Leo Lansbergen, Fluence, vertelt

Goede resultaten voor komkommer onder LED in winterproef

Tholen - LED-belichting wordt steeds meer zichtbaar in diverse teelten. Van tomaten en kruiden tot aardbeien en cannabis hebben diverse telers al de overstap gemaakt van HPS (SON-T) naar LED. De komkommerteelt loopt wat dat betreft echter nog wat achter: telers geven de voorkeur aan HPS vanwege de gegenereerde warmte, of omdat de voordelen van LED-belichting in de winter niet meteen duidelijk zijn. Leo Lansbergen, Horticulture Service Specialist bij Fluence, wil die telers overtuigen van het nut van LED-belichting in de komkommerteelt. In een recente webinar, georganiseerd door Fluence en Agritecture, deelde hij recente inzichten en proefresultaten.

Van paraplu naar hogedraad
Leo stipt om te beginnen aan dat telers, onderzoeksinstellingen en toeleveranciers steeds op zoek zijn naar nieuwe manieren om oogst en vruchtkwaliteit te maximaliseren. De grootste verandering in dit opzicht is de switch geweest van het traditionele paraplusysteem naar hogedraadteelt. "De bouw van hogere kassen heeft ook flink bijgedragen aan de hogedraadteelt, en dat systeem is nu meer gangbaar geworden."

Die verandering is goed verklaarbaar als je kijkt naar de voordelen die het hogedraadsysteem biedt. Naast een hogere potentiële opbrengst wordt het oogsten makkelijker gemaakt (al is er wel 20-30 procent meer arbeid nodig vergeleken met een paraplusysteem). Leo legt verder uit dat de vruchtkwaliteit uitstekend is dankzij snellere vruchtgroei, en het schapleven van de komkommers is in de winter beter dan als je geen belichting gebruikt. Hogedraadteelt is bovendien bijzonder geschikt om lampen boven het gewas te hangen, en het is een voorwaarde voor robotisering van de oogst.

Door de verdere verspreiding van het hogedraadsysteem en de toenemende vraag naar winterproductie, is er nu ook meer vraag naar belichting in de komkommerteelt. "We zien ook een verandering in de gebruikte lichtbronnen", zegt Leo. "Hoewel HPS nu nog de standaard is, is er meer vraag naar LED, al dan niet in een hybride systeem."

De kracht van LED
Met LED-belichting kunnen telers energie omzetten in relatief meer licht en minder warmte dan met HPS. "Hoewel in de winter de uitstralingswarmte van HPS benut kan worden, kan LED in voorjaar en herfst bijdragen aan snellere ontwikkeling van gewas en vruchten zonder dat de temperatuur te veel stijgt", legt Leo uit. Dus hoewel je in de winter wat aan warmte(bijdrage) verliest, kan dat meer dan gecompenseerd worden met de extra belichting die je ervoor terugkrijgt in voorjaar en herfst.

Nog een voordeel van LED-lampen is dat ze langer meegaan: je hoeft de lampen niet regelmatig te vervangen, zoals met HPS wel het geval is. Met LED-belichting kan je bovendien ook dimmen (wat met HPS slechts beperkt mogelijk is, daar kan je slechts 'dambordsgewijs' dimmen). "Door die dim-mogelijkheid bij LED te benutten heb je volledige controle over de belichting van je gewas, en dus over de teeltomstandigheden. Je krijgt zo een zeer constant lichtniveau in de winter en het vroege voorjaar."

PPF, PPFD, DLI
Voordat we de diepte in gaan, geeft Leo eerst nog een korte theorieles over de basisprincipes die worden gebruikt om verschillende oplossingen voor belichting met elkaar te vergelijken.

Ten eerste is er de Photosynthetic Photon Flux (PPF), het aantal lichtdeeltjes in het 400-700 nm bereik (PAR) dat de LED-armatuur per seconde uitstraalt, uitgedrukt in micromol per seconde. Dan heb je de Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD). Dat is de fotonenstroomdichtheid (PAR): het aantal fotonen (lichtdeeltjes) dat vanuit de armatuur een oppervlak van 1 vierkante meter bereikt (uitgedrukt in micromol per vierkante meter per seconde). Leo benadrukt dat we liever niet meer moeten spreken over lux of watt per vierkante meter bij het vergelijken van lampen. Voor komkommers varieert de PPFD gewoonlijk van 200 tot 300 micromol.

