Das Dampfdruckdefizit (VPD) und seine entscheidende Rolle im Cannabis-Anbau

Willkommen bei unserem Blog auf SmartCultivation! Heute widmen wir uns einer
entscheidenden Messgröße für den Cannabis-Anbau, von der viele vielleicht schon gehört
haben, aber deren Bedeutung oft unklar bleibt: dem Dampfdruckdefizit (VPD). In diesem
Blog werden wir diese Wissenslücke schließen und euch zeigen, warum das Verständnis und
die Kontrolle des VPDs so wichtig für den erfolgreichen Cannabisanbau ist.

Was ist der VPD-Wert?

Das Dampfdruckdefizit (VPD) ist ein entscheidender Parameter für den Anbau von Cannabis. Es beschreibt die Differenz zwischen der aktuellen Feuchtigkeit in der Luft und der maximal möglichen Feuchtigkeit, welche die Luft bei Sättigung aufnehmen kann. Einfach ausgedrückt gibt der VPD an, wie stark die Luft nach Feuchtigkeit „verlangt“.

Wie entsteht der VPD-Wert?

Der VPD-Wert wird hauptsächlich von zwei Faktoren bestimmt: der Temperatur und der
Luftfeuchtigkeit.
Hohe Temperaturen und niedrige Luftfeuchtigkeit: Diese Kombination führt zu einem
hohen VPD. Die warme Luft kann dann deutlich mehr Wasserdampf aufnehmen, während die
geringe Luftfeuchtigkeit den Unterschied zwischen aktuellem und maximal möglichem
Wasserdampfgehalt vergrößert.
Niedrige Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit: Diese Kombination resultiert in
einem niedrigen VPD. Die kalte Luft kann weniger Wasserdampf halten, und bei hoher
Luftfeuchtigkeit ist die Differenz zwischen dem aktuellen und dem maximal möglichen
Wasserdampfgehalt gering.

Wie der VPD die Pflanzenphysiologie beeinflusst

1. Transpirationsrate (TR)
   Der VPD steht in direkter Proportionalität zur Transpirationsrate der Pflanze. Je höher der
   VPD, desto größer ist die treibende Kraft für den Wasserdampftransport von den Blättern in
   die Atmosphäre. Das führt zu einer verstärkten Transpiration der Pflanze. Diese erhöhte
   Verdunstungsleistung kann wiederum eine gesteigerte Wasseraufnahme aus dem Boden nach
   sich ziehen – ein essentieller Prozess für den Nährstofftransport in der Pflanze. Allerdings
   kann ein zu hoher VPD die Pflanze auch unter Stress setzen, vor allem wenn das Wasser im
   Boden knapp wird. In diesem Fall kann die übermäßige Transpiration die Pflanze
   austrocknen.
2. Stomata-Öffnung
   Die Pflanzen passen ihre Spaltöffnungen (Stomata) in Reaktion auf den VPD-Wert an. Bei
   einem hohen Dampfdruckdefizit schließen sich die Stomata, um einen übermäßigen
   Wasserverlust zu verhindern. Dies kann zwar die Photosynthese und das Wachstum
   beeinträchtigen, dient aber dem Schutz der Pflanze.
   Umgekehrt führt ein niedriger VPD-Wert dazu, dass sich die Stomata öffnen. Dadurch wird
   die CO₂-Aufnahme und die Photosynthese begünstigt. Allerdings erhöht eine höhere
   Luftfeuchtigkeit auch das Risiko von Pilzerkrankungen für die Pflanze./
3. Photosynthese und Wachstum
   Ein ausgewogener VPD-Wert ist entscheidend für die Photosynthese und das Wachstum der
   Pflanze. Der optimale VPD-Bereich schafft ein Gleichgewicht zwischen Wasserverlust und
   CO₂-Aufnahme. Extreme Werte, egal in welche Richtung, können die Pflanze unter Stress
   setzen. Dies kann zu verringertem Wachstum und Ertrag führen.
   Auswirkungen eines zu hohen VPD auf Cannabispflanzen

Quelle: Studyflix, studyflix.de/biologie/stomata-3143

Auswirkungen eines zu hohen VPD auf Cannabispflanzen

Ein zu hoher VPD (Vapor Pressure Deficit) kann erhebliche negative Auswirkungen auf
Cannabispflanzen haben. Wenn der VPD-Wert steigt, sind die Pflanzen verschiedenen
physiologischen Stressfaktoren ausgesetzt, die ihr Wachstum und ihre Produktivität
beeinträchtigen können.

Überdüngungserscheinungen
Ein hoher VPD erhöht die Transpirationsrate der Pflanze, was bedeutet, dass die Pflanze mehr
Wasser durch ihre Blätter verliert. Um diesen Wasserverlust auszugleichen, nehmen die
Wurzeln mehr Wasser aus dem Boden auf. Mit dem zusätzlichen Wasser nehmen die Pflanzen
auch mehr Nährstoffe auf. Dies kann zu Überdüngungserscheinungen führen, da die erhöhte
Nährstoffaufnahme die Pflanzen überlastet. Überdüngung kann sich in verschiedenen
Symptomen äußern, wie beispielsweise verbrannten Blattspitzen und dunkelgrünen Blättern.

