
Cannabis Photosynthese Prozess: Bio-Guide
Grundlagen der Cannabis-Photosynthese: Vom Licht zur Energie
Die Photosynthese ist ein fundamentaler biologischer Prozess, der es Cannabis-Pflanzen ermöglicht, Sonnenlicht in chemische Energie umzuwandeln. Dieser komplexe Vorgang bildet die Grundlage für das Wachstum und die Entwicklung der Pflanze.
Der Photosyntheseprozess bei Cannabis
Cannabis-Pflanzen nutzen Chlorophyll, um Lichtenergie zu absorbieren. Dabei wird hauptsächlich blaues und rotes Licht aufgenommen, während grünes Licht reflektiert wird, was die charakteristische Färbung der Blätter erklärt. Die absorbierte Lichtenergie wird dann in einem mehrstufigen Prozess in chemische Energie umgewandelt [2].
In der lichtabhängigen Reaktion der Photosynthese wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Der Wasserstoff wird zur Bildung von ATP (Adenosintriphosphat) und NADPH (Nicotinamidadenindinukleotidphosphat) verwendet, während der Sauerstoff als Nebenprodukt freigesetzt wird. In der anschließenden lichtunabhängigen Reaktion, auch als Calvin-Zyklus bekannt, wird Kohlendioxid (CO2) unter Verwendung der zuvor erzeugten Energie in Glucose umgewandelt [1].
Optimale Bedingungen für die Cannabis-Photosynthese
Für eine effiziente Photosynthese benötigen Cannabis-Pflanzen spezifische Umweltbedingungen. Eine Studie der Universität von Mississippi hat gezeigt, dass Cannabis bei hohen Werten von photosynthetischer Photon-Flussdichte (PPFD) und Temperaturen zwischen 25-30°C optimal photosynthetisiert. Zudem gedeihen die Pflanzen in CO2-reichen Umgebungen besonders gut [1].
Die Photosyntheserate kann durch eine Erhöhung der CO2-Konzentration auf 1200-1500 ppm um bis zu 50% gesteigert werden. Dies ermöglicht es den Pflanzen, mehr Licht und Nährstoffe zu verwerten [1].
Bedeutung der Lichtqualität und -dauer
Die Lichtqualität und -dauer spielen eine entscheidende Rolle im Photosyntheseprozess von Cannabis. Photoperiodische Cannabispflanzen benötigen mindestens 15 Stunden Licht pro Tag, um in der Vegetationsperiode zu bleiben. Viele Indoor-Anbauer bevorzugen eine 18/6- oder sogar 24-Stunden-Lichtperiode für optimales Wachstum [3].
Während der Blütephase wird das rote Spektrum des Lichts bevorzugt, um die Budenproduktion zu fördern. Traditionell werden gelbe/orangefarbene HPS-Lampen als Ersatz für das Herbstsonnenlicht verwendet [3].
Die Photosynthese ist ein komplexer, aber faszinierender Prozess, der das Fundament für das Wachstum und die Entwicklung von Cannabis-Pflanzen bildet. Ein tiefes Verständnis dieses Prozesses kann Anbauern helfen, die Bedingungen für ihre Pflanzen zu optimieren und somit gesündere und ertragreichere Ernten zu erzielen.
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Optimale Lichtbedingungen für maximales Cannabiswachstum
Die Qualität und Quantität des Lichts spielen eine entscheidende Rolle für das Wachstum und die Entwicklung von Cannabis-Pflanzen. Um die Photosynthese zu optimieren und somit das Pflanzenwachstum zu maximieren, ist es wichtig, die richtigen Lichtbedingungen zu schaffen.
Lichtintensität und Photosynthetische Photonenflussdichte (PPFD)
Die Lichtintensität wird oft in der Einheit PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) gemessen. Diese Messgröße gibt an, wie viele Photonen pro Sekunde auf eine bestimmte Fläche treffen. Für Cannabis-Pflanzen variiert die optimale PPFD je nach Wachstumsphase:
- Setzlinge und junge Pflanzen: 200-400 μmol/m²/s
- Vegetative Phase: 400-600 μmol/m²/s
- Blütephase: 600-1000 μmol/m²/s oder höher
Es ist wichtig zu beachten, dass höhere Lichtintensitäten auch eine Anpassung anderer Faktoren wie CO2-Konzentration und Temperatur erfordern, um Stress zu vermeiden und die Photosynthese-Effizienz zu maximieren [2].