Een ander belangrijk aspect om op te letten is de Daily Light Integral (DLI). Dat is de som van alle lichtdeeltjes (PAR) op een specifiek oppervlak in 24 uur, uitgedrukt in mol per vierkante meter per dag. Ook hier is het belangrijk dat je meet in mol, zo zegt Leo, niet in joule.

Het is weliswaar belangrijk de energiekosten in de gaten te houden, maar uiteindelijk draait het om de prestaties van de plant, en die hangen m.b.t. de groeifactor licht af van spectrum, lichtintensiteit en DLI. Die laatste factor hangt weer af van waar de teler is gevestigd, zoals te zien in het kaartje hieronder.

Beperkende factoren wegnemen
"Het verhogen van je productie is niets meer of minder dan het verbeteren van de beperkende factoren", zo zegt Leo. "Met LED-belichting en het juiste spectrum hoeft licht geen beperkende factor meer te zijn. De uiteindelijke prestaties zijn altijd afhankelijk van de beperkende factor. Je kunt bijvoorbeeld gebruikmaken van een hogere plantdichtheid om zo veel mogelijk licht op te vangen."

Denk ook aan de jonge plant
Als een nieuw gewas wordt geplant in de kas, moeten die planten wennen aan toenemende lichtniveaus en een toenemend aantal lichturen per dag. "Ook de plantenkweker probeert zo goed mogelijk de groeifactor licht te gebruiken, dus het is van belang de start van je eigen belichtingsstrategie aan te passen aan het licht dat de jonge planten al hebben ontvangen", zegt Leo. "Als we de lichthistorie van de opkweekfase kennen, kunnen we van daaruit beginnen, en de lichtintensiteit langzaam opvoeren in de twee of drie weken daarna. Dankzij de mogelijkheid tot dimmen heb je met LED volledige controle in deze foto-acclimatisatie." Hierbij moet je bedenken dat hoe meer licht in de winter door de plantenkweker is gegeven, des te hoger de intensiteit en het aantal lichturen (fotoperiode) is waarmee je kunt beginnen.

De balans zoeken
Met belichting zijn er twee strategieën om uit te kiezen: een constante DLI, waarbij je de lichtintensiteit aanpast aan de natuurlijke lichtintensiteit om een consistente DLI te creëren (door op een heldere dag te dimmen, en vice versa), of je kan gaan voor een maximale DLI, waarbij je alles 20 uur lang vol laat branden. In het laatste geval moet je ook rekening houden met een veranderende DLI en minder consistente groei van plant en vrucht.

Een teveel aan licht in de vroege gewasontwikkeling leidt tot een disbalans in de source-sink ratio: de plant heeft niet voldoende vruchten beschikbaar om de assimilaten te verwerken na het opnemen van het licht. De plant begint dan het licht te mijden door de bladstand aan te passen en lichtonderschepping te verminderen. In een ouder stadium kunnen de bladeren zelfs verbleken, door de afbraak van chlorofyl.

Gelukkig herstellen komkommerplanten snel, in een dag of drie, vier, als de juiste maatregelen op tijd worden genomen - bijvoorbeeld het creëren van een kortere fotoperiode en hogere nachttemperaturen om het dissimilatieniveau te verhogen. Onderstaande foto toont hetzelfde gewas als in de foto hierboven, drie tot vier dagen nadat corrigerende stappen zijn genomen.

Het spectrum is ook van invloed op de plantarchitectuur. Zoals te zien in de volgende foto, kan het gebruik van LED (vergeleken met geen belichting) leiden tot een compactere plant.

Nog een aspect dat wordt beïnvloed door LED is de stengellengte. Door gebruik van LED kan deze tot 30-50 procent afnemen (in vergelijking met geen belichting). Met een relatief constante DLI geeft het gewas een zeer constante plantontwikkeling en stengellengte.

LED-belichting vergroot ook de snelheid van bladontwikkeling in komkommerplanten. "Door veel bladeren en bloemen per week aan te maken, creëer je een hoge potentiële opbrengst", benadrukt Leo. LED-belichting maakt het ook mogelijk de temperatuur te verhogen en versnelt de groei vergeleken met geen belichting, vooral in de winter.

De proef op de som
Als werknemer van een LED-leverancier is het logisch dat Leo enthousiast is over LED-belichting. Maar hij heeft ook de wetenschap aan zijn zijde. Fluence heeft proeven gedaan samen met hun Belgische onderzoekspartner, het Proefstation voor de Groenteteelt (Sint Katelijne Waver). In een winterproef werden drie brede spectra gebruikt, met daarin rood, groen en blauw licht, waarbij het percentage rood licht in het 40-, 60- en 80-bereik lag (R4, R6 en R8). Daarnaast werd een spectrum getest met alleen rood en blauw licht, in een verhouding van 95:5 (R9B in de test).

