Jahrzehntelang wurde die Zusatzbeleuchtung im Gartenbau vor allem von oben gedacht. Die Logik scheint klar: die Leuchten über der Kultur anbringen und die für die Pflanze verfügbare Lichtmenge erhöhen.
Es gibt jedoch ein Problem: Licht verteilt sich innerhalb des Blätterdachs nicht gleichmäßig.
Sobald eine Kultur dichte Blattmasse bildet, fangen die oberen Blätter einen Großteil der Strahlung ab. Die mittleren und unteren Zonen erhalten zunehmend weniger Licht, und damit sinkt auch ihr Beitrag zur Photosynthese.
Under-Canopy-, Intercanopy- oder Intracanopy-Beleuchtung verfolgt eine andere Strategie: LED-Leuchten unter oder direkt im Blätterdach zu platzieren, um Photonen dorthin zu bringen, wo die Oberlichtbeleuchtung nur schwer hingelangt.
Die Frage ist, ob diese Umverteilung des Lichts tatsächlich eine messbare Verbesserung bewirkt. Die vorliegende Forschung zu Kulturen wie Tomate, Gurke, Paprika, Erdbeere und Cannabis deutet darauf hin, allerdings mit wichtigen Einschränkungen.
Es geht nicht nur darum, mehr Licht hinzuzufügen
Einer der interessantesten Aspekte der Intracanopy-Beleuchtung ist, dass sie zwingt, die Analyse eines Beleuchtungssystems zu ändern. Zwei Anlagen können ähnliche Lichtmengen liefern und diese dennoch völlig unterschiedlich verteilen.
Bei reiner Oberlichtbeleuchtung erhalten die obersten Blätter einen großen Teil der Photonen, während die unteren Schichten teilweise beschattet bleiben. Licht innerhalb der Kultur einzubringen ermöglicht es, mehr Blattfläche zu aktivieren und eine potenziell homogenere vertikale Strahlungsverteilung zu erreichen.
Die Frage lautet daher nicht mehr nur, wie viel Licht wir erzeugen, sondern auch, wo wir dieses Licht abgeben.
Tomate: eine der am besten untersuchten Kulturen
Die Tomate ist wohl eines der besten Beispiele, um das Potenzial dieser Technologie zu verstehen. Eine 2024 in Scientific Reports veröffentlichte Studie verglich Oberlichtbeleuchtung, Intracanopy-Beleuchtung und eine Kombination aus beiden.
Die Ergebnisse waren besonders aussagekräftig. Reine Oberlichtbeleuchtung steigerte den Ertrag um 12,12 %, während die Intracanopy-Beleuchtung 28,46 % erreichte. Den höchsten Ertrag brachte jedoch die Kombination beider Strategien: 30,87 % mehr Produktion.
Das ist wichtig, weil es zeigt, dass Intracanopy-Beleuchtung die Oberlichtbeleuchtung nicht zwangsläufig ersetzen muss. Beide können innerhalb der Kultur ergänzende Funktionen übernehmen.
Auch die Qualität kann sich verändern
Dieselbe Studie fand Unterschiede, die über die produzierten Kilogramm hinausgingen. Die Intracanopy-Variante erhöhte den Lycopingehalt um etwa 31,3 %, während die Kombination aus Oberlicht- und Intracanopy-Beleuchtung unter den konkreten Versuchsbedingungen eine Steigerung des Vitamin-C-Gehalts um 123,4 % bewirkte.
Das eröffnet eine besonders interessante Dimension für den Gartenbau. Eine Beleuchtungsstrategie sollte nicht ausschließlich danach bewertet werden, ob sie das Erntegewicht erhöht. Sie kann auch bestimmte physiologische und qualitative Eigenschaften des Produkts beeinflussen.
Das Ziel könnte daher nicht einfach sein, mehr zu produzieren, sondern mehr Produktion bei definierter Qualität und größerer Gleichmäßigkeit zu erreichen.
Wageningen untersuchte, was wirklich mit den Photonen geschieht
Eine weitere Untersuchung der Wageningen University analysierte, wie sich die Lichtverteilung ändert, wenn die Position der Leuchten verändert wird. Die Forschenden verglichen Oberlichtbeleuchtung, Intracanopy-Beleuchtung und eine kombinierte 50/50-Verteilung.
