Zoeken

De opkomst van LED techniek, waarbij slechts enkele golflengten additioneel toegevoegd wordt ter bevordering van de fotosynthese, roepen vragen op over voorwaarden van de (samenstelling en samenhang van ) golflengtes of wel over het optimale en minimaal vereiste lichtspectrum voor een goede groei van gewassen. Dat de kennis over kunstlicht beperkend is, is met name gebleken bij roos. Maar ook ten aanzien van stuurlicht blijken hypothese in proeven niet bevestigd te worden. Met name kunstlicht stelt ons voor nieuwe vragen, confronteert ons met onvolledige kennis en begrip, met als gevolg onjuiste aannames en onvolledige analyses. Het gebrek aan kennis noopt tot een kritische beschouwing van alle kennis en de omstandigheden waaronder die kennis is verzameld. Bestaande kennis en proefresultaten zullen geanalyseerd moeten worden om te bepalen welke kennis verworpen moet worden, welke kennis aangepast, welke kennis over het hoofd is gezien en toch bruikbaar is en welke kennislacunes er zijn. Het gaat om de integrale effecten van licht(samenstelling). Niet alleen op de fotosynthese, maar ook op de verdeling en benutting van assimilaten tot product en kwaliteit, planthabitus en overige aspecten als (ongewenste) verdamping, hormoonbalanseffecten op knop en wortel of (verstorings)effecten op strekkingsprocessen. Dit kan leiden tot nieuwe inzichten en bijdragen aan het gewenste doel: een betere productie en kwaliteit en effectievere benutting van kunstlicht in de winter en (in mindere mate) tot betere afscherming bij overmaat van licht in de zomer. Doelstelling van dit project is het bepalen van relevante kennis en kennislacunes die de sector en het onderzoek leiden naar een betere toepassing van kunstlicht (en in mindere mate) het verbeteren van afscherming in de zomer. Werkpakket 1. Kennisinventarisatie Dit werkpakket start met een korte ronde waarin de kennis, ervaring en ideeën omtrent licht van een aantal telers, adviseurs en onderzoekers wordt geïnventariseerd. Na deze ronde kennisinventarisatie worden de onderwerpen gegroepeerd en uitgewerkt. Aan het einde van deze fase is er een min of meer compleet overzicht van de kennis en ervaring op het gebied van benutting van lichtkleuren in de tuinbouw, in relatie tot andere teelt- en klimaatmaatregelen. Werkpakket 2. “Spelen” met de kennis en ervaring In dit werkpakket wordt de kennis die opgedaan is in werkpakket 1 in een breder kader geplaatst. Dit werkpakket begint met een workshop waarin de kennis (kort) gepresenteerd wordt, maar waarin vooral de dogma’s rond licht en het gebruik van lichtkleuren besproken worden. Deze workshop moet nieuwe ideeën, concepten en verdere vragen opleveren. Deze worden verder uitgewerkt, ook weer gebruik makend van bestaande informatie en (waar nodig) specialistische kennis van (ervarings)deskundigen. In dit werkpakket willen we de omzetting maken van kennis (opgedaan in werkpakket 1) naar concepten hoe je het lichtklimaat optimaal in kunt zetten in de glastuinbouw, maar ook van wat de onmogelijkheden hiervan zijn. Dit moet leiden tot een totaalplaatje van wat er mogelijk is. Een aanbeveling voor telers die overwegen over te stappen naar LED-belichting is zich goed te laten informeren door lampenfabrikanten over de producten die zij bieden, lichtspectrum, efficiëntie, ervaringen en financieringsmogelijkheden. Hierbij gaat het niet alleen om de effecten op gewas, maar ook om plantweerbaarheid, mogelijkheden tot scouting en de werkbaarheid van het personeel onder die lichtcondities. In de afgelopen twintig jaar is het elektriciteitsgebruik in de glastuinbouw snel toegenomen door toenemende arealen belichte teelt en een sterke toename van het geïnstalleerd vermogen aan belichting. Deze trend is te keren door de vervanging van de huidige SON-T