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Beleuchtung

Der Motor des Pflanzenwachstums ist das Licht. Damit unser Wassergarten gut gedeiht, ist er auf das passende Licht angewiesen. Zudem ist das Licht natürlich wichtig für das Aussehen des Aquariums.

Licht ist eine elektromagnetische Strahlung, die Energie transportiert. Wir Menschen nehmen es bei Wellenlängen zwischen etwa 400 und 700 Nanometern wahr – das ist das Spektrum von kurzwelligem violett über mittleres grün und orange zu langwelligem rot.

In der Summe ergibt die Mischung all dieser Farben ein weißes Licht – das Tageslicht. Das Sonnenlicht, was auf der Erdoberfläche ankommt, hat ein recht gleichmäßiges Spektrum, also von allen Lichtfarben etwas.

Spektrum einer Leuchtstoffröhre. Quelle: JBL
Spektrum einer Leuchtstoffröhre. Quelle: JBL

Kunstlicht hat je nach Bauart andere Spektren, die zwar in der Mischung wieder mehr oder weniger weiß ergeben, aber Spitzen and bestimmten und Löcher an anderen Stellen im Spektrum haben. Beispiel Leuchtstoffröhre:

 

Für Pflanzen ist das Spektrum sehr wichtig. Sie benötigen blaues und rotes Licht (siehe Abbildung, die die Absorption der verschiedenen Wellenlängen durch Chlorophyll zeigt) als Energiequelle – die anderen Lichtfarben können Sie nur begrenzt verwerten. Deshalb sehen sie grün aus – das grüne Licht wird reflektiert und nicht zur Photosynthese benutzt.

Tipp: Auf den Verpackungen vieler Leuchtmittel, grade für den aquaristischen Bedarf, ist das Spektrum aufgedruckt, so kann man ersehen, ob die Pflanzen davon “satt werden”.

Lichtfarben, die besonders zur Photosynthese genutzt werden. Quelle: JBL
Lichtfarben, die besonders zur Photosynthese genutzt werden. Quelle: JBL

In modernen Gärtnereien werden immer mehr Topfpflanzen unter blauem und rotem Diodenlicht gezogen, da dies genau die Lichtspektren sind, die Pflanzen für die Photosynthese benötigen.

Das sieht aber natürlich für den Betrachter merkwürdig aus, da fast das komplette Licht absorbiert wird und wir es deshalb nicht sehen. Daher benutzen wir in der Aquaristik Lichtquellen, die sowohl das Energiebedürfnis der Pflanzen erfüllen, als auch unser ästhetisches.

 

Für’s Auge: Temperatur und Ra Wert

Die Farbtemperatur wird in Grad Kelvin (°K) angegeben und bezeichnet die Farbe des Lichts. Tageslicht hat eine Farbtemperatur von ca. 6500 °K. Eine hohe Farbtemperatur (> 8000 °K) ergibt einen bläulichen Schimmer und wird nur in Salzwasseraquarien verwendet. Bei einer Farbtemperatur unter 4000 °K hat das Licht einen gelblichen bis rötlichen Stich, wie bei einer alten Glühlampe.

Die Farbtemperatur bestimmt auch in gewissem Maße, wie gut die natürlichen Farben der Pflanzen wiedergegeben werden. Auf vielen Leuchtmitteln ist gemäß dem Farbwiedergabeindex (Ra) ein Ra-Wert angegeben, der maximal 100 betragen kann. Der Index gibt an, wie gut das Leuchtmittel standardisierte Testfarben wiedergibt. Ein Leuchtmittel mit einem Ra-Wert von mindestens 90 ergibt die naturgetreuesten Farben bei den Tieren und Pflanzen im Aquarium. Bei einem geringen Ra-Wert wirken die Pflanzen und Fische fahler und gräulicher.

Bei Leuchtstofflampen verrät die erste Ziffer ihres dreistelligen Zahlencodes den Ra-Wert. Eine 8 steht für einen passablen (Ra 80 von 100), eine 9 für einen sehr guten Wiedergabeindex (Ra 90 von 100, sogenannte Vollsprektrumlampe).

Die folgenden beiden Zahlen geben die Farbtemperatur an – sie sind die Kelvinzahl ohne die letzten beiden Stellen. Hier gilt, je niedriger die Zahl, desto wärmer, also rot/gelber, ist das Licht. Mit steigender Zahl wird das Licht bläulicher.