Lichtspektrum und seine Auswirkungen
Das Lichtspektrum beeinflusst nicht nur die Photosynthese, sondern auch die Morphologie und die Sekundärmetabolitenproduktion der Cannabis-Pflanze. Verschiedene Wellenlängen haben unterschiedliche Auswirkungen:
- Blaues Licht (400-500 nm): Fördert kompaktes Wachstum und Chlorophyllproduktion
- Rotes Licht (600-700 nm): Stimuliert die Blütenbildung und Streckung
- UV-Licht (280-400 nm): Kann die Produktion von Cannabinoiden und Terpenen erhöhen
Eine Studie hat gezeigt, dass UV-Strahlung die Biosynthese von Cannabinoiden wie THC, THCV, CBD und CBG stimulieren kann. Zudem kann sichtbares LED-Licht die Akkumulation von THC und Terpenen, jedoch nicht von CBD, erhöhen [2].
Photoperiode und Wachstumsphasen
Die Dauer der täglichen Lichtexposition, auch Photoperiode genannt, ist entscheidend für die Steuerung des Pflanzenwachstums und der Blütenbildung bei Cannabis:
- Vegetative Phase: 18-24 Stunden Licht pro Tag
- Blütephase: 12 Stunden Licht, gefolgt von 12 Stunden Dunkelheit
Diese Lichtzyklen simulieren die natürlichen Jahreszeiten und triggern hormonelle Veränderungen in der Pflanze, die den Übergang von vegetativem Wachstum zur Blüte einleiten [3].
Anpassung der Lichtbedingungen
Die optimalen Lichtbedingungen können je nach Cannabissorte und Anbaumethode variieren. Es ist ratsam, die Lichtintensität und das Spektrum schrittweise anzupassen und dabei die Reaktion der Pflanzen genau zu beobachten. Moderne LED-Beleuchtungssysteme bieten die Möglichkeit, das Lichtspektrum und die Intensität präzise zu steuern, was eine Optimierung der Photosynthese und des Pflanzenwachstums ermöglicht.
Durch die sorgfältige Anpassung der Lichtbedingungen können Anbauer die Photosynthese-Effizienz maximieren und somit das Wachstum und die Qualität ihrer Cannabis-Pflanzen optimieren. Es ist jedoch wichtig, diese Faktoren im Zusammenspiel mit anderen Umweltbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Nährstoffversorgung zu betrachten, um die besten Ergebnisse zu erzielen.
CO2, Temperatur und Feuchtigkeit: Schlüsselfaktoren für effiziente Photosynthese
Neben optimalen Lichtbedingungen spielen CO2-Konzentration, Temperatur und Luftfeuchtigkeit eine entscheidende Rolle für eine effiziente Photosynthese bei Cannabis-Pflanzen. Diese Faktoren beeinflussen direkt die biochemischen Prozesse und können die Wachstumsrate sowie die Qualität der Pflanzen erheblich beeinflussen.
CO2-Konzentration und Photosynthese-Effizienz
Kohlendioxid (CO2) ist ein essentieller Bestandteil der Photosynthese. Eine Erhöhung der CO2-Konzentration kann die Photosyntheserate und damit das Pflanzenwachstum signifikant steigern:
- Bei einer CO2-Konzentration von 1200-1500 ppm kann die Photosyntheserate um bis zu 50% gesteigert werden.
- Höhere CO2-Levels ermöglichen es den Pflanzen, mehr Licht und Nährstoffe zu verwerten.
Es ist jedoch wichtig, die CO2-Konzentration in Abhängigkeit von der Lichtintensität anzupassen:
Lichtintensität (μmol/m²/s) | Optimale CO2-Konzentration (ppm) |
---|---|
400-600 | 800-1000 |
600-900 | 1000-1300 |
>900 | 1300-1500 |
Eine Erhöhung der CO2-Konzentration ohne entsprechende Anpassung der Lichtintensität und anderer Wachstumsfaktoren wird jedoch nicht zu den gewünschten Ergebnissen führen [1].
