Beleuchtung

Photosynthese

Für den besonderen Nutzen der lebenden Pflanzen im Aquarium ist ein einzigartiger Prozess verantwortlich, der tierischen Organismen fehlt, die so genannte Photosynthese. In der Photosynthese bauen die Pflanzen aus CO2 und Wasser unter Ausnutzung der Lichtenergie, Zucker und andere Kohlenhydrate auf, die den Hauptteil der Pflanzenmasse ausmachen. Als Abfallprodukt entsteht zum Wohle der Fische im Aquarium, lebenswichtiger Sauerstoff. Die chemische Fabrik, in der dieser Prozess stattfindet, ist der grüne Blattfarbstoff, auch Chlorophyll genannt.

Aber nicht allein das Chlorophyll ist für das pflanzliche Leben und Wachstum verantwortlich, sondern ein, je nach Pflanzenart, mehr oder weniger kompliziertes Pigmentsystem aus mehreren verschiedenen abgestimmten Pigmenten, die letztlich dem Chlorophyll zuarbeiten. Diese komplizierte Pigmentsystem haben die Pflanzen im Laufe der erdgeschichtlichen Entwicklung an die Vorhandenen Lichtverhältnisse, dem Sonnenlicht, angepasst.

Aus diesem Grund sollte eine Beleuchtung für Aquarien der Qualität des Sonnenlicht möglichst nahe kommen, um den Pflanzen optimales Gedeihen zu ermöglichen, Nur optimal gedeihende Pflanzen sind in der Lage Fische und andere Tierische Organismen im Aquarium mit lebensnotwendigen Sauerstoff zu versorge, Nitrat und Phosphat abzubauen, den Fischen Versteckmöglichkeiten zu bieten. Krankheitserreger zu reduzieren um nur einige der positiven Auswirkungen gesunden Pflanzenwuchses im Aquarium zu nennen.

 

Was ist Licht

Unter Licht verstehen wir allgemein den als "Weißlicht" bezeichneten, vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Teil der elektromagnetischen Gesamtstrahlung der Sonne. Dieser Teil umfasst den Wellenlängenbereich von 390 bis 760 nm und wird nach oben vom Infrarot und nach unten vom Ultraviolett begrenzt. Schickt man Weißlicht durch ein Prisma, so wird es in seine Spektralfarben zerlegt, ein Phänomen, das uns in Form des Regenbogens bekannt ist. Die Spektralfarben reichen vom violett über blau, grün, gelb, orange bis zum Dunkelrot. Es ist jedem aus eigener Anschauung bekannt, daß bei Sonnenaufgang und Untergang das Licht rötlicher, d.h. wärmer erscheint als tagsüber, wo eher ein kühlerer und blaubetonter Farbeindruck entsteht. Dies wird in der Physik mit Farbtemperatur bezeichnet, die in Kelvin (K) angegeben wird. Je wärmer der Farbeindruck,  desto niedriger die Farbtemperatur, je kühler (blaubetonter), desto höher die Farbtemperatur. Diese schwankt im Tagesgang etwa zwischen 2500 K (Sonnenauf/untergang) und 8000 K (Mittags).

Die Farben eines Gegenstandes, den wir betrachten, sehen wir so, wie die Farben im Spektrum des Lichtes enthalten sind, von dem unser Gegenstand beleuchtet wird. Bei Tageslicht, in dem alle Spektralfarben gleichmäßig enthalten sind, erscheinen Gegenstände oder im Fall des Aquariums, Fische und Pflanzen in ihrer vollen natürlichen Farbpracht. Die Farbtemperatur spielt dabei keine Rolle. Bei Beleuchtung mit einer Lichtquelle, die erhebliche Lücken im Spektrum aufweist, wie z.B. HQL-Lampen, sehen die Fische und Pflanzen eher wie graue "Nudeln" aus, da wir bestimme entsprechend den Lücken im Spektrum einfach nicht sehen.

Ein Maß für die Farbwiedergabequalität eines Leuchtmittels ist die so genannte Farbwiedergabestufe (1-4) oder der Farbwiedergabeindex oder RA-Wert (20-100). Als Maß aller Dinge gilt hier das Sonnenlicht, das die höchste (beste) Farbwiedergabestufe besitzt. Ein Leuchtmittel für Aquarien sollte eine möglichst hohe Farbwiedergabestufe aufweisen, da sich Pflanzen und Tiere in Jahrmillionen der Evolution daran angepasst haben.