Beispiel: 840 (Ra Wert 80 bei 4000 Kelvin) ist “neutralweiß” bei passabler Farbwiedergabe, 827 ist eine rötliches, glühlampenähnlichs Licht, 865 ein recht kühles Licht.

940 ist die entsprechende neutralweiße Vollspektrumlampe, hat also die gleiche Lichtfarbe wie 840, aber dabei einen besseren Wiedergabeindex – sie hat weniger Lücken im Spektrum und die Farben sehen darunter satter aus.

Die Farbe allein gibt keine Auskunft darüber, ob die Lampe für Pflanzen besonders geeignet ist oder nicht, hier ist die oben beschriebene Verteilung der Spitzen im Spektrum wichtig.

Lichtmenge

Die benötigte Lichtintensität kommt ganz auf die Pflanzen des Aquariums an. Es gibt Pflanzen, die mit sehr wenig Licht auskommen, zum Beispiel Moose und viele Cryptocorynen, und andere, die extrem viel Licht brauchen. Die Herkunft macht’s – steht die Pflanze in ihrem ursprünglichen Habitat in trüben, beschatteten Gewässern, nutzt sie auch das letzte bisschen Licht, während Pflanzen aus klaren, sonnenbestrahlten Gewässern Lichtmengen gewöhnt sind, die einem Flutlicht auf dem Aquarium gleich kämen.LED Leuchtmittel

Faustformeln mit Wattangaben helfen leider nur grob weiter, wenn sie sich auf einen bestimmten Leuchtmitteltyp beziehen – 1 Watt LED Licht ist schließlich eine ganz andere Lichtmenge als 1 Watt Glühbirne.

Lichteinheiten

Lumen, Lux und Photonenflussdichte sind die meistverwendeten Einheiten für die Angabe der Lichtmenge.

Lumen gibt an, wie viel Licht eine Lichtquelle insgesamt abgibt, während Lux die Lichtmenge bezeichnet, die auf einer Fläche ankommt (gleichbedeutend mit Lumen pro Quadratmeter). Standard-Lichtmesser geben die Lichtmenge in Lux an. Lux eignet sich gut, um zu beschreiben, welche Lichtmenge für eine Pflanze an einem bestimmten Standort im Aquarium zur Verfügung steht.

Idealerweise sollte man von dem Lichtbedarf der Pflanzen in Lux sprechen, da es für die Pflanzen am wichtigsten ist, wie viel Licht ihre Blätter erreicht (Lux), und nicht so sehr, wie stark die Lichtquelle ist (Lumen). Wie viel Licht den Pflanzen genau zur Verfügung steht, hängt vor allem vom Abstand zur Lichtquelle ab.

Abstand zur Lichtquelle

Die Lichtmenge nimmt mit dem Abstand von der Lichtquelle zum Boden und von der Mitte zu den Ecken des Aquariums hin erheblich ab. Bei Tageslicht hat der Abstand keine Bedeutung, da die Distanz zur Sonne enorm ist. Der Abstand zur künstlichen Lichtquelle ist jedoch wesentlich geringer und somit entscheidend dafür, wie viel Licht die Pflanzen erhalten.

Tropica hat eine einfache Lichtmessung an einer Platte vorgenommen, die den Boden eines Aquariums darstellen soll. Die Lichtquelle befindet sich 30 cm über der Platte. Sie haben in der Mitte des Aquariums gemessen, in den Ecken sowie in 10 cm Höhe (ebenfalls in der Mitte und in den Ecken). Wie der Tabelle zu entnehmen ist, ist die Lichtintensität direkt unter der Lichtquelle in der Mitte des Aquariums wesentlich höher, während sie zu den Ecken hin drastisch abnimmt. Wenn sich die Pflanze nur 10 cm näher am Licht befindet, erhält sie 40 % mehr Licht. Diesen Effekt gibt es in den Ecken wegen der schlechten Streuung des Lichts von der Lichtquelle (Leuchtstofflampe) jedoch nicht.

Tipp: Die Pflanzen lassen sich ganz einfach näher zum Licht bringen, indem sie auf eine Wurzel oder einen Stein gesetzt werden.

Die Pflanzen mit dem größten Lichtbedarf sollte man am besten mittig im Aquarium anordnen und gerne erhöht zum Licht hin platzieren. Pflanzen aus der wenig lichthungrigen Kategorie wie Microsorum und Cryptocorynen gedeihen auch in den Randbereichen gut.