Temperatur und Photosynthese
Die Temperatur beeinflusst die Geschwindigkeit der enzymatischen Reaktionen in der Photosynthese. Cannabis-Pflanzen zeigen eine optimale Photosyntheseleistung bei Temperaturen zwischen 25-30°C. Temperaturen außerhalb dieses Bereichs können die Effizienz der Photosynthese beeinträchtigen:
- Zu niedrige Temperaturen verlangsamen die enzymatischen Reaktionen.
- Zu hohe Temperaturen können zur Denaturierung von Enzymen führen und die Photosynthese hemmen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die optimale Temperatur auch von anderen Faktoren wie Luftfeuchtigkeit und Lichtintensität abhängt. Bei höheren Lichtintensitäten und CO2-Konzentrationen können Cannabis-Pflanzen oft auch höhere Temperaturen tolerieren [1].
Luftfeuchtigkeit und Transpiration
Die relative Luftfeuchtigkeit beeinflusst die Transpirationsrate der Pflanzen, was wiederum Auswirkungen auf die Nährstoffaufnahme und die Photosynthese-Effizienz hat. Für Cannabis-Pflanzen variiert die optimale Luftfeuchtigkeit je nach Wachstumsphase:
- Setzlinge und junge Pflanzen: 65-70%
- Vegetative Phase: 55-65%
- Frühe Blütephase: 45-55%
- Späte Blütephase: 35-45%
Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit kann die Transpiration behindern und das Risiko von Schimmelbildung erhöhen, während eine zu niedrige Luftfeuchtigkeit zu übermäßigem Wasserverlust und Nährstoffmangel führen kann [5].
Zusammenspiel der Faktoren
Es ist wichtig zu verstehen, dass CO2-Konzentration, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einem komplexen Zusammenspiel stehen. Die Optimierung eines Faktors ohne Berücksichtigung der anderen kann zu suboptimalen Ergebnissen führen. Beispielsweise erfordert eine Erhöhung der CO2-Konzentration oft auch eine Anpassung der Temperatur und Lichtintensität, um die volle Wirkung zu entfalten.
Durch sorgfältige Kontrolle und Anpassung dieser Schlüsselfaktoren können Anbauer die Photosynthese-Effizienz ihrer Cannabis-Pflanzen maximieren und somit gesündere, ertragreichere Pflanzen kultivieren. Es empfiehlt sich, regelmäßige Messungen durchzuführen und die Bedingungen schrittweise anzupassen, um die optimale Balance für die spezifische Anbausituation zu finden.
Nährstoffe und ihre Rolle im Photosyntheseprozess von Cannabis
Nährstoffe spielen eine entscheidende Rolle im Photosyntheseprozess von Cannabis-Pflanzen. Sie sind nicht nur für das allgemeine Wachstum und die Entwicklung der Pflanze wichtig, sondern auch direkt an den biochemischen Reaktionen der Photosynthese beteiligt. Eine ausgewogene Nährstoffversorgung ist daher unerlässlich für eine effiziente Photosynthese und optimales Pflanzenwachstum.
Makronährstoffe und ihre Funktionen in der Photosynthese
Die Hauptnährstoffe, auch Makronährstoffe genannt, sind in größeren Mengen für die Photosynthese und das Pflanzenwachstum erforderlich:
- Stickstoff (N): Wesentlicher Bestandteil von Chlorophyll und Enzymen, die an der Photosynthese beteiligt sind.
- Phosphor (P): Wichtig für die Energieübertragung in Form von ATP während der Photosynthese.
- Kalium (K): Reguliert die Öffnung und Schließung der Stomata, was den CO2-Austausch und die Transpiration beeinflusst.
- Magnesium (Mg): Zentrales Atom im Chlorophyllmolekül und essentiell für die Lichtabsorption.
- Schwefel (S): Beteiligt an der Bildung von Chlorophyll und wichtigen Enzymen.
Mikronährstoffe und ihre Bedeutung
Obwohl in geringeren Mengen benötigt, sind Mikronährstoffe ebenso wichtig für eine effiziente Photosynthese:
- Eisen (Fe): Essentiell für die Chlorophyllsynthese und Elektronentransportketten in der Photosynthese.
- Mangan (Mn): Beteiligt an der Wasserspaltung im Photosystem II.
- Zink (Zn): Wichtig für die Aktivität verschiedener Enzyme in der Photosynthese.
- Kupfer (Cu): Bestandteil von Enzymen, die an Redoxreaktionen in der Photosynthese beteiligt sind.
