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Aquarium LED: Was ist PAR?
Eine Erklärung zu photosynthetisch aktiver Strahlung

Was ist PAR?

Die Abkürzung PAR (englisch für Photosynthetically Active Radiation) steht übersetzt für die photosynthetisch aktive Strahlung. Sie umschreibt im Wellenlängenspektrum der Sonne einen bestimmten Bereich, welcher von Photosynthese betreibenden Lebewesen (wie zum Beispiel Pflanzen oder Korallen) genutzt werden kann. Als Übereinkunft zur Standardisierung und besseren Vergleichbarkeit ist dabei in der Literatur das Intervall zwischen 400 und 700 nm gemeint.

Wellenlängenübersicht

Messbar ist dies durch den Photonenfluss. Um diesen zu ermitteln und in einem bestimmten Wert festzuhalten, hat sich als Maßeinheit die Photonenflussdichte in Mikromol pro Sekunde pro Quadratmeter durchgesetzt (μmol/(m2s). Diese umschreibt die auf einer Fläche von einem Quadratmeter ankommende Strahlung im PAR-Bereich in der Zeiteinheit von einer Sekunde.

Wirkspektren

Es gibt verschiedene Studien, bei denen anhand von Versuchen an Pflanzen(teilen) ermittelt wurde, welche Teilbereiche des Wellenlängenspektrums sich besonders positiv auf die Photosynthesetätigkeit von Pflanzen auswirken. Hierzu wurde das Wellenlängenspektrum mit der Aufnahme von CO2 verknüpft. So erhält man ein Absorptionsspektrum nach CO2-Fixierung. Relevante Studien und deren Wirkspektren sind zum Beispiel diese nach McCree (1971 - "The action spectrum, absorbance and quantum yield of photosynthesis in crop plants". Agricultural Meteorology. 9: 191–216) oder nach DIN 5031.

Interessanterweise sind die ermittelten Lichtspektren bei den verschiedenen Studien recht unterschiedlich. Dies liegt wohl daran, dass für die Versuche unterschiedliche Pflanzentypen oder -teile verwendet wurden, denn im Prinzip hat jede Pflanzenart ihr ganz individuelles Wirkspektrum. Nach McCree befindet sich ein Maximum im roten Spektralbereich, laut DIN 5031 ist blaues Licht effektiver für die CO2-Fixierung. Beispielhaft kann man sich so ein Wirkspektrum an folgender Grafik anschauen:

PAR Action Spektrum

Quellennachweis: Wikipedia, Public Domain.

Eine logische Konsequenz für Wachstumslicht für eine größere Bandbreite von Pflanzen ist daher, die Ergebnisse der Studien zusammenzufassen, um möglichst viele Pflanzenarten und Versuchsanordnungen abzudecken. Somit entsteht ein Wirkspektrum, das seine Maxima im roten und blauen Bereich hat. Die sogenannten Grow Lights werden gerne als künstliches wachstumsförderndes Licht in der Pflanzenkultivierung in Gewächshäusern eingesetzt. Sie strahlen fast nur rote und blaue Wellenlängen ab. Hierbei geht es allerdings in erster Linie um maximale Effizienz im Hinblick auf den Ernteertrag. Für das menschliche Auge ist die Farbgebung dieser Beleuchtungen als Sehlicht nicht zu genießen, da diese Lampen pink-violettes Licht erzeugen, was ausgesprochen künstlich und unnatürlich wirkt.

Neuere Studien wie zum Beispiel "Green-light supplementation for enhanced lettuce growth under red- and blue-light-emitting diodes" zeigen jedoch auch, dass künstliches Wuchslicht noch effektiver ist, wenn die Beleuchtung auch im grünen Wellenbereich abstrahlt.

Fazit

Ein optimales Wirkspektrum zu erforschen, welches ideal für alle möglichen Pflanzenarten ist, ist aufgrund der Besonderheiten und Vorlieben der einzelnen Pflanzenarten besonders schwierig. Welche Wellenlängen nun genau bevorzugt werden, ist vor allem von der jeweiligen Pflanzenart abhängig und wird zusätzlich von anderen Faktoren, wie etwa der verwendeten Beleuchtung und deren Intensität, beeinflusst (siehe zum Beispiel "Finding the optimal growth-light spectrum for greenhouse crops").

PAR und die Photonenflussdichte sind daher Begriffe, die vorrangig in der Wissenschaft verwendet werden. Im Bezug auf die Praxis in der Süßwasseraquaristik und bei Wasserpflanzen haben sich diese Größeneinheiten nicht wirklich durchgesetzt, im Meerwasserbereich ist dies eher der Fall. Aus diesen Gründen empfiehlt sich in einem bepflanzten Aquarium oder Aquascape als ein Wuchs- und Sehlicht eine Beleuchtung, welche sich an dem Tageslichtspektrum der Sonne orientiert und sowohl im roten, grünen und blauen Bereich abstrahlt.

Um Aquarienbeleuchtungen im Bezug auf ihren Einfluss auf die Photosyntheseleistung von Wasserpflanzen zu bewerten und miteinander vergleichen zu können, ist es weiterhin ratsamer, mit der Einheit Lumen (Lichtstrom) zu rechnen, anstatt mit PAR ausgedrückt durch die Photonenflussdichte. Hierzu liegen einfach zu wenig PAR-Angaben seitens der Hersteller von Aquarienlampen vor, außerdem gibt es nur wenige wissenschaftliche Erkenntnisse zu PAR-Werten von aquatischen Pflanzen im Süßwasser.

Wir bedanken uns bei Robert Miehle-Huang für seine Fachkompetenz und Beratung zu diesem Thema.