belichting door LED-belichting, die efficiënter is in het omzetten van elektriciteit in licht. LED-belichting biedt nieuwe perspectieven voor de teelt en sturing van gewassen, omdat het lichtspectrum kan worden aangepast aan de behoeftes van het gewas. Dit biedt mogelijkheden om de morfologie, ontwikkeling en fysiologie van planten te sturen. Beter gebruik mogelijkheden In het project ‘Denkkader licht’ hebben onderzoekers van Wageningen University & Research bestaande kennis, proefresultaten en praktijkervaringen geïnventariseerd en geanalyseerd om bij te dragen aan de kennis die nodig is om te komen tot een beter gebruik van de mogelijkheden van LED-belichting in de glastuinbouw. Hierbij is niet alleen gekeken naar de effecten op gewas, maar ook op de plantweerbaarheid en natuurlijke vijanden. Dit project levert daarmee geen standaard lichtrecepten op, maar biedt een denkkader om te begrijpen waarom bepaalde effecten optreden en hoe per gewas de kennis moet worden opgebouwd om wel te kunnen komen tot de meest effectieve belichtingsstrategieën. Systeemverandering Uit proeven en demonstratieprojecten blijkt dat de overstap van een onbelichte teelt of SON-T belichting naar een LED belichte teelt de nodige consequenties heeft voor temperatuurverdeling, ontwikkelingssnelheid, raamopening en daarmee voor CO2 benutting, warmte en elektriciteitsverbruik. Het toepassen van LED’s in de kas is een systeemverandering, waarbij alle elementen van het systeem opnieuw geoptimaliseerd moeten worden. Projectnummer: 20113

Met een betrouwbare meetmethode die continu de gewasfotosynthese meet, zou het kasklimaat optimaal op de fotosynthese afgestemd kunnen worden. Zo kan de CO2 dosering, belichting en regeling van het vochtdeficiet worden aangepast op momenten dat de fotosynthese niet efficiënt verloopt. Nu zijn effecten pas uren of dagen erna te zien. Met zo’n methode kan dan energie en CO2 mee bespaard worden. Begin 2014 zijn twee door Wageningen UR Glastuinbouw en PhenoVation twee nieuwe fotosynthesesensoren ontwikkeld, de gewasfotosynthesemonitor en de CropObserver, en deze zijn getest in een proef met belichte tomaten. De gewasfotosynthesemonitor is een softsensor die de CO 2 opname van een hele kas kan berekenen. Dat doet deze monitor op basis van de CO 2 balans van een kas. De CropObserver is een fluorescentiesensor die een beeld geeft van de efficiëntie van de fotosynthese van een groot (ca. 9 m 2 ) oppervlakte gewas. Met deze sensor wordt het gewas belicht met korte lichtpulsen van boven uit de kas. Deze sensoren zijn onderhoudsvrij, robuust, eenvoudig te installeren en goed te koppelen aan de klimaatcomputer. In dit project worden de fotosynthese- en fluorescentiesensoren die ontwikkeld en getest zijn in een onderzoekskas, een stap verder richting de praktijk brengen. Dit wordt gedaan door de twee nieuwe sensoren te installeren op twee praktijkbedrijven, een belichte tomatenteelt (september – maart) en een onbelichte tomatenteelt (januari – maart). Ook wordt het concept meegenomen in lopende gerberaproef rond belichting. Twee methoden zijn onderzocht om de gewasfotosynthese of deelprocessen daarvan te monitoren. Het gaat om de gewasfotosynthesemonitor, die de opname van CO2 door het gewas door de CO2 balans van de kas berekent en de CropObserver, die de elektronentransportsnelheid (ETR) met behulp van chlorofyl fluorescentie bepaalt. De data van de gewasfotosynthesemonitor werden vergeleken met de fotosynthesemodule van het gewasgroeimodel INTKAM. Verder werd het dagverloop van de huidmondjesopening bepaald met de Stomatasensor. De sensoren zijn getest op twee praktijkbedrijven met belichte en onbelichte tomaten en in een gerbera experiment waarbij belicht werd met LEDs, SON-T en een hybride systeem. Uit de metingen bleek dat de