- Bor (B): Beeinflusst den Transport von Zuckern, die während der Photosynthese produziert werden.
Nährstoffmangel und Auswirkungen auf die Photosynthese
Ein Mangel an essentiellen Nährstoffen kann die Photosynthese-Effizienz erheblich beeinträchtigen:
- Stickstoffmangel führt zu verringerter Chlorophyllproduktion und damit zu einer verminderten Lichtabsorption.
- Magnesiummangel kann Chlorose verursachen, was die Photosyntheseleistung reduziert.
- Eisenmangel beeinträchtigt die Chlorophyllsynthese und kann zu Vergilbung der Blätter führen.
- Kaliummangel kann die Regulierung der Stomata stören und damit den CO2-Austausch behindern.
Optimierung der Nährstoffversorgung
Für eine optimale Photosynthese-Effizienz ist es wichtig, die Nährstoffversorgung an die spezifischen Bedürfnisse der Cannabis-Pflanze in ihren verschiedenen Wachstumsphasen anzupassen. Dabei sollten folgende Aspekte berücksichtigt werden:
- Regelmäßige Bodenanalysen oder Messungen der Nährlösung durchführen, um Nährstoffmängel frühzeitig zu erkennen.
- Die Nährstoffzufuhr an die Wachstumsphase der Pflanze anpassen. Während der vegetativen Phase ist beispielsweise ein höherer Stickstoffbedarf vorhanden, während in der Blütephase mehr Phosphor und Kalium benötigt werden.
- Die Nährstoffversorgung mit anderen Umweltfaktoren wie Lichtintensität, CO2-Konzentration und Temperatur abstimmen, da diese die Nährstoffaufnahme beeinflussen können.
- Auf die richtige Form und Verfügbarkeit der Nährstoffe achten, insbesondere bei Hydrokulturen oder anderen soillosen Anbaumethoden.
Es ist wichtig zu beachten, dass eine Überversorgung mit Nährstoffen ebenso schädlich sein kann wie ein Mangel. Übermäßige Nährstoffgaben können zu Nährstoffverbrennungen führen und die Photosynthese-Effizienz beeinträchtigen. Daher ist eine ausgewogene und an die spezifischen Bedürfnisse der Pflanze angepasste Nährstoffversorgung entscheidend für eine optimale Photosyntheseleistung.
Durch eine sorgfältige Abstimmung der Nährstoffversorgung mit anderen Umweltfaktoren können Anbauer die Photosynthese-Effizienz ihrer Cannabis-Pflanzen maximieren und somit gesündere, ertragreichere Pflanzen kultivieren. Eine regelmäßige Überwachung und Anpassung der Nährstoffzufuhr ist dabei unerlässlich, um optimale Wachstumsbedingungen zu gewährleisten und potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
Häufige Fehler vermeiden: Tipps für eine gesunde Cannabis-Photosynthese
Um eine optimale Photosynthese bei Cannabis-Pflanzen zu gewährleisten, ist es wichtig, häufige Fehler zu vermeiden und die Wachstumsbedingungen sorgfältig zu kontrollieren. Hier sind einige der häufigsten Probleme und Lösungsansätze, die Anbauern helfen können, die Photosynthese-Effizienz zu maximieren.
1. Unausgewogene Lichtbedingungen
Ein häufiger Fehler ist die falsche Einstellung der Lichtintensität oder -dauer:
- Problem: Zu wenig Licht führt zu schwachem Wachstum, während zu viel Licht Verbrennungen verursachen kann.
- Lösung: Passen Sie die Lichtintensität an die Wachstumsphase an. Verwenden Sie PPFD-Messgeräte, um die optimale Lichtmenge zu bestimmen. Beachten Sie, dass die optimale PPFD je nach Wachstumsphase variiert, von 200-400 μmol/m²/s für Setzlinge bis zu 600-1000 μmol/m²/s oder höher für die Blütephase [2].
2. Falsche CO2-Konzentration
Die CO2-Konzentration spielt eine entscheidende Rolle in der Photosynthese:
- Problem: Zu niedrige CO2-Levels limitieren die Photosynthese, während zu hohe Konzentrationen ohne entsprechende Anpassung anderer Faktoren ineffektiv sind.