Geringere CO₂-Aufnahme
Bei hohen VPD-Werten schließen die Stomata der Pflanzen, um den Wasserverlust zu
minimieren. Geschlossene Stomata reduzieren jedoch die Aufnahme von CO₂, das für die
Photosynthese notwendig ist. Dies bedeutet, dass die Pflanzen bei hohem VPD
möglicherweise nicht genügend CO₂ aufnehmen können, um die Photosynthese und damit das
Wachstum aufrechtzuerhalten. In kontrollierten Anbauumgebungen, wie Gewächshäusern
oder Indoor-Grow-Räumen, kann dies durch eine zusätzliche CO₂-Zufuhr ausgeglichen
werden. Die Anreicherung der Luft mit CO₂ kann helfen, die CO₂-Konzentration im
Pflanzengewebe auf einem optimalen Niveau zu halten, auch wenn die Stomata teilweise
geschlossen sind.

Physiologische Auswirkungen
Ein hoher VPD kann auch zu allgemeinem physiologischem Stress führen. Die Pflanzen sind
ständig bemüht, den Wasserhaushalt zu regulieren, was zu einer Verschwendung von Energie
und Ressourcen führt. Dies kann dazu führen, dass:

• Die Photosyntheserate sinkt: Wenn die Stomata geschlossen bleiben, wird weniger CO₂ aufgenommen, was die Photosynthese hemmt und das Pflanzenwachstum verlangsamt.
• Die Pflanze anfälliger für Krankheiten wird: Gestresste Pflanzen sind anfälliger für Krankheiten und Schädlingsbefall, da ihre Abwehrmechanismen geschwächt sind.
• Die Qualität der Ernte beeinträchtigt wird: Der Stress kann sich negativ auf die Qualität der Blüten und die Produktion von Cannabinoiden und Terpenen auswirken.

Auswirkungen eines zu niedrigen VPD auf Cannabispflanzen

Ein zu niedriger VPD kann ebenfalls erhebliche negative Auswirkungen auf Cannabispflanzen haben. Wenn der VPD-Wert zu niedrig ist, bedeutet dies, dass die Luft nahezu gesättigt mit Feuchtigkeit ist, was die Transpiration und andere physiologische Prozesse der Pflanze beeinträchtigen kann.

Reduzierte Transpiration
Bei einem niedrigen VPD-Wert ist die Luftfeuchtigkeit sehr hoch, wodurch die Transpiration – der Prozess, bei dem Pflanzen Wasser über ihre Blätter abgeben – reduziert wird. Eine
niedrige Transpiration kann zu mehreren Problemen führen:

• Geringere Nährstoffaufnahme: Da die Pflanze weniger Wasser aufnimmt, nimmt sie´auch weniger Nährstoffe aus dem Boden auf. Dies kann zu Mangelerscheinungen führen, da essenzielle Makro- und Mikronährstoffe nicht in ausreichender Menge zur Verfügung stehen.
• Wurzelfäule: Bei niedriger Transpiration bleibt das Wasser länger im Wurzelbereich, was zu Staunässe führen kann. Dies begünstigt das Wachstum von pathogenen Pilzen und Bakterien, die Wurzelfäule verursachen können.

Physiologische Auswirkungen

• Stomata-Öffnung: Ein niedriger VPD-Wert führt dazu, dass die Stomata der Pflanzen
  weit geöffnet bleiben, um die Verdunstung von Wasser zu fördern. Die hohe
  Luftfeuchtigkeit und die ständig geöffneten Stomata schaffen ein ideales Umfeld für
  Pilzkrankheiten wie Mehltau und Botrytis (Grauschimmel), die das Pflanzengewebe
  angreifen und schwerwiegende Schäden verursachen können.
• Wachstumsstörungen: Durch die reduzierte Transpiration und Nährstoffaufnahme
  kann das Wachstum der Pflanzen verlangsamt werden. Dies kann zu kleineren,
  weniger robusten Pflanzen führen, die nicht ihr volles genetisches Potenzial
  ausschöpfen.
• Verminderte Blütenqualität: Ein ungünstiges Mikroklima kann die Entwicklung und
  Qualität der Cannabisblüten beeinträchtigen. Hohe Luftfeuchtigkeit kann die
  Harzproduktion und die Konzentration von Cannabinoiden und Terpenen negativ
  beeinflussen, was die Potenz und den Geschmack der Endprodukte mindert.

Maßnahmen zur Optimierung des VPD
Um die negativen Auswirkungen eines niedrigen VPD zu minimieren, können verschiedene
Maßnahmen ergriffen werden:

• Verbesserung der Luftzirkulation: Durch den Einsatz von Ventilatoren und Lüftungssystemen kann die Luftfeuchtigkeit gesenkt und die Luftzirkulation verbessert werden, was das Risiko von Pilzkrankheiten reduziert.
• Anpassung der Bewässerung: Eine angepasste Bewässerungsstrategie kann helfen, Staunässe zu vermeiden und die Wurzelgesundheit zu fördern.
• Nutzung von Entfeuchtern: In geschlossenen Anbauumgebungen können Entfeuchter eingesetzt werden, um die Luftfeuchtigkeit zu kontrollieren und einen optimalen VPD-Bereich zu gewährleisten.

