Forse energiebesparing in hogedraad komkommer dankzij integratie verrood zonlicht in spectrum

Méér gebruikmaken van de hoeveel verrood licht die aanwezig is in het zonlicht in combinatie met dynamisch belichten met LED, kan een forse energiebesparing opleveren in de voorjaarsteelt van hogedraad komkommer. Dat is de belangrijkste conclusie van het project ‘Komkommer met zonlicht een spectraal evenwicht?’, dat zich in de afrondende fase bevindt. Maar er zijn ook leerpunten: zo is het zaak om verrood uit LED in het najaar eerder bij te schakelen.

Voldoende verrood licht is cruciaal voor een goede gewasgroei bij komkommer. Eerdere onderzoeken van onder andere Wageningen University & Research (WUR) toonden dat het aandeel verrood in het LED-spectrum bij voorkeur rond de 10% moet liggen, geeft WUR-onderzoeker Kees Weerheim aan. “In een proef die we eerder uitvoerden, bleek dat - wanneer het aandeel verrood licht ver onder de 10% zakt - de bladstelen korter worden, de bladeren gaan krullen en de lichtonderschepping daalt. Hierdoor krijgt de plant onvoldoende energie, wat ook resulteert in een lagere productie.”
Aandachtspunt is echter wel dat de inzet van verrood licht zeker 20% minder energie-efficiënt is dan rood licht. “Vanuit deze achtergrond ontstond het idee om te kijken of we meer gebruik kunnen maken van verrood licht in het zonlicht en daarmee minder verrood hoeven toe te dienen via LEDs. Op die manier kun je met minder energie eenzelfde productie behalen, zo was de gedachte. Óf je vervangt het aandeel verrood in het lichtspectrum door rood licht, om op die manier de productie te verhogen zonder extra energiekosten.”

Twee verschillende spectra
Dit idee werd, met financiering vanuit Kas als Energiebron, beproefd in een kasafdeling van 144 m² bij het Innovatie en Demonstratie Centrum (ICD) voor LED van de WUR in Bleiswijk. In het najaar werd hier het ras Dee Flexion aangeplant. “De afdeling bestond uit vier gelijke vakken, met een belichtingsinstallatie waarbij het spectrum per afdeling kon worden geregeld”, licht Weerheim toe. “Verder waren de afdelingen voorzien van koeling en bevochtiging, zodat het klimaat optimaal beheersbaar was.”
In beginsel werden twee verschillende spectra ingesteld. Het ene spectrum bestond volledig uit rood licht, met het idee dat de plant zoveel mogelijk gebruik zou maken van verrood uit het beschikbare zonlicht. Het tweede spectrum (het referentiespectrum) was het traditionele LED-spectrum in komkommer: 5% blauw, 5% groen, 80% rood en 10% verrood licht. “We wisten dat er in de winter een moment zou komen dat het buitenlicht niet meer voldoende verrood zou bevatten voor een goede groei onder het eerstgenoemde spectrum. De hamvraag was wanneer dit moment zou zijn, waar de grens lag.”
Die grens werd al vrij snel bereikt: eind november, begin december bleef de productie onder het rode LED-spectrum duidelijk achter. “We zagen een afname van de fotosynthese; de planten gingen op een bepaald moment zelfs vruchten aborteren. Dat was best heftig. De productie liep 35% terug ten opzichte van het referentiespectrum. Na het uitvoeren van voldoende metingen, om dit fenomeen te verklaren, is overgeschakeld naar het referentiespectrum. Daarop herstelden de gewasgroei en de productie snel.”

Vijftien procent energiebesparing
Eind januari werd een tweede proefonderdeel opgestart: in twee afdelingen kwamen nieuwe planten te staan, onder het reguliere spectrum. Doel hierbij was om, in een periode met een toenemende hoeveelheid buitenlicht waarin het gewas naar het licht toegroeit, inzicht te krijgen in wanneer de hoeveelheid verrood LED-licht kan worden teruggeschakeld. “In het najaar maakten we de switch van zonlicht naar lamplicht, bij de voorjaarsproef was het omgekeerd. Op basis van intensieve metingen - van de hoeveelheid verrood in het zonlicht en de gewasparameters in combinatie met de analyse van de najaarsproef -  hebben we het verrode licht toen langzaam afgebouwd. Dat werkte goed: met deze dynamische strategie wisten we vijftien procent energie te besparen ten opzichte van de behandeling met het referentiespectrum. En dat terwijl de gewasgroei en productie op peil bleven.”
De onderzoekers werkten met weeksommen van verrood licht. “De najaarsproef leerde ons echter dat het lichtspectrum niet alleen de plantvorm beïnvloedt, maar ook de fotosynthese. Om die reden is het belangrijk om de hoeveelheid verrood te verdelen; de plant moet iedere dag een bepaalde hoeveelheid verrood licht krijgen.”

Leerpunt
Samenvattend kan worden gesteld dat méér gebruikmaken van het aandeel verrood in het zonlicht een behoorlijke energiebesparing kan opleveren. Tenminste, in een voorjaarsteelt hogedraad komkommer. “Voor de najaarsteelt hebben we duidelijk de grens opgezocht én overschreden. We wisten hier een klein beetje energie te besparen, maar hebben ook productie laten liggen. Het belangrijkste leerpunt van deze proef is dat dynamisch belichten - of dat nu op de dag is of over het seizoen - complexe materie is, maar dat dit wel perspectief biedt voor energiebesparing.”