LED licht met de zon mee

Beschrijving

Doel
In dit project worden optimale lichtrecepten vastgesteld voor gebruik van LED belichting in combinatie met natuurlijk licht, voor elektriciteitsgebruik, gewasgroei en gewasgezondheid.

Projectomschrijving
In de afgelopen jaren is veel geïnvesteerd in LED belichting. Tegelijkertijd zijn er in de praktijk nog vragen over wat voor verschillende gewassen het meest geschikte spectrum is en in hoeverre een gewas om kan gaan met wisselende lichtintensiteiten door dimmen, als de stroomprijzen hoog zijn. In dit project wordt voor een aantal gewassen kennis opgedaan om te komen tot een effectieve benutting van zonlicht en lamplicht. Daarbij moet rekening gehouden worden met de behoeften van het gewas, het ontwikkelingsstadium van de plant, het lichtpatroon over de dag etc.. De factoren waarmee gevarieerd kan worden zijn: het aan- en afschakelen van de belichting, daglengte, dimmen en gebruik van verschillende lichtspectra. 
De nadruk om te komen tot terugdringen van elektragebruik voor belichting zal liggen op minder inzet van belichting en niet zozeer op onderzoek naar lichtspectrum. Bestaande kennis over effecten van lichtspectra, kan helpen om de lichtbenutting te verbeteren. 

Basis voor het onderzoek is de fysiologie van de plant. Welke processen worden beïnvloed door variabele lichtomstandigheden. Denk aan strekking, aanpassingen aan de fotosynthese, assimilatenverdeling, bloei, etc. En hoe werkt dit door in de lichtbenutting, groei en productie over de hele teelt? Door de systematische opzet van het onderzoek op basis van heldere onderzoeksvragen, kan in dit project veel kennis ontwikkeld worden voor telers over de lichtbenutting en warmtebehoefte in hun teelt. 

Een van de randvoorwaarden voor de toepassing van een duurzaam, fossielvrij teeltconcept is dat het geen nadelige effecten heeft op plantweerbaarheid en natuurlijke vijanden. Daarom worden in dit onderzoek ook deze effecten meegenomen. De opgedane kennis is gewasoverstijgend.

Financiering en coördinatie
Dit project wordt gefinancierd en gecoördineerd door Kas als Energiebron, een innovatieprogramma van LVVN en Glastuinbouw Nederland. Mede mogelijk gemaakt door Kennis in je Kas (KijK). De proef wordt begeleid door telers.

Resultaten

Deelrapport I Freesia
Om energie te besparen schakelen steeds meer teelten over op LED belichting. Omdat LED lampen veel minder warmte produceren dan SON-T passen deze prima in een koude teelt zoals freesia. De Business Unit Glastuinbouw en Bloembollen van Wageningen University & Research heeft in het IDC LED onderzocht welke belichtingsstrategie freesiatelers het beste kunnen hanteren om het meeste rendement uit hun LED belichting te halen. Bij een gelijke lichtsom van 8,6 mol/m²/dag gaf 12 uur hoge lichtintensiteit (200 µmol/m²/s) - afhankelijk van de cultivar - een gelijk of beter resultaat dan 16 uur lage intensiteit (150 µmol/m²/s). De productie was zelfs vergelijkbaar met 16 uur 200 µmol/m²/s, wat een aanzienlijke energiebesparing betekent. Meer of minder blauw licht gaf in meeste gevallen geen betrouwbaar verschil met de referentiebehandeling, hoewel er wel een trend was naar een hogere productie. De verwachting was dat verrood langere bloemtakken zou kunnen geven, maar dat bleek niet het geval. Verrood zorgde voor een haakaanleg hoger op de steel, waardoor de haken gemiddeld juist korter waren. 