Übrigens: Es gibt auch Fischbiotope, die nahezu pflanzenfrei sind (zum Beispiel der Tanganjikasee, aber auch so mancher Flusslauf). Man kann auch ein Aquarium pflanzenlos betreiben, muss dann aber entsprechend selbst die Aufgaben der Pflanzen in Bezug auf die Wasserreinigung übernehmen

 

Leuchtmittel

Es gibt viele verschiedene Formen von Leuchtmitteln, die von der guten alten Glühlampe über verschiedene Formen von Leuchtstofflampen und Halogen-Metalldampflampen bis zu modernen LED-Lampen reichen.

Die Abbildung zeigt, wie viel Licht die verschiedenen Arten von Lampen abgeben (|—| gibt das gesamte Intervall an, das Kästchen gibt 50 % der Messwerte an, und der kleine waagerechte Strich ist der Medianwert). Die Abbildung zeigt deutlich, dass die Glühlampe (Incandescent lamp) das Leuchtmittel mit der geringsten Lichtabgabe pro Watt ist (Lumen per Watt).

Foto: Tropica
Foto: Tropica

Sie zeigt auch, dass die alte T8-Leuchtstoffröhre fast genauso viel Licht pro Watt abgibt wie die modernere T5-Leuchtstoffröhre. Weshalb sind dann so viele Pflanzenaquarianer auf T5-Lampen umgestiegen, als diese vor ca. 20 Jahren aufkamen? Weil eine T5-Lampe weitaus mehr Licht pro cm Röhrenlänge abgibt als die T8-Leuchtstoffröhre. Eine 15 Watt starke T8-Lampe eignet sich für ein 54-Liter-Starterset und emittiert nur 900 Lumen, während eine T5-Lampe entsprechender Länge 24 Watt verbraucht, dafür jedoch 1600 Lumen liefert.

Achtung: Bei T5 Röhren gibt es bei gleicher Wattzahl verschiedene Längen! Beim Kauf also bitte auf die richtige Länge achten.

Außerdem zeigt die Abbildung, dass Halogen-Metalldampflampen (Metal halide) die Leuchtmittel mit der größten Lichtausbeute pro Watt sind, dicht gefolgt von den modernen Hochleistungs-LED-Lampen. Der größte Vorteil dieser beiden Leuchtmittel ist jedoch der geringe Platzbedarf, so dass man viele Einheiten in eine einzelne Leuchte einbauen und damit einen Beleuchtungskörper herstellen kann, der sehr viel Licht liefert. Vergleicht man jedoch, wie viel Lumen man pro Watt erhält, ist der Unterschied nicht so groß, dass er allein den Austausch einer vorhandenen Leuchte beispielsweise gegen eine LED-Leuchte rechtfertigen würde. Wenn ohnehin eine neue Leuchte angeschafft werden soll, lohnt es sich jedoch vielleicht, eine LED-Lösung in Erwägung zu ziehen.

Unterm Strich ist man nach wie vor mit der üblichen Leuchtstoffröhre nicht schlecht beraten. Sie altern allerdings, werden mit der Zeit schwächer und das Spekturm ändert sich. Sollten also nach ein bis drei Jahren die Pflanzen kümmern oder plötzlich Algen wachsen, ist ein Austausch angeraten.

Reflektoren

Eine einfache und äußerst effektive Möglichkeit, die Lichtmenge zu erhöhen, ist die Nutzung von Reflektoren bei Leuchtstoffröhren.

Effizienz von Reflektoren- Quelle: Tropica
Effizienz von Reflektoren- Quelle: Tropica

Bereits im Geschäft lässt sich einfach entscheiden, welcher Reflektor am besten ist. Bring den Reflektor an einer Leuchtstofflampe an und schau Dir das Spiegelbild der Röhre im Reflektor an. Wenn keine schwarzen Streifen im Spiegelbild zu sehen sind, ist der Reflektor “perfekt”. Treten jedoch schwarze Streifen auf, gibt es Bereiche der Leuchtstofflampe, deren Licht der Reflektor nicht zurückwirft. Dadurch verringert sich die Lichtausnutzung. Generell gilt jedoch, dass selbst ein schlechter Reflektor (z. B. Type 1) wesentlich besser ist als gar kein Reflektor (None). (Messung von Tropica)

 

Unser nächster Punkt ist das Einpflanzen.

 

Quelle: Tropica, JBL, Birthe Jabs

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