Medizinisches Cannabis hat in den letzten Jahren weltweit an Bedeutung gewonnen, nicht nur aufgrund seiner therapeutischen Wirkungen, sondern auch wegen der steigenden Nachfrage nach hochwertigen und effizienten Anbaumethoden. Innovationen in der Lichttechnologie, insbesondere die gezielte Nutzung von Fernrotlicht, bieten vielversprechende Ansätze, um Ernteergebnisse, Energieverbrauch und die Qualität der Pflanzen signifikant zu verbessern. Die Wirkung von Licht auf Pflanzen ist komplex und Fernrotlicht nimmt dabei eine spezielle Rolle ein. Die Wellenlänge dieses Lichts, das im Spektrum zwischen 700 und 800 Nanometern liegt, wird von Pflanzen durch spezielle Rezeptoren wahrgenommen, die sogenannte Phytochrome. Diese Phytochrome steuern verschiedene physiologische Prozesse, darunter den sogenannten Schattenvermeidungsmechanismus und die Regulation der Photosyntheseeffizienz.
Ein Schlüsselmechanismus beim Einfluss von Fernrotlicht ist die Veränderung des Verhältnisses von rotem zu fernrotem Licht (R:FR-Verhältnis). Wenn Pflanzen beispielsweise um Licht konkurrieren, reflektieren die Blätter der Nachbarpflanzen verstärkt Fernrotlicht. Ein niedriger R:FR-Wert signalisiert der Pflanze diese Konkurrenz, was Wachstumsmuster wie Stammlängenwachstum oder Blattflächenvergrößerung beeinflusst. Im Kontext des medizinischen Cannabis hat das Verständnis dieses Mechanismus wichtige Bedeutung. Studien zeigen, dass der Einsatz von Fernrotlicht während bestimmter Phasen des Pflanzenzyklus die Photosyntheseeffizienz steigern kann, was sich positiv auf den Ertrag und die Qualität der Cannabinoide auswirkt.
Die sogenannte „Emerson-Effekt“-Theorie beschreibt, wie die Ergänzung von roten Lichtanteilen mit Fernrotlicht die Aktivität der Photosysteme I und II optimiert. Dies führt zu einem effizienteren elektronischen Transport innerhalb der Chloroplasten, was letztlich die CO2-Fixierung und somit das Wachstum fördert. Interessanterweise reagiert medizinisches Cannabis als kurztagblühende Pflanze besonders empfindlich auf Veränderungen im gesetzten Lichtregime. Klassisch wird die Blüte durch einen 12-Stunden-Licht- und 12-Stunden-Dunkelzyklus eingeleitet. Die Erweiterung der Belichtungszeit über 12 Stunden hinaus kann die Cannabinoidproduktion beeinträchtigen, während kürzere Belichtungszeiten oft zu Ertragsverlusten führen.
Hier setzt der gezielte Einsatz von Fernrotlicht an: Es wurde experimentell gezeigt, dass die Zugabe von Fernrotlicht am Ende der Lichtperiode, auch bekannt als end-of-day-FR-Behandlung, ähnlich positive Effekte auf das Wachstum und die Cannabinoid-Konzentration haben kann wie eine Verlängerung der Belichtungsphase. So konnten bei der Sorte Northern Lights beispielsweise durch eine zweistündige Fernrotlichtnachbehandlung nach 10 Stunden Vollspektrumlicht die THC-Ausbeuten um bis zu 70 % gesteigert werden, ohne den Energieaufwand wie bei einer 12-Stunden-Beleuchtung zu erhöhen. Dabei ist der Energieverbrauch ein entscheidender Faktor in der medizinischen Cannabisindustrie. Die Beleuchtungskosten machen einen erheblichen Anteil der Betriebskosten aus und stehen in engem Zusammenhang mit der CO2-Bilanz. Eine Verkürzung der Beleuchtungsdauer bei gleichbleibender oder sogar verbesserter Ernte dank Fernrotlicht bedeutet somit nicht nur wirtschaftliche Ersparnisse, sondern auch eine Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks.