Das Ergebnis war aufschlussreich. Die Intracanopy-Beleuchtung erreichte rund 8 % mehr Gesamtlichtabsorption als die reine Oberlichtbeleuchtung. Die gleichmäßigste Verteilung erzielte jedoch die Kombination beider Technologien.
Der horizontale Variationskoeffizient lag bei 48 % mit Intracanopy-Beleuchtung, 43 % mit Oberlichtbeleuchtung und 37 % bei Kombination beider. Je niedriger dieser Wert, desto gleichmäßiger die Verteilung.
Das bestätigt eine der zentralen Erkenntnisse, die in der Forschung immer wieder auftaucht: Es besteht nicht zwangsläufig eine Konkurrenz zwischen Top Lighting und Intracanopy Lighting. Die Kombination beider kann die interessanteste Strategie sein.
Kein Phänomen allein bei Tomaten
Die gesammelten Ergebnisse zeigen ähnliche Reaktionen bei anderen Kulturen. Bei Gurken verbinden Modelle und Versuche die Intracanopy-Beleuchtung mit höherer Photosyntheseaktivität der mittleren und unteren Blätter, also genau dort, wo natürliche Strahlung am schwersten eindringt.
Auch bei Gewächshauspaprika wurden Verbesserungen der Photosyntheseaktivität und der Produktivität beobachtet, wenn Licht innerhalb des Blätterdachs eingebracht wurde. Und die Forschung überträgt das Konzept weiter auf neue Produktionssysteme.
Erdbeere: Lichtverteilung und Energieeffizienz
Eine Studie von 2025 zum vertikalen Erdbeeranbau liefert eine weitere interessante Perspektive: Es genügt nicht, die Produktion zu steigern, auch der Energieverbrauch muss betrachtet werden.
Unter den Bedingungen jenes Versuchs steigerte eine optimierte LED-Verteilung das Fruchtgewicht um etwa 36 %, während die PPFD-Gleichmäßigkeit von 71 % auf 85 % stieg. Zugleich senkte das untersuchte System den Energieverbrauch um rund 43 %.
Das ist ein gutes Beispiel dafür, warum Lichtplanung als Gesamtsystem betrachtet werden muss. Die installierte Leistung allein sagt relativ wenig aus. Entscheidend ist, wie viele dieser Photonen der Pflanze am Ende nützen.
Zwischen 10 % und 30 %, aber es gibt keinen universellen Wert
Fasst man verschiedene Studien und kommerzielle Versuche zusammen, zeigt sich ein Muster. Die dokumentierten Ertragssteigerungen liegen meist etwa im Bereich von 10 % bis 30 %, wobei unter bestimmten Versuchsbedingungen auch höhere Werte auftreten.
Es wäre jedoch falsch, diese Prozentwerte in ein Verkaufsversprechen zu verwandeln. Das Ergebnis hängt ab von Kultur, Sorte, Pflanzenarchitektur, Blätterdichte, Spektrum, PPFD, DLI, Leuchtenposition, verfügbarer Sonneneinstrahlung und Kulturführung.
Einfach zu behaupten, Under-Canopy steigere die Produktion um 30 %, würde daher vereinfachen, was die Studien tatsächlich zeigen. Die wissenschaftlich interessantere Schlussfolgerung lautet anders: Eine effizientere vertikale Lichtverteilung kann die Fähigkeit der Kultur erhöhen, die verfügbaren Photonen zu nutzen.
Mehr Intensität bedeutet nicht immer bessere Ergebnisse
Zudem gibt es eine physiologische Grenze. Wäre mehr Licht immer vorteilhaft, wäre die Strategie einfach: immer mehr Leistung installieren. Doch Pflanzen haben Grenzen.
Übermäßige Intensität kann Stress auslösen und einen Teil des angestrebten Nutzens zunichtemachen. Die gesammelte Dokumentation weist zudem auf spezifische Risiken hin, die bei bestimmten Kulturen und Konfigurationen mit zu hohen Intensitäten beobachtet wurden.
