Der synergistische Effekt von Veredelung und LED-Lichtqualität auf die Verbesserung der Mineralnährstoffversorgung und des Wachstumsverhaltens von Tomatenjungpflanzen

Warum Tomatenjungpflanzen und farbiges Licht wichtig sind

Tomaten sind ein Grundpfeiler moderner Ernährungsweisen und eine wichtige Einkommensquelle für Landwirtinnen und Landwirte weltweit. Bevor diese Pflanzen ein Gewächshaus oder Feld erreichen, beginnen sie ihr Leben in Baumschulen als junge Jungpflanzen. Die Art und Weise, wie diese Jungpflanzen gezogen werden, prägt stark ihren späteren Ertrag, ihre Widerstandskraft und ihren Nährwert. Diese Studie untersucht, wie zwei Technologien — das Veredeln von Tomaten auf kräftige Wurzelunterlagen und der Einsatz fein abgestimmter roter und blauer LED-Beleuchtung — zusammenwirken können, um robustere und besser ernährte Jungpflanzen für die moderne Landwirtschaft zu erzeugen.

Zwei Werkzeuge für stärkere junge Pflanzen

Baumschulen veredeln zunehmend Tomatensorten mit wünschenswerten Früchten auf spezielle Wurzelunterlagen, die besser gegen Stress gewappnet sind und Wasser sowie Nährstoffe aufnehmen können. Gleichzeitig ersetzen sie traditionelle Lampen durch LEDs, deren Farbzusammensetzung präzise einstellbar ist. Rot- und Blaulicht sind dabei besonders wichtig, weil Pflanzen diese Farben unterschiedlich wahrnehmen und nutzen, um Form und Photosynthese zu steuern. Bisher betrachtete die Forschung Veredelung und Lichtfarbe meist getrennt. Die Autorinnen und Autoren dieser Arbeit fragten, ob diese beiden Werkzeuge interagieren — ob das Licht auf den Blättern tatsächlich beeinflussen kann, wie effektiv eine vitale Wurzelunterlage Mineralien aus dem Substrat aufnimmt.

Test von rotem, blauem, weißem und gemischtem Licht

Die Forschenden zogen Tomatenjungpflanzen mit und ohne Veredelung auf einer verbreiteten, kräftigen Wurzelunterlage namens ‚Maxifort‘. Nach Veredlung und Heilungsphase standen alle Pflanzen 30 Tage lang unter einer von vier LED-Behandlungen: reinem Rot, reinem Blau, Weiß (ein breites Spektrum ähnlich Tageslicht) oder einer Mischung aus 70 % Rot und 30 % Blau. Sie maßen Pflanzenhöhe, Blatt- und Wurzelmasse, Blattgröße sowie einen Blatt‑„Grünheits“-Index, der mit Chlorophyll verknüpft ist. Außerdem trockneten sie die Sprosse und analysierten, wie viel von fünf wichtigen Minerals timmstoffen — Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calcium und Magnesium — jede Pflanze akkumuliert hatte.

Gemischtes Rot–Blau-Licht erzeugt bessere Jungpflanzen

Unter reinem Rotlicht streckten sich die Jungpflanzen am stärksten und bildeten hohe, aber weniger kompakte Pflanzen mit relativ geringer Blattfläche und -masse, besonders wenn sie nicht veredelt waren. Reines Blaulicht hielt die Stängel kurz und kompakt, maximierte jedoch nicht das Gesamtwachstum. Die herausragende Behandlung war die 70:30-Rot–Blau-Mischung. Unter dieser Kombination entwickelten veredelte Jungpflanzen die höchste Gesamt-Trockenmasse, die größten Blätter und den höchsten Chlorophyll-Index, was auf ein starkes photosynthetisches Potenzial hindeutet. Auch die Wurzelmasse war unter diesem gemischten Licht am größten, und veredelte Pflanzen schnitten generell in allen Lichtbehandlungen besser ab als nicht veredelte. Eine Heatmap, die alle Merkmale kombinierte, zeigte, dass veredelte Jungpflanzen unter Rot–Blau-Licht durchweg am besten abschnitten, während nicht veredelte Pflanzen unter reinem Rotlicht am schlechtesten bewertet wurden.

Die Lichtfarbe verändert die Nährstoffaufnahme

Die auffälligste Entdeckung betraf die Mineralstoffversorgung. Veredelte Jungpflanzen unter gemischtem Rot–Blau-Licht enthielten die höchsten Gesamtmengen aller fünf untersuchten Hauptelemente. Im Gegensatz dazu waren nicht veredelte Pflanzen unter reinem Rotlicht am ärmsten an Stickstoff, Kalium und Magnesium. Allein die Veredelung half, einige Nährstoffdefizite unter schwächerem Licht abzumildern, doch ihr voller Vorteil trat erst in Kombination mit dem 70:30-Rot–Blau-Spektrum hervor. Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, dass Blaulicht die Stomata öffnen kann, wodurch der Fluss von Wasser und gelösten Mineralien von den Wurzeln zu den Sprossen erhöht wird, während Rotlicht das Wurzelwachstum und den Transport unterstützt. Zusammen und im richtigen Verhältnis schaffen diese Farben eine effizientere Pipeline für Aufnahme und Verteilung von Nährstoffen in veredelten Pflanzen.

Was das für Produzentinnen, Produzenten und Konsumentinnen bedeutet

Für Baumschulbetreibende liefert die Studie eine klare, praktische Botschaft: Auf eine einzelne Lichtfarbe, sei es Rot oder Blau, zu setzen reicht nicht aus, um die besten Tomatenjungpflanzen zu ziehen. Stattdessen kann die Kombination von Veredelung auf einer kräftigen Wurzelunterlage mit einem sorgfältig ausbalancierten Rot–Blau-LED-Spektrum kompakte, aber vitale Jungpflanzen mit reicher Mineralstoffversorgung und robusten Wurzelsystemen erzeugen. Für Anbauerinnen und Anbauer sowie Verbraucherinnen und Verbraucher bedeutet das widerstandsfähigere Tomatenbestände, einen geringeren Bedarf an chemischen Zusätzen und Potenzial für bessere Erträge und Qualität. Die Arbeit eröffnet außerdem eine neue wissenschaftliche Frage: Wenn das von den Blättern wahrgenommene Licht die Leistung der Wurzeln „feinabstimmen“ kann, könnten das zugrunde liegende Hormon-Signalnetz und die Genaktivität noch präzisere Rezepte für gesundes Pflanzenwachstum unter Glas und LED ermöglichen.

Zitation: Soltani, S., Aroiee, H., Salehi, R. et al. The synergistic effect of grafting and LED light quality on enhancing the mineral nutrition and growth performance of tomato seedlings. Sci Rep 16, 8554 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38960-3

Schlüsselwörter: Tomatenjungpflanzen, LED-Lichtspektrum, Veredelung, kontrollierte Umweltlandwirtschaft, Pflanzennährstoffversorgung