Der Einfluss der Lichtintensität auf das Pflanzenwachstum

Das Pflanzenwachstum beruht auf einer Reihe von Wechselwirkungen, bei denen Licht vorhanden ist. Die Photosynthese ermöglicht pflanzliche Stoffwechselprozesse und liefert die Energie, die diese Prozesse antreibt. Lichtintensitätsniveaus können einen signifikanten Einfluss auf die Photosyntheseraten haben, die in direktem Zusammenhang mit der Wachstumsfähigkeit einer Pflanze stehen.

Pflanzenwachstumsprozesse beinhalten die Verwendung von Licht, Kohlendioxid und Wasser zur Herstellung von Lebensmitteln für die Verwendung durch die Pflanze, so der Agricultural Extension Service der Texas A & M University. Während Bodennährstoffe zur Stärkung der Pflanzenstrukturen beitragen, ist Licht ein wesentlicher Bestandteil bei der Herstellung der tatsächlichen Nahrung für die Pflanze. Wie bei anderen lebenden Organismen erfüllt Nahrung eine wichtige Voraussetzung für die allgemeine Gesundheit und das Wachstum, sodass das Vorhandensein von Licht einen direkten Einfluss auf die Wachstumsrate einer Pflanze haben kann. Die Lichtintensität hängt mit der Menge an Lichtenergie zusammen, die einer Pflanze zur Verfügung gestellt wird und die je nach Farbe und tatsächlicher Lichtstärke variieren kann.

Photosyntheseprozesse ermöglichen es Pflanzenorganismen, die benötigten Nahrungsvorräte zu produzieren. Nach Angaben der Royal Society of Chemistry erfolgt die Photosynthese, wenn Pflanzenblätter die im Licht enthaltene Energie absorbieren. Diese Energie wird zum Brennstoff für die Herstellung von Glukose oder Zuckermolekülen. Pflanzen reagieren normalerweise am besten auf Licht, das in den blauen und roten Lichtbereich fällt. Neben Lichtenergie verwenden Blätter auch Kohlendioxid und Wasser als Quellen für die Herstellung von Lebensmitteln. Tatsächlich stellen höhere Lichtintensitäten mehr Energie zur Verfügung, damit pflanzliche Photosyntheseprozesse stattfinden können.

Die Lichtfarbe repräsentiert die verschiedenen Energiefrequenzen, die im sichtbaren Lichtanteil des elektromagnetischen Spektrums enthalten sind. Laut der University of Missouri Extension tragen rote Farben die niedrigsten Energiefrequenzen, während diejenigen am blau-violetten Ende die höchsten Frequenzen tragen. Tatsächlich kann die Lichtintensität abhängig von der Art der verwendeten Farbe sowie der in einer Glühbirne enthaltenen Wattzahl variieren. Die durch rotes Licht bereitgestellte Energieintensität stimuliert das Gesamtwachstum im gesamten Pflanzenkörper, während blaues Licht dazu beiträgt, die Wachstumsraten in den Blättern, Stielen und Blüten zu regulieren.

Pflanzenblätter enthalten spezialisierte, lichtabsorbierende Zellen, sogenannte Chloroplasten. Nach Angaben der Royal Society of Chemistry produzieren Chloroplasten ein Pigmentmaterial namens Chlorophyll. Chlorophyllmaterialien reagieren auf unterschiedliche Lichtintensitäten, die in den verschiedenen absorbierten Farben auftreten. Wenn Chlorophyll Licht absorbiert, regt seine Energie ein an ein Chlorophyllmolekül gebundenes Elektron an. Das Elektron überträgt dann seine Energie auf ein Wassermolekül, wodurch es sich in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Aus der Energie der Wasserstoffatome können dann Zuckermoleküle hergestellt werden.

Der natürlichste Lebensraum einer Pflanze bietet die Lichtintensität, die für ein optimales Wachstum erforderlich ist. Infolgedessen können unterschiedliche Pflanzentypen unterschiedliche Lichtintensitäten erfordern. Laut der University of Missouri Extension fallen Pflanzen normalerweise in eine von drei Beleuchtungskategorien - niedrig, mittel und hoch. Pflanzen mit wenig Licht können unter einer Glühbirne von 10 bis 15 Watt gedeihen, vorausgesetzt, diese Leistung erreicht jeden freien Fuß innerhalb des Anbaugebiets. Pflanzen mit mittlerem Licht können im 15-Watt-Bereich wachsen, aber höhere Lichtintensitäten können schnellere Wachstumsraten fördern. Pflanzen mit hohem Lichtbedarf benötigen mindestens 20 Watt pro Quadratfuß Anbaufläche, obwohl höhere Intensitäten das Wachstum und die Blüte weiter fördern.