Sturen met lichtspectrum: gewasgroei en plantweerbaarheid bij komkommer en tomaat

Om te komen tot energiezuinige, all-electric teeltsystemen is het gebruik van LED-belichting cruciaal. Het feit dat de kleuren van LED belichting instelbaar zijn, biedt nieuwe kansen om gewasmorfologie te sturen en daarmee ook productie te beïnvloeden. De teelt van jonge tomaten- en komkommerplanten kan goed onder verschillende lichtkleuren, waarbij met name de balans blauw en verrood licht de mate van strekking bepaalt.

Om de stap te kunnen maken naar een klimaatneutrale en duurzame glastuinbouw is LED belichting onmisbaar. In de afgelopen jaren is de belangstelling voor LED belichting in de glastuinbouw sterk toegenomen, mede door de sterk toegenomen prijzen voor elektriciteit. Een van de grootste voordelen is de hogere energie-efficiëntie (tot 3.9 µmol/J) dan bestaande SON-T installaties (ca 1.9 µmol/J). Andere voordelen zijn het feit dat LEDs snel aan en uit te schakelen zijn, gedimd kunnen worden, en licht af kunnen geven met het gewenste spectrum.

Een van de grote vragen hierbij is hoe deze voordelen optimaal te benutten zijn door het juiste lichtspectrum voor het telen van een gewas stadiumafhankelijk goed in te kunnen zetten. Plantgezondheid is hierbij voorwaarde stellend. Daarom is het van belang om naast de effecten van de LED-lichtspectra op gewasgroei ook naar de effecten op het optreden van ziektes en plagen en op de effectiviteit van biologische bestrijders te kijken.

Doel van het project “LED licht bij zonlicht” is het opstellen van (goede) basisspectra voor LED-licht als aanvulling op het zonlicht onder omstandigheden met weinig natuurlijk licht. Het onderzoek is gedaan in het IDC LED, een kasfaciliteit met tafels met schakelbare LED plafonds, waar gestreefd werd naar een verhouding van 80% lamplicht en 20% zonlicht (teelt onder winterse condities). In dit rapport staan de resultaten voor jonge tomaten- en komkommerplanten beschreven.

Spectrum bij tomaat
Jonge tomatenplanten werden geteeld bij een brede reeks lichtspectra, die uiteen liepen 95% rood/5% blauw tot een spectrum met gelijke aandelen blauw, groen, rood en verrood licht. Aanpassingen aan het lichtspectrum leidden tot grote verschillen in plantvorm. Wanneer een deel van het rode licht werd vervangen door verrood licht leidde dit tot meer strekking, met een hoger aandeel van de assimilaten in de stengels ten koste van het aandeel in de bladeren.

Een voordeel van verrood licht in het spectrum was dat het aantal bladeren met oedeem kleiner werd. Wanneer in het spectrum met ca. 10% verrood licht het aandeel blauw toenam ten koste van rood licht bleek dat het effect van verrood licht op de strekking teniet gedaan werd door het blauwe licht. Dat betekent dat de plantlengte goed te sturen is via de balans verrood/blauw licht.

Ook de plantkleur werd beïnvloed door het lichtspectrum: een hoger aandeel blauw licht leidde tot een hoger gehalte aan chlorofyl en daarmee een donkerder groene kleur. Het totale drooggewicht van de jonge tomatenplanten werd niet beïnvloed door de lichtbehandelingen, maar de assimilatenverdeling over stengels en bladeren wel. Deze resultaten geven daarmee aan dat het voor opkweekbedrijven goed mogelijk is de plantvorm van jonge tomatenplanten te sturen zonder dat dit ten koste gaat van het plantgewicht.

Spectrum bij komkommer
Jonge snackkomkommerplanten werden geteeld onder een serie lichtspectra die uiteen liepen van 95% rood en 5% blauw tot een spectrum met gelijke aandelen blauw, groen, rood en verrood licht (zoals ook in het zonlichtspectrum het geval is). Aanpassingen in het lichtspectrum leidden tot grote verschillen in plantvorm, met name in stengelstrekking. De totale bovengrondse biomassa (bladeren, vruchten en stengel) was het hoogst bij de planten geteeld onder een spectrum met gelijke delen blauw, groen, rood en wit licht

Dit werd vooral bepaald door het hoge gewicht van stengel en bladeren, de (vroege) vruchtproductie bleek niet significant te verschillen. De kwaliteit van de vruchten wel: de vruchtkleur was lichter bij een hoger aandeel verrood licht in het spectrum. Omdat de productie met een hoger aandeel verrood licht (20-26%) niet hoger was dan bij 10% verrood licht, en de bladstand en plantvorm er goed uit zagen bij de behandelingen met 10% verrood licht, is de aanbeveling om in de keuze voor een lichtspectrum voor een komkommerteelt in de praktijk dit aan te houden. Geen verrood in het lichtspectrum heeft negatieve gevolgen voor het bladoppervlak en bladstand en daarmee de lichtonderschepping, en blijkt (ook al is het niet altijd significant verschillend) in de laagste plantbiomassa en productie te resulteren.

Spectrum bij natuurlijke vijanden
In tomaat worden vrijwel standaard Macrolophus pygmaeus roofwantsen preventief ingezet als bestrijder van witte vlieg, Tuta absoluta en andere plagen. De vraag is hoe het aantal nakomelingen van deze biologische bestrijder wordt beïnvloed door het lichtspectrum. Een lichtspectrum met gelijke aandelen rood, groen en blauw in het lichtspectrum leidde tot minder nakomelingen per M. pygmaeus vrouwtje per dag in vergelijking tot spectra met hogere aandelen rood. Dat heeft mogelijk te maken met het aandeel rood licht, dat door Macrolophus niet kan worden waargenomen.

De sluipwesp Aphidius ervi wordt ingezet tegen bladluizen. De zoek- en parasiteringsactiviteit van deze sluipwesp was hoger naarmate het aandeel rood licht lager was, en de aandelen blauw en groen licht hoger waren. Onder een spectrum met gelijke aandelen rood, groen en blauw licht was het aantal geparasiteerde bladluizen bijna twee keer zo hoog als onder het spectrum met 95% rood en 5% blauw licht.

Conclusie
Om te komen tot energiezuinige, all-electric teeltsystemen is het gebruik van LED-belichting cruciaal. Het feit dat de kleuren van LED belichting instelbaar zijn, biedt nieuwe kansen om gewasmorfologie te sturen en daarmee ook productie te beïnvloeden, maar roept ook vragen op ten aanzien van het meest geschikte lichtspectrum. Dit onderzoek laat zien dat de teelt van jonge tomaten- en komkommerplanten goed kan onder verschillende lichtkleuren, waarbij met name de balans blauw en verrood licht de mate van strekking bepaalt.

Daarmee kan tijdens de opkweek en de start van de teelt gestuurd worden op het telen van een plant met de gewenste plantvorm. Het lichtspectrum had geen effect op plantgewicht en op de vroege productie van snackkomkommer. Een lichtspectrum met een hoger aandeel rood licht wordt door insecten ervaren als condities met minder licht, waardoor voor sommige natuurlijke vijanden, zoals sluipwespen, de zoekactiviteit en/of eileg afneemt. Deze kennis kan gebruikt worden om de uitzetstrategie van natuurlijke vijanden aan te passen aan de lichtomstandigheden in de kas.