Rot:Blau-Verhältnis und Morphologie
Kurzdefinition
Das Rot:Blau-Verhältnis (R:B, 660 nm / 450 nm) steuert über das CRY1/CRY2 vs. Phytochrom-Gleichgewicht die Pflanzenmorphologie in Cannabis: hoher Blauanteil (R:B < 4) → Kompaktheit, kurze Internodien, dikke Stiele; hoher Rotanteil (R:B > 8) → Elongation, größere Blattfläche, schnelleres Vegetationswachstum; optimale Werte für Indoor-Cannabis: R:B = 3–5 in Vegetations- und früher Blütephase, R:B = 5–8 in der Hauptblüte.
Wissenschaftliche Beschreibung
Morphologische Effekte des R:B-Verhältnisses:
| R:B-Ratio | Blauanteil (%) | Habitus | Anwendung |
|---|---|---|---|
| < 2 | > 33 % | Sehr kompakt, mögliche Wachstumshemmung | Experimentell (nicht empfohlen) |
| 2–4 | 20–33 % | Kompakt, kurze Internodien, dicker Stiel | Vegetationsphase, Jungpflanzen |
| 4–6 | 14–20 % | Ausgewogen, moderat kompakt | Übergang Veg→Blüte |
| 6–8 | 11–14 % | Leicht gestreckt, schnelleres Wachstum | Blüte-Hauptphase |
| > 8 | < 11 % | Elongiert, lange Internodien, dünnere Stiele | HPS-Äquivalent; Shade-Avoidance-nah |
Blaulicht-Morphogenese-Mechanismus (CRY-Pathway): Blaulicht (390–500 nm) aktiviert CRY1/CRY2 → Hemmung von COP1 (CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1, RING-Finger E3-Ligase) → HY5 (ELONGATED HYPOCOTYL 5) akkumuliert im Nukleus → HY5 aktiviert Promotoren von Elongations-Suppressor-Genen und CKI (Cytokinin-unabhängigen Interaktoren). Gleichzeitig hemmt Blaulicht über Phototropine (PHOT1/2) das Wachstum von Hypokotylen. Ergebnis: kürzere Internodien, dickere Stiele, kompaktere Blattanordnung.
Ohne ausreichend Blau (<10 %): CRY inaktiv, COP1 aktiv → HY5 ubiquitiniert und abgebaut → PIF3/PIF4 aktiv → GA-Biosynthese hochreguliert → DELLA-Abbau → Elongation → etiolierter Habitus.
Rotlicht-Morphogenese-Mechanismus (Phytochrom-Pathway): Rotlicht (600–700 nm) aktiviert PhyB (Pr→Pfr) → Pfr bindet PIF3/PIF4 → PIFs phosphoryliert und abgebaut → GA-Biosynthese-Gene (GA20ox) gehemmt → weniger Elongation. Kombiniert mit hohem Blaulicht ist der Anti-Elongations-Effekt maximal. Bei hohem Rotlicht ohne Far-Red: moderates R:FR ~1–1,2 → normale Morphologie.
Studien zu Cannabis R:B-Effekten:
Carranza-Ramirez et al. (2025): Verglichen LED-Spektren mit verschiedenen R:B-Verhältnissen an Cannabis (LED2-Spektrum: modifiziertes Blau:Rot). Ergebnis: LED2 mit erhöhtem Blauanteil produzierte kompaktere Pflanzenarchitektur mit höherer Biomasse-Akkumulation, was auf optimale CRY-Aktivierung hinweist.
Regas (2024): CSU-Pueblo-Studie mit schmalbandigem Blaulicht an Cannabis: signifikante Morphologie-Effekte; kompakterer Wuchs, erhöhte Stomataleitfähigkeit unter erhöhtem Blauanteil.
Arora et al. (2023): Vegetationsphase mit erhöhtem Blauanteil (25 %) → bessere Strukturqualität für Blüteertrag (kompaktere Pflanze trägt mehr Blütenmasse).
Kusuma et al. (2023): R:FR und Morphologie PPFD-abhängig — bei niedrigem PPFD stärkere Shade-Avoidance-Reaktion; bei hohem PPFD (> 800 µmol m⁻² s⁻¹) ist der Morphologie-Effekt von Far-Red abgeschwächt. Dies gilt analog für R:B: bei sehr hohem PPFD dominieren photosynthetische Effekte über photorezeptor-vermittelte Morphologie.
Interaktion R:B mit R:FR: R:B und R:FR sind nicht unabhängig. In der Praxis: Bei erhöhtem Blauanteil (niedrigem R:B) ist Shade-Avoidance durch Far-Red abgeschwächt, weil CRY1-Aktivierung den PIF4-Weg hemmt. Umgekehrt kann Far-Red-induzierte Shade Avoidance durch hohen Blauanteil teilweise kompensiert werden (Wettbewerb CRY vs. PIF4).
Empfohlene R:B-Protokolle nach Wachstumsphase:
| Phase | R:B empfohlen | PPFD-Anteil Blau | PPFD-Anteil Rot | Begründung |
|---|---|---|---|---|
| Keimling | 2–3 | 25–33 % | 60–70 % | Maximale Kompaktheit, strukturelle Basis |
| Vegetationsphase | 3–5 | 17–25 % | 65–75 % | Balance: Kompakt + gutes Wachstum |
| Übergang | 4–6 | 14–20 % | 70–75 % | Elongation erlaubt für Bestandsöffnung |
| Blüte | 5–8 | 11–17 % | 72–80 % | Photosynthese-Maximierung |
Biologische Auswirkungen
- Internodienlänge: Blau↑ → Internodien kürzer; Rot↑ (ohne Blau) → Internodien länger
- Stieldicke: Blau + Thigmomorphogenese → maximaler Dickenwachstums-Effekt
- Blattfläche (LAI): Rot↑ → größere Blattfläche → höherer LAI → mehr Lichtinterzeption; aber zu langer LAI → Beschattung unterer Schichten
- Trichom-Dichte: Indirekter Effekt: kompakter, stabiler Habitus unter hohem Blau → strukturell bessere Trichom-Ausbildung in Blüte
Anbau-Relevanz
- Veg mit mehr Blau: Spart Trainingsaufwand (weniger Topping/LST nötig für Kompaktheit wenn CRY bereits die Elongation hemmt)
- Blüte mit weniger Blau: Bewusste Elongation-Toleranz in früher Blüte für Bestandöffnung; dann kompensieren durch Training (SCROG, Binden)
- LED-Dimmprofile: Manche LED-Controller erlauben separate Dimm-Kontrolle von Blau- und Rot-Kanälen → phasenspezifisches R:B ohne Lampentausch
- Messung: R:B-Ratio durch Spektrometer-Messung (z.B. Apogee PS-300 Portable Spectrometer) oder Hersteller-Spektrum-Charts
Verwandte Begriffe
- lichtspektrum — Spektrum-Übersicht
- phytochrom — R:FR-Achse (komplementär zu R:B)
- cryptochrom-uv — CRY-Mechanismus im Detail
- led-spektrum-optimierung — Praxisprotokoll mit allen Wellenlängen
Quellen
- Carranza-Ramirez D et al. (2025) South Afr J Bot. DOI: 10.1016/j.sajb.2024.07.037
- Kusuma P et al. (2023) Front Plant Sci 14:1185622. DOI: 10.3389/fpls.2023.1185622
- Regas R (2024) Graduate Thesis CSU-Pueblo. mountainscholar.org
- Arora R et al. (2023) Ind Crops Prod 200:113786. DOI: 10.1016/j.indcrop.2023.113786