Praktische Anwendungen des VPD-Managements im Cannabisanbau

Indoor-Anbau: Optimierung durch kontrollierte Umgebung
Im Indoor-Anbau bietet die Kontrolle des VPD erhebliche Vorteile. Durch den Einsatz von
Belüftungs-, Befeuchtungs- und Heizsystemen können Züchter den VPD präzise steuern.Diese Maßnahmen ermöglichen es, die Transpiration der Pflanzen zu regulieren und ein
optimales Mikroklima zu schaffen. Das hilft, Wasserstress zu reduzieren und die Produktivität
zu erhöhen. Durch eine kontinuierliche Überwachung und Anpassung des VPD-Werts können
die Grower stabile Wachstumsbedingungen gewährleisten. Das wiederum maximiert das
Wachstum und den Ertrag der Cannabispflanzen. Insgesamt ermöglicht die präzise Kontrolle
des VPD in Indoor-Growanlagen also eine deutliche Steigerung der Leistungsfähigkeit der
Pflanzen im Vergleich zum weit weniger steuerbaren Outdoor-Anbau.

Feldanbau: Anpassung an Umweltvariabilität
Der Freilandanbau stellt durch die variablen Umweltbedingungen besondere
Herausforderungen an das VPD-Management. Hier ist die Wahl der richtigen Genetik
entscheidend. Pflanzen mit Eigenschaften wie hoher Resilienz gegenüber VPD
Schwankungen, früher Stomataschließung und hoher Wassernutzungseffizienz eignen sich
besonders gut für Regionen mit hohem VPD. Diese genetischen Anpassungen tragen dazu bei,
den Ertrag zu stabilisieren und den Pflanzenstress zu minimieren, was zu einer verbesserten
Robustheit und Produktivität der Kulturen führt.

Züchtungsprogramme: Entwicklung widerstandsfähiger Sorten
Ein tiefes Verständnis der genetischen Grundlagen der VPD-Reaktion bei Cannabis ist für die
Entwicklung neuer, widerstandsfähiger Sorten von großer Bedeutung. Züchtungsprogramme,
die gezielt auf eine erhöhte Toleranz gegenüber VPD-induziertem Stress abzielen, können
Sorten hervorbringen, die unter verschiedensten Umweltbedingungen stabil und ertragreich
sind. Gezieltes Breeding trägt dazu bei, die Nachhaltigkeit und Effizienz des Cannabisanbaus
langfristig zu verbessern.

Fazit

Das Dampfdruckdefizit (VPD) ist ein entscheidender Faktor im Cannabisanbau, da er die Wassernutzungseffizienz, Photosynthese und allgemeine Pflanzengesundheit maßgeblich beeinflusst. Insgesamt bietet das Verständnis und die gezielte Steuerung des VPD-Werts enorme Vorteile für den Cannabisanbau.

Durch die Optimierung dieses entscheidenden Faktors können Grower robustere Pflanzen heranziehen, die höhere Erträge bei gleichzeitig verbesserter Produktqualität liefern. Mit diesem vertieften Wissen sind Grower bestens gerüstet, um die vielfältigen Herausforderungen des Cannabisanbaus erfolgreich zu meistern und die Produktivität ihrer Kulturen konsequent zu maximieren. Die Kontrolle des VPD wird so zu einem leistungsstarken Werkzeug, um den Anbau nachhaltiger, effizienter und letztlich auch profitabler zu gestalten. Wenn du Unterstützung bei der Umsetzung dieser Erkenntnisse in deinem Grow benötigst, helfen wir dir gerne dabei.

Wenn ihr mit uns arbeiten möchtet, stehen wir euch mit unserer Expertise zur Seite und unterstützen euch dabei, die besten Ergebnisse aus eurer Cannabiskultivierung herauszuholen. Hier findet ihr weitere Informationen über unser Beratungsangebot. Falls ihr Fragen oder Anregungen habt, kontaktiert uns einfach, wir freuen uns über eure Nachrichten!

Quellen

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   O., & Araus, J. L. (2019). The Plant-Transpiration Response to Vapor Pressure Deficit
   (VPD) in Durum Wheat Is Associated With Differential Yield Performance and
   Specific Expression of Genes Involved in Primary Metabolism and Water
   Transport. Frontiers in plant science, 9, 1994.
2. Yu X, Zhang Y, Zhao X, Li J. 2023. Systemic effects of the vapor pressure deficit on
   the physiology and productivity of protected vegetables. Vegetable Research 3:20
3. Schönbeck, L. C., Schuler, P., Lehmann, M. M., Mas, E., Mekarni, L., Pivovaroff, A.
   L., Turberg, P., & Grossiord, C. (2022). Increasing temperature and vapour pressure
   deficit lead to hydraulic damages in the absence of soil drought. Plant, cell &
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