Deelrapport II Spectrum chrysant
In de winterteelt van chrysant onder LED belichting is het behalen van de gewenste taklengte van belang. Uit eerder onderzoek bleek dat taklengte onder full-LED heel goed te sturen is door aan het einde van de dag na te belichten met 30 minuten 20 μmol/m²/s verrood licht. De vraag is of eenzelfde effect bereikt kan worden met een lagere intensiteit of een kortere periode ‘einde van de dag’ verrood licht. Uit metingen aan vier chrysantenrassen, geteeld onder 200 μmol/m²/s full LED bleek dat het effect van 20 of 10 minuten ‘einde van de dag’ verrood licht vergelijkbaar was met 30 minuten 20 μmol/m²/s verrood licht. Ook het verlagen van de intensiteit van het ‘einde van de dag’ verrood naar 10 of 5 µmol/m²/s had een vergelijkbaar effect. Om dit effect te verkrijgen is alleen gedurende de eerste weken van de teelt belichten met ‘einde van de dag’ verrood licht niet voldoende. Het ‘einde van de dag’ verrood licht heeft een groter effect op takstrekking of uitgroeiduur dan het spectrum gedurende de dag, waarbij het aandeel groen licht werd gevarieerd tussen 0 en 15% ten koste van rood licht. Deze resultaten laten zien dat het goed mogelijk is om chrysanten onder full-LED te telen, en dat er met lichtkleuren voldoende mogelijkheden het gewas zodanig te sturen dat een gewenste takopbouw en kwaliteit gerealiseerd kan worden.

Deelrapport III Licht en temperatuur chrysant
Om een rendabele chrysantenteelt mogelijk te maken zal het energiegebruik voor belichting en verwarming teruggebracht moeten worden. In dit project werden chrysanten Baltica en Pina colada geteeld bij twee temperaturen (normale en lage temperatuur van respectievelijk 18.5/18 °C en 17.5/16.5 °C (dag/nacht)) en drie lichtniveaus (laag, midden en hoog licht met lichtsommen van 6.0, 7.5 en 9.1 mol/m2/dag). De plantdichtheden en de periode lange dag werden aangepast aan de lichtniveaus. Het verlagen van de teelttemperatuur leidde tot een vertraging in de ontwikkeling van de bloemtakken. De uitgroeiduur werd niet beïnvloed door het lichtniveau, maar een lagere lichtintensiteit leidde tot een lager takgewicht. De productie uitgedrukt in kg versgewicht per m² nam sterk af met een lagere lichtintensiteit, evenredig met de afname in plantdichtheid. Er bleek geen effect te zijn van de behandelingen op de hoeveelheid tripsschade en de grootte van de Botrytis laesies. Deze resultaten laten zien dat het goed mogelijk is chrysanten te telen bij een lager energiegebruik met een goede takkwaliteit.

Deelrapport IV Dynamisch licht jonge tomaten
De toenemende kosten voor elektriciteit maakt het voor de glastuinbouw interessant om op een andere manier te gaan belichten, waarbij lampen aanstaan wanneer de prijzen laag zijn en uit of gedimd wanneer de prijzen voor elektriciteit te hoog zijn. In dit onderzoek is gekeken naar het effect van lichtwisselingen in verschillende frequenties en tussen verschillende lichtniveaus op de groei en morfologie van jonge tomatenplanten. Lichtwisselingen werden vergeleken met continu licht, waarbij de daglichtsom gelijk was. De totale bovengrondse biomassa was lager voor de behandelingen waarbij de lichtwisselingen fluctueerden tussen 200/0 µmol/m²/s ongeacht de gebruikte lichtwisselingsfrequentie. Daarbij nam het chlorofylgehalte, de lichtabsorptie en de fotosynthese ook af. Lichtwisselingen waarbij het licht niet uit ging, gaven vergelijkbare resultaten als bij continu licht. Geconcludeerd kan worden dat een minimale hoeveelheid licht voldoende is voor een plant om flexibel om te gaan met lichtwisselingen, met behoud van ontwikkelingssnelheid en groei. 