De vier spectra werden getest in vier compartimenten, en de planten waren omringd door een buffer van planten. Door de bank genomen presteerden de brede spectra (met rood, blauw en groen licht) beter dan het rood/blauwe spectrum.

Van de brede spectra bleek R8 het beste voor de opbrengst. R9B had daarentegen moeite in de winter. "Onze hypothese is dat 'spectrale gewenning' hier een rol speelt", meent Leo. "Hoewel we geen bewijs hebben, zien we het effect, en we gaan dan ook verder onderzoek doen. Het idee is dat als gewassen in de winter groeien onder het (rood-blauwe) R9B-spectrum, ze aan dat spectrum gewend raken. Als er na een paar weken van donkere winteromstandigheden opeens meer heldere dagen met zonlicht zijn, zien telers geen verbetering in het gewas - dat komt waarschijnlijk omdat de planten het groene licht in het zonlicht niet optimaal kunnen gebruiken."

Onderstaande diagrammen tonen dat vruchtgewicht in belangrijke mate wordt beïnvloed door de spectra, waarbij een breed spectrum een hoger gemiddeld vruchtgewicht oplevert. De vruchtontwikkeling is ook sneller wanneer het gewas meer licht krijgt via het brede LED-spectrum, terwijl het gewas onder het rood-blauwe spectrum de meeste tijd nodig had om tot een rijpe vrucht te komen. R8 leverde dan weer de snelste vruchtontwikkeling op.

Geen wondermiddel
Uit deze winterproef kunnen we concluderen dat er niet zoiets bestaat als één spectrum dat voor alle telers overal op aarde werkt. We zien wel dat een breed spectrum, met daarin ook groen licht, het beste werkt voor komkommers. Hoewel het R8-spectrum het best presteerde in de proeven op opbrengst, zijn andere factoren ook van belang, zoals de locatie van een kas (een teler in het zuiden van Frankrijk zal voor een ander spectrum moeten kiezen dat iemand in het noorden van Zweden).

Nog iets om rekening mee te houden is de mensen in de kas: wil je dat ze werken in een meer natuurlijke omgeving, of is een meer paarse omgeving, die gepaard gaat met een hogere effectiviteit van de lampen, ook aanvaardbaar? Voor veredelaars kan het belangrijk zijn om een meer natuurlijke omgeving te hebben, zodat ze in het selectieproces diverse kenmerken van het gewas kunnen beoordelen.

Tot slot geeft Leo nog wat tips voor telers die klaar zijn om de switch te maken naar LED. "Als je wil overstappen van HPS naar hybride belichting (HPS+LED) en later ook verwacht over te gaan op volledig LED, moet je daar nu alvast op anticiperen: kies, als je overgaat op hybride, meteen al het LED-spectrum dat je later, als je overgaat op volledig LED, ook gaat gebruiken." Hij wijst ook op de wisselwerking van spectrum en genetica, houd dus rekening met die interactie tussen licht en gewas, en vraag ook informatie op bij de leverancier van het ras.

"Uiteindelijk", concludeert Leo, "komt het aan op maximale opbrengst, door synergie tussen alle groeifactoren. Gebruik de juiste plant/stengeldichtheid, kies een spectrum, en realiseer je dat er in voorjaar en herfst ook mogelijke voordelen zijn als je LED-belichting gebruikt."

Sebastian Olschowski, Research Project Manager bij Fluence, voegt daaraan toe: "Nu de komkommerteelt een jaarrond productie aan het worden is in Europa, zal belichting nog essentiëler worden, vooral in de donkere maanden. Het onderzoek van Fluence bij het Proefstation voor de Groenteteelt laat de voordelen zien van brede spectra in opbrengst en morfologie, waar smalle spectra (met alleen rood/blauw) niet kunnen concurreren. Dit stelt commerciële telers in staat succesvol te beginnen met jaarrond productie."

Voor meer informatie:
Fluence
Leo Lansbergen
l.lansbergen@osram.com 
www.fluence.science


Publicatiedatum:
©



Ook onze nieuwsbrief ontvangen? | Klik hier


Ander nieuws uit deze sector:


© GroentenNieuws.nl 2020

Schrijf je in voor onze dagelijkse nieuwsbrief om al het laatste nieuws direct per e-mail te ontvangen!

Inschrijven Ik ben al ingeschreven