche Beschreibung
Messprinzip
Der Quantumsensor nutzt eine Photodiode, die eingehende Photonen im PAR-Spektrum (400–700 nm) in ein elektrisches Signal umwandelt. Ein vorgeschalteter Cosinus-Korrektor aus Acrylat oder PTFE stellt sicher, dass auch diffuses Licht (flacher Einfallswinkel) korrekt gewichtet wird.
Führende Fabrikate und Vergleich
| Merkmal | LI-COR LI-190R | Apogee MQ-500 |
|---|---|---|
| Spektralbereich | 400–700 nm | 400–700 nm (Full-Spectrum) |
| Cosinus-Korrektion | Laborgrad | Feldoptimiert |
| Rekalibrierungsintervall | 6–12 Monate | 6–12 Monate |
| Gehäuse | Laborgrad | Wetterfest, robust |
| LED-Kompatibilität | Full-Spectrum-Modelle | Nativ Full-Spectrum |
| Preissegment | Premium | Mittelklasse |
LI-COR LI-190R: Industriereferenz seit über 50 Jahren, NIST-traceable Kalibrierung ab Werk. Standard in wissenschaftlichen Studien.
Apogee MQ-500: Weit verbreitet im kommerziellen Cannabis-Anbau. Robustes, wetterfestes Gehäuse. Drift <5 %/Jahr.
Kalibrierung
- Kalibrierstandard: NIST-traceable Lichtquellen
- Intervall: 6–12 Monate (Werksrekalibrierung empfohlen)
- Zertifikat: Kalibrierzertifikat mit Ablaufdatum
Abgrenzung: PAR-Sensor vs. LUX-Sensor
LUX-Sensoren sind für das menschliche Auge kalibriert (photopische Kurve, Maximum bei 555 nm grün) und gewichten blaues und rotes Licht – die für die Photosynthese entscheidenden Wellenlängen – drastisch unter. PPFD-Werte aus LUX-Messungen sind nur mit lichtquellenspezifischen Umrechnungsfaktoren nutzbar.
Anbau-Relevanz
PPFD-Zielwerte für Cannabis (Orientierung)
- Jungpflanzen / Bewurzelung: 200–400 µmol/m²/s
- Vegetative Phase: 400–600 µmol/m²/s
- Blütephase: 600–1000 µmol/m²/s (LED)
- CO₂-angereicherter Anbau: bis 1500 µmol/m²/s möglich
Platzierungsstrategie (PAR-Mapping)
- Anbaufläche in Rasterzonen einteilen (z. B. 30 × 30 cm Grid)
- Sensor auf Canopy-Höhe positionieren, unverdeckt von Pflanzen oder Leuchten
- PPFD-Wert im Zentrum jeder Rasterzone messen und dokumentieren
- Heatmap erstellen → Hotspots und Schattenzone identifizieren
- Leuchtenhöhe und -abstände anpassen
Wichtig: Wandmontierte oder deckenmontierte Sensoren erfassen nicht die Bedingungen, die die Pflanzen tatsächlich erleben. Canopy-Level-Messung ist zwingend.
Kalibrierungslücke in der Praxis
Viele kommerzielle Cannabis-Betriebe führen keine dokumentierten Kalibrierprotokolle. Ein PAR-Sensor mit 15 % negativer Drift verleitet Anbauer, Leuchten zu nah an die Canopy zu positionieren → erhöhte Canopy-Temperatur → reduziertes VPD → verringerte Transpiration → Ertragseinbußen. Pflichtrekalibrierung zu Beginn jedes Anbauzyklus oder mindestens jährlich.
Vernetzung / Datenausgabe
- Analog: 0–2,5 V (Standard für Datenlogger)
- Digital: SDI-12 (für Mehrkanal-Datenlogger-Systeme)
- Integration in IoT-Plattformen (Monnit, Onset HOBO, GrowerIQ)
Verwandte Begriffe
- co2-ndir-sensor — NDIR-CO₂-Sensor für Photosynthese-Bedingungen
- drahtlose-sensornetzwerke-iot — LoRaWAN/Zigbee-Vernetzung für PAR-Datenstrom
- substratfeuchte-sensoren — Ergänzendes Substratmonitoring
Quellen
- LI-COR LI-190R Documentation
- Apogee Instruments – Grow Light Position PAR Meter
- MIGRO Case Study (Apogee MQ-500 PAR Mapping)
- Wang CT et al. (2022): Air quality in cannabis cultivation facilities. Environ. Sci. Technol. doi:10.1021/acs.est.1c06372