Deelrapport V Belichting dwergtomaten
Toenemende kosten voor elektriciteit maakt het voor de glastuinbouw interessant lampen aan te zetten bij lage prijzen en af te schakelen of te dimmen wanneer de stroomprijs hoog is. In dit onderzoek is gekeken naar het effect van lichtwisselingen op groei en productie van dwergtomaten. Wanneer het licht iedere 30 minuten aan of uitgeschakeld werd, waren de planten korter, hadden kleinere bladeren, minder vruchten en dus een lagere productie en biomassa. Wanneer de lichtwisselingen per half uur minder extreem waren, was het aantal vruchten wel lager, maar het totale plantgewicht niet. Een lichtverloop gedurende de dag met ’s nachts belichting, ’s ochtends het licht een uur afgeschakeld en overdag een natuurlijk verloop had geen effect op groei en productie. Ook de groei van planten onder een continue lichtintensiteit of een natuurlijk verloop verschilden niet. Deze resultaten geven aan dat dwergtomaten een groot vermogen hebben lichtwisselingen te integreren.

Deelrapport VI Sturen scheutgelijkheid
Ook op opkweekbedrijven is de interesse in LED sterk toegenomen, zowel door de vraag van de klanten als door de toegenomen elektriciteitsprijzen. De vraag is hoe de LED installatie het beste ingezet kan worden om een goede plant af te leveren. In dit onderzoek is gekeken naar de mogelijkheden om gelijkmatigheid van scheutuitloop na toppen te sturen met lichtintensiteit en -spectrum. Uit de resultaten blijkt dat het goed mogelijk is uniforme planten op te kweken onder LED belichting. Wanneer belicht wordt met een relatief hoge intensiteit zullen de scheuten aan een plant zwaarder worden, en lopen beide scheuten gelijkmatig uit, al is er dan wel meer risico op oedeem en een mindere troskwaliteit. Er is dan weinig te sturen met het lichtspectrum. Wanneer een afweging gemaakt wordt in elektriciteitsgebruik en -kosten en geteeld wordt bij een lagere intensiteit en/of hogere plantdichtheid, kan scheutuitloop en uniformiteit van de planten wel gestuurd worden met lichtspectrum. Een lager aandeel verrood in het spectrum of de dag eindigen met een hoog aandeel rood licht (dag eindigen met lamplicht) kan leiden tot planten met een gelijkmatiger scheutuitloop. Deze kennis kan gebruikt worden om verdere stappen te zetten in een duurzame en rendabele glastuinbouw.

Deelrapport VII Dynamisch licht komkommer
De toenemende kosten voor elektriciteit maakt het voor de glastuinbouw interessant om op een andere manier te gaan belichten, waarbij lampen aanstaan wanneer de prijzen laag zijn en uit of gedimd wanneer de prijzen voor elektriciteit te hoog zijn. In dit onderzoek is gekeken naar het effect van lichtwisselingen op de groei en morfologie van jonge komkommerplanten, en naar het herstelvermogen van de planten na lichtwisselingen. Lichtwisselingen per 30 minuten tussen 95 en 155 µmol m^-2 s^-1 hadden geen effect op groei. Sterkere lichtwisselingen (30-220 en 0-250 µmol m^-2 s^-1) leidde dit tot kortere planten met een kleiner bladoppervlakte en een lager plantgewicht, met minder chlorofyl en een lagere fotosynthese. Deze effecten waren sterker naarmate er sneller gewisseld werd (30 minuten t.o.v. wisselingen in blokken van uren. Wanneer planten na een periode van wisselend licht teruggezet worden bij een constante intensiteit blijken chlorofylgehalte en groei zich te kunnen herstellen. Dat betekent dat er ruimte is om elektriciteit voor belichting efficiënt in te zetten, als een minimale lichtintensiteit aangehouden wordt om negatieve effecten op groei te voorkomen.

Deelrapport VIII Siergewassen
Volgt als het rapport opgeleverd wordt (Q1 2026)