Fundamentele kennisontwikkeling LED-belichting voor praktische toepassing in de kas, deel 2

Beschrijving

Doel:
Ontwikkeling van breed toepasbare fundamentele kennis over de effecten van de spectrale samenstelling van belichting in combinatie met de fotoperiode (daglengte).

Projectbeschrijving:
Belichten met LED in plaats van met SON-t lampen biedt veruit de grootste kans om het elektraverbruik te beperken met behoud van een hoge productiviteit. LED-belichting begint nu ook een grote vlucht te nemen. Daarbij wordt ook pijnlijk zichtbaar hoeveel fundamentele kennis nog ontbreekt om LED succesvol toe te kunnen passen. Bij allerlei gewassen blijkt dat het ‘standaard rood/blauw spectrum’ dat eerder bij tomaat wordt toegepast geen goede resultaten geeft. Er ontstaan problemen met de fotosynthese, met de plantvorm, en met de bloei. Dit remt de verdere opmars van LED. Dat is jammer, want met de juiste kennis van zaken liggen er juist hele grote kansen die door de keuze in spectrum met LED kunnen worden gerealiseerd.
Het afgelopen jaar is in het (voorgaande) gewas-overstijgende project “Fundamentele kennisontwikkeling LED-belichting voor praktische toepassing in de kas” intensief onderzoek gedaan naar effecten van fotoperiode en lichtspectrum aan de gewassen aubergine, paprika, aardbei, gerbera en lisianthus. Dit heeft tot belangrijke nieuwe inzichten geleid. Het voorstel is  om dit project voort te zetten omdat er nog belangrijke vragen zijn en ook om geen tijd te verliezen. Het onderzoek vindt plaats in de nieuwe klimaatcellen van Plant LIghting waarin daglicht vrijwel perfect wordt nagebootst:

Aubergine: In het vorige onderzoek bleek de fotosynthese-schade (en productie) van aubergine door zowel daglengte als door lichtspectrum te worden beïnvloed. Ook blijkt dat de schade erger wordt bij een groter overschot aan assimilaten. In dit vervolg willen we de opgedane fundamentele inzichten verder uitdiepen en toepasbaar te maken, om zo tot een belichtingsstrategie te komen waarbij aubergine wel jaarrond en energiezuinig geteeld kan worden. In klimaatcellen met daglichtsimulatoren wordt twee proefrondes gedaan (er zijn reeds 4 gedaan). In de eerste proefronde wordt zes of acht klimaat-units de effecten van daglengte, lichtspectrum en lichtintensiteit op de plantontwikkeling en fotosynthese getoetst. In de tweede rond wordt in een grotere klimaatcel langduriger geteeld (tot en met ~7 oogstweken) met twee zones voor verschillende belichtingsstrategien.

Paprika: Stengelstrekking, voldoende zetting en behoud van een goede bladkwaliteit zijn een uitdaging bij jaarrond belichte paprikateelt. Uit het afgelopen onderzoek waar deze aanvraag op voortbouwt, blijkt met het lichtspectrum de gewasstrekking te sturen, en blijken zowel spectrum als daglengte een sterke invloed te hebben op de bladkwaliteit, huidmondjesopening en verdamping, en uiteindelijk ook op de productiviteit. In kasproeven is de aflopen jaren een hoge etmaaltemperatuur van 24°C aangehouden in de winter, met name om voldoende stengelstrekking te behouden. Een lagere etmaaltemperatuur maakt fossielvrij telen makkelijker, en heeft plantkundige voordelen. Dit denkmodel wordt getoetst in twee klimaatkamers bij twee verschillende lichtspectra.

Aardbei: In belichte aardbeienteelten onder glas is de productie per mol licht relatief erg laag. Dit komt voornamelijk door (1) een te lage lichtinterceptie en (2) een te korte oogstperiode t.o.v. de gehele teeltduur. Controle over de strekking van blad- en bloemstelen en over de bloei zijn de sleutel tot een succesvolle jaarrondteelt. Uiteindelijk moet in balans geteeld kunnen worden met een gecontroleerde en zo gelijkmatig mogelijke trosaanleg over een lange periode. In het onderzoek waar deze aanvraag op voortbouwt is het gelukt om juni-dragers, waarbij bloei geïnduceerd wordt bij korte-dag, te laten bloeien bij lange-dag. Daarnaast is het gelukt om doordragers, waarbij bloei juist geïnduceerd wordt bij lange-dag, trager bloemtrossen te laten aanleggen bij lange-dag door spectrale sturing. In de tweede proefronde van dat onderzoek wordt die kennis verder uitgediept en gefocust op de noodzakelijke betere strekking van de bladstelen voor voldoende lichtinterceptie. In dit vervolg wordt die tweede proefronde verlengd en een nieuwe proefronde voorgesteld met 6 belichtingsbehandelingen op het ‘misleiding’ van het bloeisignaal en op strekking van de bladstelen.

Gerbera staat bekend als 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.

Uit het afgelopen onderzoek is naar voren gekomen dat gerbera wel degelijk evenveel bloemtakken kan aanleggen bij lange dag als bij korte dag, door de dag met een aantal verschillende kleurenspectra te verlengen. Hieruit is de vraag naar voren gekomen of gerbera wel daadwerkelijk een korte-dag plant is. Mogelijk geldt de korte-dag respons alleen bij een bepaald spectrum, of is er sprake van interacties met planttemperatuur, en/of met lichtsom (alleen bij een hoge lichtsom is er een korte-dag respons?). Een antwoord op deze fundamentele vragen over de fysiologie van gerbera vraagt verlenging van dit onderzoek. Met deze aanvraag wordt de huidige proefronde verlengd waar zes belichtingsbehandelingen getoetst worden die basale vragen over de bloei inductie van gerbera moeten beantwoorden: wat zijn de zuivere effecten van daglengte, lichtsom en temperatuur? Daarnaast wordt nog een proefronde voorgesteld.

Bij alstroemeria onder hybride belichting is de bladkwaliteit in de winter vaak onvoldoende. In de praktijk is geconstateerd dat op momenten dat korter belicht wordt dan de gebruikelijke 18 uur, minder problemen met bladkwaliteit optreden. Bij een hoge uitstraling verergeren de problemen met bladkwaliteit. De uitdaging is om de oorzaak van de problemen met bladkwaliteit te vinden. Is een lange daglengte schadelijk voor het fotosysteem, evenals bij tomaat en aubergine? Of is er een probleem met verdamping bij lange daglengte en/of bij bepaalde spectra belichting, zoals ook bij paprika gemeten is in het afgelopen project? Met gerichte belichtingsbehandelingen wordt in dit onderzoek getoetst hoe de bladkwaliteit, fotosynthese, huidmondjesopening en verdamping reageren op verschillende lichtspectra bij verschillende fotoperiodes.