Belichting
Licht is de brandstof voor de fotosynthese en daarmee de belangrijkste factor voor de groei en ontwikkeling van planten. De eenheid van (groei)licht voor plantengroei wordt uitgedrukt in µmol/m2/s (= aantal lichtdeeltjes in micromollen per m2 bladoppervlak per seconde). De snelheid van de fotosynthese (ook wel assimilatiesnelheid genoemd), wordt grotendeels bepaald door de beschikbaarheid van de hoeveelheid groeilicht. Onder (dag) lichtbeperkende omstandigheden is belichting dan ook de enige optie om de productie te verhogen en jaarrond telen van planten mogelijk te maken. Van belang zijn intensiteit, belichtingsduur en lichtkleur, waarbij opgemerkt moet worden dat de hoeveelheid licht niet de enige factor is die de assimilatie snelheid bepaald. Andere factoren, zoals plant-type, chlorofyl gehalte, temperatuur, beschikbaarheid van water en voedingsstoffen, luchtvochtigheid en de CO2 concentratie in de lucht, zijn mede bepalend voor de efficiëntie van de groei. Deze factoren samen bepalen hoe efficiënt het licht door de plant kan worden benut. Plant Dynamics heeft veel ervaring om al deze groeifactoren in kaart te brengen (hier moet link komen naar expertise: Fotosynthese en sensoren) en aan te geven waar optimalisatie mogelijkheden liggen voor betere productie. Een samenspel van technische verbeteringen en fysiologische experimenten kan helpen de inzet van belichting rendabeler maken en energie efficiënter te benutten.
Hogedruk natrium (SON-T) is verreweg de meest gebruikte lichtbron in de glastuinbouw. De belangrijkste reden hiervan is de hoge groeilicht efficiëntie (µmol/Watt), de beschikbaarheid in hoge vermogens (1000 Watt) en de compactheid van de lamp. De lichtkleur (spectrale samenstelling) wijkt af van natuurlijk daglicht, maar over het algemeen is de plantontwikkeling in kassen prima onder dit licht. Bij daglicht loze teelt is de aanbeveling niet uitsluitend hogedruk natrium lampen te gebruiken, maar bijvoorbeeld lampen die meer op daglicht lijken (HPI, HQI of tl) of een mix van lampen.
Figuur: spectrale verschillen tussen daglicht (links) en hogedruk natriumlampen (rechts).
Sinds 2000 is Plant Dynamics een pionier op het gebied van assimilatiebelichting en verrichten we wetenschappelijk- en praktijkgericht onderzoek naar de toepassing van LED’s in de tuinbouw.
De ontwikkeling van nieuwe Light Emitting Diodes (LED) met een zeer hoge groeilichtopbrengst biedt perspectieven voor de toepassing in de tuinbouw. LED’s hebben een aantal voordelen en wordt steeds meer in de praktijk toegepast als stuurlicht of assimilatielicht in meerlagenteelten en tussenbelichting. De efficiëntie van LED t.o.v. SON–T neemt steeds toe en biedt perspectieven voor de toepassing van LED als topbelichting. LED’s stralen aan de voorkant bijna geen warmte uit en zijn beschikbaar in allerlei lichtkleuren. Dit biedt voordelen t.o.v. SON-T, echter voordat SON–T door LED zal worden vervangen is o.a. meer kennis nodig over welke lichtkleur optimaal is voor de groei en ontwikkeling van het gewas en wat de optimale licht/warmte balans is.
LED’s hebben toepassingsmogelijkheden binnen tuinbouw applicaties maar (nog) niet als volledige vervanging van assimilatiebelichting. Plant Dynamics heeft alle expertise in huis om u te helpen bij het zoeken naar gerichte oplossingen.
Foto: LED proef in combinatie met hogedruk natrium bij Van der Arend Roses. Dit onderzoek is uitgevoerd door Plant Dynamics samen met Wageningen universiteit (zie rapport: Lichtspectrum als middel voor energiezuinige rozenteelt)
Figuur rechts: voorbeeld van spectrale samenstelling (paars) Led licht. Let op de verschillen met dag- en SON-T licht.
Directe sturing van de groei en ontwikkeling van het gewas speelt een steeds belangrijkere rol in de glastuinbouw. Enerzijds om te komen tot een economisch rendabele teelt, anderzijds om producten te produceren die steeds beter aan de wensen van de markt voldoen. In de pot- en kuipplantenteelt en in de teelt van eenjarige zomerbloeiers is sturing van de groei van groot belang bij een groot aantal gewassen. Dit wordt momenteel grotendeels gedaan door sturing van het klimaat en inzet van diverse groeiregulatoren. Ook lichtkleur heeft effect heeft op plantontwikkeling en kan mogelijk als alternatief dienen.
De groei van planten is dus niet alleen afhankelijk van de assimilatie. Allerlei stuurprocessen die bepalend zijn voor de plant architectuur en complexe processen zoals bloei, worden bepaald door het lichtspectrum. Proeven in kassen waarbij bepaalde delen van het zonlichtspectrum werden tegengehouden of lichtkleuren werden toegevoegd, lieten zien dat planten compacter groeien naarmate het aandeel blauw licht toeneemt en de hoeveelheid verrood licht afnam. Hoeveel blauw nodig is voor normale ontwikkeling van een plant is slechts door weinig mensen en voor een paar plantensoorten onderzocht.
Over het algemeen wordt aangenomen dat licht met een spectrum vergelijkbaar met zonlicht een normale plantontwikkeling garandeert. Zonlicht bevat, uitgedrukt als percentage van alle fotonen tussen 400 en 800 nm, ca. 21% blauw (400-500nm), 26% groen (500-600nm), 27% rood (600-700nm) en 26% verrood licht . De blauwlichtbehoefte varieert per plantensoort. Hierdoor kunnen sommige planten zonder problemen gekweekt worden in licht met weinig blauw, terwijl andere soorten meer blauwlicht vereisen. Het effect van van blauw licht is daarnaast afhankelijk van de hoeveelheid rood licht of beter gezegd van de rood/verrood verhouding van het licht.
De rood/verrood verhouding (R/VR) van licht speelt een zeer belangrijke rol bij de ontwikkeling van planten. De R/VR wordt waargenomen via het de fotoreceptor fytochroom. Afhankelijk van het spectrum is fytochroom in een actieve of in-actieve vorm. Deze zogenaamde fytochroom balans is bepalend voor veel ontwikkelingsprocessen in de plant, zoals kieming van zaden, bloemknopontwikkeling, stengelstrekking en veroudering.