Effecten van zichtbaar en onzichtbaar LED-licht op komkommerproductie en gewasgezondheid

Kees Weerheim (WUR)

Afgelopen jaar is er bij de business unit glastuinbouw en bloembollen van Wageningen University & Research onderzoek gedaan naar het optimale LED-spectrum bij komkommer. Dit onderzoek is uitgevoerd in de hogedraadafdeling van het Innovatie en Demonstratiecentrum voor LED in Bleiswijk. Bij jonge planten waren eerder al positieve resultaten gevonden bij toepassing met verrood licht in diverse lichtrecepten. Nu zijn ook de onderzoeksvragen getoetst wat betreft de hoeveelheid verrood én wit licht op langere termijn en in een praktijkconforme opzet.

Productie
De allerbelangrijkste vraag is wat de effecten zijn op de productie van komkommer. Een vraag die mogelijk belangrijker is betreft de energiebenuttingsefficiëntie: hoeveel grammen komkommer kunnen er worden geoogst per kilowattuur? Verschillende lichtkleuren kunnen een positief effect hebben op de productie, maar zijn ze het extra elektraverbruik door de lagere efficiëntie waard? Daarnaast is het belangrijk of het spectrum ook effect heeft op de gewasgezondheid en voedingsopname. Het hele plaatje moet kloppen voor een duurzame teelt.
Het onderzoek vond plaats aan twee rassen: het ras Hi Power en het meeldauwresistente ras Dee Flexion. In een teelt van bijna 25 weken is er in de referentiebehandelingen 65.6 en 66.3 kg/m2 geoogst van Hi Power en Dee Flexion. De hoogste productie is behaald in de behandeling waar 10% verrood licht is toegevoegd aan het spectrum, waarbij Dee Flexion een productie behaalde van 71.5 kg/m2. De verklaring hiervoor zit voornamelijk in een fors hogere droge stofproductie door een hogere fotosynthese gecombineerd met een groter bladoppervlakte.
Deze resultaten zijn behaald onder winteromstandigheden. Dat betekent dat de hoeveelheid zonlicht slechts 17% bedroeg en het gewas gedurende de hele teelt is blootgesteld aan een winterklimaat.

Spectra
In dit onderzoek was er specifiek aandacht voor twee golflengtegebieden: het niet zichtbare verrode licht en wit licht. Verrood licht is noodzakelijk voor een goede plantvorm en was dus al onderdeel van het referentie lichtspectrum. Wit licht kan een belangrijke rol spelen in de gewasgezondheid. Het verrode licht is op twee manieren toegepast: door een deel van het rode licht te vervangen voor verrood licht, of door het toe te voegen aan het referentiespectrum. Ook het witte licht is toegediend in plaats van een aandeel rood licht. Er moet rekening worden gehouden met het feit dat de elektrische efficiëntie van het lichtspectrum afhangt van de combinatie van golflengten, wat door de voortschrijdende ontwikkeling van de techniek nog aan verandering onderhevig is.

Fotosynthese
De rassen reageren niet hetzelfde op de lichtspectra. Bij Hi Power worden er minder assimilaten geproduceerd wanneer rood licht door verrood licht wordt vervangen, terwijl dat bij Dee Flexion niet zo is. Hi Power reageert daarop door minder en kleinere bladeren aan te maken. Een effect dat bij beide rassen wordt waargenomen is dat er een toename in fotosynthese wordt gevonden bij toevoeging van verrood licht. Dit wordt grotendeels weer teniet gedaan in combinatie met een hoger aandeel wit licht. Dat verrood licht een positief effect heeft op de fotosynthese laat zien dat het belangrijk is om dit golflengte gebied mee te nemen in het onderzoek en niet alleen te focussen op PAR-licht.

Gewasgezondheid
Om de effecten van de lichtspectra op gewasgezondheid te bepalen zijn er biotoetsen uitgevoerd met meeldauw en trips. In het geval van meeldauw bij Hi Power zijn er geen significante verschillen gevonden met de referentiebehandeling. Dee Flexion is meeldauw resistent en bestrijding ervan was niet nodig gedurende het hele onderzoek. Uit de biotoets met thrips bleek dat de tripsschade significant werd verminderd in de behandeling met extra verrood en wit licht. Dit effect houdt verband met het toevoegen van verrood licht en kan niet worden gerelateerd aan wit licht. Behalve bestrijding van meeldauw bij Hi Power is de gewasbescherming op volledig biologische wijze verlopen.

Praktijk
Er ligt een goed spectrum voor komkommer op tafel. Een hoger aandeel verrood in het spectrum kan nuttig zijn in combinatie met het gunstige effect op weerbaarheid tegen trips. Een belangrijk leerpunt in het onderzoek is dat de assimilatenverdeling naar de vruchten moet worden geoptimaliseerd bij een goede lichtonderschepping. Hierdoor kan de lichtbenuttingsefficiëntie nog meer toenemen. Tegelijkertijd is het niet altijd noodzakelijk om ‘duurdere’ golflengten toe te passen en kan het lonen om het onderzoek te richten op dynamische lichtspectra met de hogere efficiëntie.

Dit onderzoek wordt gefinancierd door het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit en Glastuinbouw Nederland binnen het programma Kas als Energiebron, met daarbij een bijdrage in de lampen en de aansturing daarvan van Signify.

Meer nieuws