 

Licht für Pflanzen

Der grüne Blattfarbstoff, das Chlorophyll, weist zwei Absorptionsmaxima auf, nämlich im blauen und im orangeroten Spektralbereich. Davon ausgehend entstand die Meinung, Pflanzen bräuchten hauptsächlich blaues und rotes Licht für optimales Wachstum. Dies führte zu den hinlänglich bekannten und weit verbreiteten Lampen mit starkem Rot- und Blauanteil, die die Aquarien in ein unnatürlich wirkendes bonbonfarbenes Licht tauchen. Dieses Licht hat den "Vorteil", daß gerade die unerwünschten Freunde aller Aquarianer die Algen gut wachsen, da das Spektrum dieser Lampen von den Algen besonders gut genutzt werden kann. Dabei wurde übersehen, daß Pflanzen außer Chlorophyll noch verschiedene weitere Pigmente besitzen, die in einem komplizierten Pigmentsystem zusammenarbeiten und in der Lage sind, Licht des gesamten Spektralbereichs für ihr Wachstum zu nutzen. Die einzelnen Spektralfarben haben dabei nicht allein Einfluss auf die Photosynthese, sondern es werden mehr Faktoren gesteuert, wie z.B. Längen- und Breitenwachstum, Blattfarbe, Blattgröße, um nur einige zu nennen.

Die so genannte Pflanzenspektralkurve nach Elgersma, die aus Versuchen an zahlreichen Pflanzenarten entstanden ist, zeigt sehr schön, daß lückenlos alle Spektralfarben des sichtbaren Lichts für das Wachstum verwertet werden. Die Pflanzenspektralkurve entspricht in etwa einer Farbtemperatur von 3500 - 4000 K, was ziemlich genau den Durchschnitt im Tagesgang des Sonnenlichts repräsentiert. Nach Jahrmillionen der evolutiven Anpassung an das Sonnenlicht ist eigentlich auch nichts anderes zu erwarten. Eine Beleuchtung für bepflanzte Aquarien sollte deshalb dieser Pflanzenspektralkurve möglichst nahe kommen, d.h. das volle Spektrum umfassen bei einer Farbtemperatur von ca. 3500-4000 K. Zu stark rotbetontes Licht führt zu übermäßigem Längenwachstum, während zu stark blaubetontes Licht die Pflanze allzu gedrungen wachsen lässt.

 

licht und Algen

Ein immer wieder kehrendes Thema von Aquarianern sind die meist unliebsamen und sich schneller als die Pflanzen vermehrenden Algen im Aquarium. Empfehlungen zur Begrenzung einer Algenplage gibt es zu Hauff. Dazu gehört auch der Leitsatz: Aquarien so weit wie möglich weg vom Tageslichteinfall. Wer viel mit verschiedenen Lichtfarben herumexperimentiert, muss die leidvolle Erfahrung machen, daß seine Pflanzen eine geraume Zeit benötigen, um sich an die neue Lichtquelle zu gewöhnen (manche schaffen es überhaupt nicht und sterben ab). Während dieser Zeit stockenden Pflanzenwachstums gewinnen die Algen das Rennen.

Algen als "niedere" Pflanzen machen im Prinzip die gleiche Photosynthese wie höhere Pflanzen auch, sie verfügen auch über mehrere Zusatzpigmente, um die ganze Breite des Lichtspektrums nutzen zu können. Allerdings sind die Pigmentsysteme der Algen wesentlich einfacher aufgebaut und können deshalb auch wesentlich schneller und leichter an wechselnde spektrale Zusammensetzung des Lichts angepasst werden als das komplizierte Pigmentsystem höherer Pflanzen. Fällt nun zum Beispiel Tageslicht in ein Aquarium, das mit Licht beleuchtet wird, welches Spektrumslücken aufweist (z.B. Dreibandenlampen, HQL), so haben die Pflanzen Probleme, ihr kompliziertes Pigmentsystem an das Vollspektrum des Tageslichtes anzupassen. Die Algen sind viel schneller und gewinnen das Rennen. Wird das Aquarium dagegen mit Licht beleuchtet, das das volle Spektrum des Tageslichtes umfasst, so kann einfallendes Tageslicht von den Pflanzen sofort zum Wachstum genutzt werden und die Algen haben das nachsehen. Es braucht wohl nicht besonders erwähnt zu werden, daß die übrige Aquarienpflege entsprechend algenhemmend ausgelegt sein muß, wie z.B. möglichst niedriger Nitrat- und Phosphatgehalt im Aquarienwasser.


Aktualisiert am: 16.01.17 01:35:37