Das Ziel der Beleuchtung unter dem Blätterdach sollte daher nicht sein, den unteren Pflanzenbereich mit Licht zu fluten. Es sollte darum gehen, die Lichtverhältnisse im gesamten Blätterdach auszubalancieren.
LED hat diese Strategie möglich gemacht
Intracanopy-Beleuchtung ist nicht nur eine neue Art, eine Leuchte zu positionieren. Ihre Entwicklung ist eng mit der Entwicklung der LED-Technologie verknüpft.
Lichtquellen zwischen Blättern, Trieben und Früchten einzubringen erfordert kompakte Leuchten mit beherrschbarer Wärmelast. Mit früheren Technologien konnte eine so nah am Pflanzengewebe platzierte Lichtquelle erhebliche Temperaturprobleme verursachen.
Die LED-Technologie erlaubt es, lineare Leuchten zu konstruieren und sie mit weit größerer Flexibilität auf verschiedenen Ebenen der Kultur zu verteilen. Damit wurde Licht zu einem dreidimensionalen Werkzeug: Wir haben nicht mehr zwangsläufig eine einzige Lichtebene über den Pflanzen, sondern können eine Lichtumgebung um die Pflanze herum gestalten.
Der nächste Schritt: Produktion pro eingesetzter Energie messen
Aus professioneller Sicht ist dies wohl die wichtigste Frage. Ein System, das die Produktion um 20 % steigert, aber 30 % mehr Energie verbraucht, kann weniger attraktiv sein als eines, das die Produktion um 15 % steigert und dabei praktisch dieselbe Energie benötigt.
Die Bewertung der Intracanopy-Beleuchtung sollte daher Kennzahlen umfassen wie:
kg Produktion pro m²
vermarktbare kg pro kWh
Gleichmäßigkeit der Produktion
Produktqualität
Energiekosten
Kapitalrückfluss
Ein in der Dokumentation enthaltener kommerzieller Tomatenversuch verzeichnete 98 kg/m² gegenüber 83,7 kg/m² in der Kontrolle, also rund 17 % mehr Produktion. Die im Versuch berichtete Wirtschaftlichkeitsrechnung blieb auch nach Berücksichtigung der zusätzlichen Stromkosten positiv.
Genau diese Art von Analyse wird zeigen, wann die Technologie wirtschaftlich sinnvoll ist.
Die Pflanze beleuchten, nicht nur das Dach der Kultur
Die Gartenbaubeleuchtung macht seit Jahren Fortschritte bei der Effizienz: mehr µmol/J, bessere Spektren, bessere Optiken und mehr Steuerungsmöglichkeiten. Die Intracanopy-Beleuchtung fügt dieser Entwicklung eine neue Variable hinzu: die Architektur des Lichts.
Die verfügbaren Studien zeigen, dass Licht im Blätterdach die Lichtabsorption erhöhen, traditionell beschattete Photosynthesezonen aktivieren, die Gleichmäßigkeit verbessern und unter bestimmten Bedingungen die Produktion deutlich steigern kann.
Die interessanteste Schlussfolgerung ist jedoch vermutlich noch einfacher. Bisher haben wir viel Aufwand darauf verwendet, Leuchten zu bauen, die mehr Photonen erzeugen. Der nächste Schritt könnte sein, zu lernen, jedes Photon dorthin zu setzen, wo die Pflanze es wirklich nutzen kann.
Wichtigste wissenschaftliche Quellen
Ziaei, N. et al. (2024). Intra-canopy LED lighting outperformed top LED lighting in improving tomato yield and expression of the genes responsible for lycopene, phytoene and vitamin C synthesis. Scientific Reports.
Schipper, R. et al. (2023). Consequences of intra-canopy and top LED lighting for uniformity of light distribution in a tomato crop. Frontiers in Plant Science.
Zou, J. et al. (2025). A Low-Energy Lighting Strategy for High-Yield Strawberry Cultivation Under Controlled Environments. Agronomy.
Berücksichtigt wurden außerdem Untersuchungen zur Intracanopy-Beleuchtung bei Gurke und Paprika sowie technische Dokumentation aus dem Gartenbausektor.