- Lösung: Stimmen Sie die CO2-Konzentration mit der Lichtintensität ab. Bei einer Lichtintensität von 600-900 μmol/m²/s ist eine CO2-Konzentration von 1000-1300 ppm empfehlenswert. Überwachen Sie die CO2-Levels regelmäßig und passen Sie sie bei Bedarf an [1].
3. Suboptimale Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflussen direkt die Photosynthese-Effizienz:
- Problem: Zu hohe oder zu niedrige Temperaturen sowie falsche Luftfeuchtigkeit können die Photosynthese beeinträchtigen und Stress verursachen.
- Lösung: Halten Sie die Temperatur idealerweise zwischen 25-30°C. Passen Sie die Luftfeuchtigkeit an die Wachstumsphase an, von 65-70% für Setzlinge bis zu 35-45% in der späten Blütephase. Verwenden Sie Thermometer und Hygrometer zur regelmäßigen Überwachung [5].
4. Nährstoffungleichgewichte
Falsche Nährstoffversorgung kann die Photosynthese erheblich beeinträchtigen:
- Problem: Nährstoffmängel oder -überschüsse können zu Chlorose, vermindertem Wachstum und reduzierter Photosynthese-Effizienz führen.
- Lösung: Führen Sie regelmäßige Bodenanalysen oder Messungen der Nährlösung durch. Passen Sie die Nährstoffzufuhr an die Wachstumsphase an und achten Sie auf Anzeichen von Mängeln oder Überschüssen. Beachten Sie, dass während der vegetativen Phase ein höherer Stickstoffbedarf besteht, während in der Blütephase mehr Phosphor und Kalium benötigt werden.
5. Vernachlässigung der Wasserqualität und -menge
Wasser spielt eine entscheidende Rolle in der Photosynthese:
- Problem: Zu viel oder zu wenig Wasser sowie schlechte Wasserqualität können die Nährstoffaufnahme und damit die Photosynthese beeinträchtigen.
- Lösung: Überwachen Sie die Bodenfeuchtigkeit oder das Substrat regelmäßig. Verwenden Sie qualitativ hochwertiges Wasser mit einem pH-Wert zwischen 6,0 und 6,5 für Bodenanbau und 5,5 bis 6,0 für Hydrokultur. Achten Sie auf eine gute Drainage, um Staunässe zu vermeiden.
Fazit: Ganzheitlicher Ansatz für optimale Photosynthese
Eine effiziente Photosynthese bei Cannabis-Pflanzen erfordert einen ganzheitlichen Ansatz, bei dem alle Wachstumsfaktoren sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Regelmäßige Überwachung und Anpassung sind entscheidend, um optimale Bedingungen zu gewährleisten und potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen.
Durch die Vermeidung dieser häufigen Fehler und die Anwendung der empfohlenen Lösungen können Anbauer die Photosynthese-Effizienz ihrer Cannabis-Pflanzen maximieren. Dies führt nicht nur zu gesünderen und ertragreicheren Pflanzen, sondern kann auch die Qualität der Endprodukte verbessern.
Es ist wichtig zu betonen, dass jede Anbausituation einzigartig ist und möglicherweise spezifische Anpassungen erfordert. Kontinuierliches Lernen, Experimentieren und Anpassen sind der Schlüssel zum Erfolg in der Optimierung der Cannabis-Photosynthese.
- AboutWeed. "Cannabis Photosynthese Prozess: Energie für Wachstum". https://aboutweed.com/blogs/growguide/cannabis-photosynthese-prozess-energie-fur-wachstum
- Eichhorn Bilodeau et al. "Photobiology and Molecular Pathways in Cannabis sativa L. PSM Biosynthesis". Frontiers in Plant Science. https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2021.620021/full
- Royal Queen Seeds. "Photosynthese: Der Prozess, der Cannabis wachsen lässt". https://www.royalqueenseeds.de/blog-photosynthese-der-prozess-der-cannabis-wachsen-laesst-n896
- CannaPio. "Sonnenlicht und seine Bedeutung für das Wachstum von Cannabis". https://www.cannapio.de/a/sonnenlicht-und-seine-bedeutung-fuer-das-wachstum-von-cannabis-im-freien
- Universität von Mississippi. "Photosynthetic response of Cannabis sativa L. to variations in photosynthetic photon flux densities, temperature and CO₂ conditions".
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