gewasfotosynthesemonitor te gevoelig is voor veranderingen in raamstanden en wisselingen in CO2 dosering om de gewasfotosynthese nauwkeurig te kunnen bepalen. De CropObserver was in staat om de lichtbenutting in de fotosynthese door het gewas snel, nauwkeurig en continu te bepalen. Echter, omdat de meting van lichtintensiteit in willekeurige eenheden gedaan werd en er nog andere stappen in de fotosynthese van belang zijn, was de CropObserver niet geschikt om de fotosynthese van het gewas (in μmol CO2 m-2 s-1) te bepalen. PhenoVation is nog bezig met de verdere ontwikkeling van de CropObserver om deze tekortkomingen op te lossen. Uit bovenstaande blijkt dat het niet eenvoudig is een sensor te ontwikkelen die momentaan een betrouwbaar beeld geeft van de fotosynthese van een gewas. Er zijn twee mogelijke methoden om de fotosynthese van het gewas zo realistisch en nauwkeurig mogelijk te bepalen: 1. via een fotosynthesemodel (zoals INTKAM) waarmee de gewasfotosynthese berekend kan worden, gekoppeld aan een sensor die de status van het gewas monitort zodat geregistreerd wordt wanneer de reactie van het gewas afwijkt van wat te verwachten zou zijn. Of 2. via de CropObserver, aangevuld met een sensor voor de huidmondjesopening en een meting van tenminste de CO2 concentratie, waarmee het signaal van de CropObserver vertaald kan worden naar CO2 opname door het gewas. Projectnummer: 14923

Dit project heeft tot doel de effecten te bepalen van verschillende teeltomstandigheden op de absorptie, transmissie en reflectie en de fotosynthese-efficiency afhankelijk van de golflengte. Het wordt dan mogelijk om gericht gebruik te maken van verschillende lichtkleuren en daarmee de belichtingsefficiëntie (gram oogstbaar product per Watt licht) minimaal 10 tot 15% te verbeteren. Bij de vruchtgroenten was het spectrum van de fotosynthese gelijk aan het gangbare fotosynthese spectrum (plantgevoeligheidscurve). Rood licht is het meest efficiënt voor bladfotosynthese. Rood LED licht (circa 645nm) was in groene bladeren maximaal 13% efficiënter dan SON-T licht. Bij de rode bladeren van de roos cultivar Prestige was het rode LED licht zelfs tot 35% efficiënter. Deze waarden gelden alleen voor de momentane bladfotosynthese bij een belichting met 100 mol/m2/s-1 (PAR). De resultaten geven wel aan dat rood LED licht tot meer fotosynthese kan leiden, het meest bij roos cultivars met rode bladeren. Projectnummer: 13100

In het project 'Optimaliseren van de energie-efficiëntie van belichting' is het fotosyntheseverloop van rozenplanten midden op de dag gemeten. Bij het onderzoek of er midden op de dag een dip in fotosynthese plaatsvindt, bleek dat de fotosynthese geleidelijk afneemt gedurende de dag. In dit project wordt nagaan in welke mate de efficiëntie van belichten van een rozengewas verandert gedurende het gehele etmaal, zodat de ondernemer hier zijn belichtingsstrategie op kan aanpassen. Uit dit onderzoek blijkt dat rozen, geteeld onder groeilicht, gedurende het hele etmaal efficiënt met licht kunnen omgaan. Verstoringen gaan vaak gepaard met een hoge instraling en (tijdelijk) hogere temperatuur en VPD (dampdrukdeficiet). Als de lichtintensiteit, temperatuur en VPD aan het einde van de middag afnemen, is de efficiëntie van de fotosynthese voor licht de rest van de dag weer constant en op hetzelfde niveau als 's ochtends van die dag. Er zijn geen aanwijzingen gevonden dat de efficiëntie van belichten verbeterd kan worden door de belichtingsduur te verminderen. Wel blijkt dat na een dag met hoge instraling (van de zon) de efficiëntie van de fotosynthese aan het einde van de dag afneemt en 's nachts kan herstellen. De efficiëntie van belichten kan worden verbeterd door een hoge temperatuur en een lage luchtvochtigheid te voorkomen. Projectnummer: 12737