1.) Photosynthese
Ich möchte hier keine ausführliche Abhandlung über die Photosynthese bringen, dafür gibt es andere und bessere Seiten.
Um eine Kleinigkeit kommen wir aber nicht drum herum und zwar den “Energiegehalt des Lichts”. Das ist eigentlich auch ganz einfach.
Die Farbe eines Lichtstrahls zeigt uns seine Wellenlänge. Tiefblau hat z.B. 455nm (Nanometer), Hellgrün liegt bei 550nm, kräftiges Rot bei 660nm usw. Die Wellenlänge zeigt uns widerum den Energiegehalt an. Je kleiner die Wellenlänge ist, umso größer ist die Energie. 400nm-Lichtteilchen haben doppelt so viel Energie wie 800nm-Lichtteilchen (die nennt man übrigens Photonen oder auch Quanten).
Wozu ist das wichtig zu wissen?
( Die Antwort kommt gleich von selbst: )
Pflanzen nehmen für die Photosynthese das Licht vom UV über blau und grün bis hin zum ganz dunklen rot auf. Dabei wird aber von jedem Photon unabhängig davon wie energiereich es ist, immer nur ein und der selbe Energiebetrag für die Photosynthese verwendet. Das bedeutet also, dass im Endeffekt ein blaues, grünes oder gelbes Photon gleichwertig jedem roten Photon ist. (Das bezieht sich ausschließlich auf die Photosynthese, nicht auf Phyto- oder Cryptochromsystem! )
Nun versteht man das Diagramm von Tazawa etwas besser. Es zeigt die Effizienz von künstlichen Lichtquellen an. Künstliches rotes Licht für die Photosynthese zu erzeugen ist weitaus wirtschaftlicher als grünes und gelbes Licht, weil davon ein großer Teil der Lichtenergie ungenutzt bleibt im Gegensatz zum roten welches (bei 680nm) ohne Verlust von der Pflanze aufgenommen wird.
2.) Das Phytochrom- und Cryptochromsystem
- Es wird hauptsächlich durch viel rotes und auch durch etwas blaues Licht angeregt.
Die beteilgten Pigmente haben ein Nebenmaximum im blauen Bereich und ein Hauptmaximum im roten. Je nachdem welches am stärksten bedient wird, reagiert das Phyto-/Cryptochromsystem entsprechend. - Es steuert alle photoperiodischen Entwicklungen der Pflanze und wird über eine innere physiologische Uhr mit dem Tageslicht-Rythmus synchronisiert.
- Ausserdem steuert es Formveränderung von Pflanzen- und Zellorganen, um die Pflanze optimal an die Lichtverhältnisse anzupassen.
- Das Licht in Äquatornähe hat verhältnismäßig weniger Rot bzw mehr Blau, was dazu führt, dass die Vegetation im alllgemeinen stark in die Breite und weniger in die Höhe geht, ausserdem werden breitere Blätter entwickelt als in polnäheren Regionen.
- Eine bestimmte Mischung des Rot-/Blau-Anteils bewirkt also eine bestimmte vegetative Entwicklung.
- Es ist also immer ein Rot/Blau-Verhältnis für gesundes Wachstum nötig. Wird bei künstlicher Beleuchtung auf eins der beiden Spektren komplett verzichtet, geht die Pflanze früher oder später ein, bzw fängt erst überhaupt nicht an zu wachsen.