Die Morphologie der Pflanzen wird ebenfalls durch Fernrotlicht beeinflusst. Eine vermehrte Stängellänge und Blattflächenexpansion, hervorgerufen durch niedrige R:FR-Werte, können in Anbausystemen, die vertikale Anordnung von Pflanzen bevorzugen, sowohl Vor- als auch Nachteile bergen. Während höher wachsende Pflanzen mehr Licht aufnehmen, kann dies die Handhabung und die Belichtungsplanung erschweren. Deshalb ist eine genaue Abstimmung der Fernrotbelichtung je nach Sorte und Anbauform notwendig, um unerwünschte Streckung zu vermeiden und gleichzeitig die Photosynthese zu optimieren. Die Wirkung von Fernrotlicht auf die Cannabinoidprofile ist sortenspezifisch.
Hoch-THC-Sorten reagieren anders als solche mit hohem CBD-Anteil. Im Experiment mit den Sorten Hindu Kush, Northern Lights und Cannatonic konnten deutliche Unterschiede in der Cannabinoidproduktion unter unterschiedlichen Fernrotbehandlungen festgestellt werden. Während bei Hindu Kush vor allem längere, vierstündige Fernrotlichtexpositionen positive Auswirkungen auf THC-Gehalt zeigten, profitierte Northern Lights besonders von kurzen, end-of-day-Anwendungen. Die Sorten-spezifischen Reaktionen machen deutlich, dass keine Einheitsstrategie für die Beleuchtung existiert, sondern individuelle Anpassungen an die jeweilige Genetik erforderlich sind, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Neben dem direkten Einfluss auf Wachstums- und Blühprozesse hat Fernrotlicht auch Auswirkungen auf die Pflanzenentwicklung im Allgemeinen.
Es kann Blütezeiten verzögern oder beschleunigen, je nachdem ob Cannabis als Kurztagblüher oder Langtagblüher betrachtet wird und wie die Lichtsignale durch die Phytochrome verarbeitet werden. Im Falle von Cannabis wurde nachgewiesen, dass eine dauerhafte Fernrotbelichtung über 4 Stunden zu längeren Blütezeiten und reduzierten Blütenmassen führt, während kürzere Anwendungen keine negativen Effekte oder sogar Nutzen bringen. Dies ist eine wichtige Information für Züchter, die ihre Produktionszyklen straffen und gleichzeitig die Qualität bewahren wollen. Ein weiterer Aspekt ist die Kombination von Fernrotlicht mit anderen Lichtfarben, insbesondere Rot und Blau. LED-Technologie erlaubt es, Lichtfarben präzise einzustellen und zu variieren.
Die optimale Mischung aus Vollspektrumlicht und Fernrotanteilen kann so individuell gestaltet werden, um Photosyntheseoptimalität und Pflanzenphysiologie zu harmonisieren. Die Forschung zeigt, dass die für Cannabis günstige Lichtspektrumzusammensetzung stark von der Sorte und Entwicklungsphase der Pflanze abhängt. Abschließend lässt sich zusammenfassen, dass Fernrotlicht als wertvolles Werkzeug in der modernen medizinischen Cannabisproduktion verstanden werden sollte. Es erlaubt nicht nur eine Steigerung der Photosyntheseeffizienz, sondern auch eine Verbesserung der Cannabinoidkonzentration bei gleichzeitiger Senkung der Beleuchtungsdauer und damit der Energiekosten. Die gezielte Anwendung, insbesondere als End-of-Day-Behandlung, bietet eine umweltfreundlichere und wirtschaftlichere Alternative zur herkömmlichen Dauerbelichtung.
Zukünftige Untersuchungen sollten sich verstärkt mit der Feinabstimmung des R:FR-Verhältnisses, der optimalen Einwirkzeit und sortenspezifischen Anpassungen befassen. Auch die Integration von intra-kanopischer Beleuchtung, bei der das Fernrotlicht gezielt in die Pflanzenkrone gebracht wird, birgt großes Potenzial zur weiteren Effizienzsteigerung. Insgesamt wird die präzise Steuerung des Lichtspektrums mit Fernrotanteil und die Kombination mit anderen Anbauparametern ein Schlüsselfaktor für die nachhaltige und profitable Produktion von hochwertigem medizinischem Cannabis sein.
