Fundamentele kennisontwikkeling LED-belichting voor praktische toepassing in de kas

Beschrijving

Doel:

Ontwikkeling van breed toepasbare fundamentele kennis over de effecten van de spectrale samenstelling van belichting in combinatie met de fotoperiode (uren belichting per dag). Deze kennisontwikkeling is noodzakelijk om verdere introductie van LED bij een brede groep gewassen mogelijk te maken, en te versnellen.

De opgedane kennis die wordt ontwikkeld voor de voorbeeld onderzoeksgewassen (aubergine, paprika, aardbei, lisianthus, gerbera) is direct toepasbaar. Dit zijn juist de gewassen die op dit moment voor een aantal grote uitdagingen staan m.b.t. jaarrond productie.

Toelichting:

Bij recent onderzoek wordt duidelijk dat er fundamentele (plantfysiologische) kennis er nog ontbreekt om LED succesvol toe te kunnen passen. Bij allerlei gewassen blijkt dat het ‘standaard rood/blauw spectrum’ dat bij tomaat wordt toegepast geen goede resultaten geeft. Er ontstaan problemen met de fotosynthese, met de plantvorm, en met de bloei. Dat is jammer, want met de juiste kennis van zaken liggen er juist hele grote kansen. Dit voorstel beoogt breed toepasbare fundamentele kennis te ontwikkelen over de effecten van de spectrale samenstelling van belichting in combinatie met de fotoperiode (uren belichting per dag). De aandacht richt zich daarbij op een brede groep gewassen met elk hun specifieke problemen: Daglengte-neutrale vruchtgroenten (aubergine en paprika), kwantitatieve lange dag planten met gedetermineerde groei (lisianthus) en ongedetermineerde groei (aardbei), en kwantitatieve korte-dag planten (gerbera).

Aanpak:

In werkpakket 1 worden  algemene gewasoverstijgende aspecten onderzocht:

• Aanvulling recent ontwikkelde kennis over interactie fotoperiode-lichtspectrum.
• Overzicht stand van techniek LED t.a.v. welke golflengten LED beschikbaar zijn buiten de standaard rood (660 nm), blauw (450 nm), verrood (730 nm) en wit. Waarbij het uitgangspunt is: De meest effectieve combinatie van LED-typen om de gewenste gewasrepons te krijgen moet bepalen welke armaturen voor de tuinbouw gemaakt worden.
• Overzicht van de (on)zin van tussenbelichting waarbij modelmatig wordt berekend onder welke omstandigheden (intensiteit topbelichting, daglicht) tussenbelichting theoretisch gezien überhaupt zinvol kan zijn ten opzichte van een zelfde intensiteit extra topbelichting.

Daarnaast is er aandacht voor 5 onderzoeksgewassen. Die onderzoeken vinden plaats in klimaatcellen. In de klimaatcellen kan daglicht vrijwel perfect gesimuleerd worden:

• Aubergine: In een nu lopende belichtingsproef is het fotosynthese-systeem van de bladeren zwaar beschadigd. Zonder een oplossing van dit probleem is jaarrond teelt van aubergine kansloos. Onze hypothese is dat een combinatie van fotoperiode en lichtspectrum de oorzaak is.
• Paprika: Na een aantal onderzoeken zijn flinke stappen vooruit gemaakt en de teelt in de lopende proef bij Delphy onder hybride belichting gaat heel redelijk. Echter, het is het nog altijd niet echt goed gelukt om een goede strekking van de internodiën te realiseren. De internodiën zijn onnatuurlijk kort, waardoor het maar net aan (of net niet) werkbaar is, en de bladkwaliteit is matig. Mogelijk is een basis van meer wit licht (en dus minder rood), of een andere golflengte rood, al dan niet gecombineerd met een iets kortere belichtingsduur veel effectiever om de gewenste gewasrespons te realiseren.
• Aardbei: Lopende jaarrond teeltproeven met doordragers laten nog niet de gewenste resultaten zien. Doordragers in een lopende belichtingsproef bij Delphy onder verschillende spectra presteren redelijk, maar nog verre van ideaal. Productie, en vooral controle over de strekking van blad- en bloemstelen en bloei, zijn nog onvoldoende. De minimale strekking van de bladstelen zorgt voor onvoldoende lichtonderschepping. Plant Lighting denkt dat er wel degelijk een sleutel is om doordragers op de juiste manier te kunnen sturen. Die strategie willen zij ontwikkelen.
• Lisianthus: De belichtingsintensiteiten zijn extreem hoog in deze teelt (inmiddels tot wel 400 μmol/m2/s!). Ook het aantal branduren is hoog. Maar verwacht wordt dat met volledig LED belichting het rood/blauwe spectrum problemen optreden. Doelstelling is aan te tonen hoe met LED succesvol lisianthus geteeld kan worden. Dit is een belangrijke stap om een duurzamere lisianthusteelt mogelijk te maken.
• Gerbera: Gerbera intensiveert en werkt intensief aan kennisontwikkeling om het gewas zo goed mogelijk onder controle te krijgen. Proeven onder LED bij WUR-Glastuinbouw laten goede resultaten zien. Er ligt echter nog een grote onbenutte kans: Gerbera is een kwantitatieve korte-dag plant. Dit maakt dat de doelstelling van zoveel mogelijk assimilatenaanmaak (source) door de daglengte te verlengen haaks staat op de doelstelling om voldoende bloemen (sinks) te induceren. Op basis van onze plantfysiologische achtergrondkennis denkt Plant Lighting dat er een kans ligt om met LED gerbera voldoende bloemen te kunnen laten aanleggen bij lange dag.