In het eerste deel van deze serie die eerder op zustersite MMJ verscheen is onderzocht hoe dynamische DLI-targeting werkt en hoe cannabisplanten de hoeveelheid fotonen over tijd berekenen. Daarbij is niet alleen de hoeveelheid belangrijk, maar ook de kwaliteit van die fotonen.
Bij dynamische belichting is het cruciaal om onderscheid te maken tussen dynamische DLI en dynamisch spectrum. Deze twee begrippen zijn weliswaar aan elkaar gerelateerd, maar verschillen duidelijk van elkaar. DLI, oftewel Daily Light Integral, staat voor de totale hoeveelheid licht die een plant per dag ontvangt, uitgedrukt in mol licht per vierkante meter per dag. Je kunt de DLI aanpassen — bijvoorbeeld door meer of minder licht te geven — zonder de spectrale samenstelling (de kleurverhouding van het licht) te veranderen.
Dynamisch spectrum daarentegen gaat over het aanpassen van de kleur van het licht, bijvoorbeeld meer blauw in de groeifase of meer rood in de bloeifase. Dit speelt in op de lichtbehoeften per groeifase van gewassen en hun specifieke tolerantie per cultivar. Zoals Theo Tekstra van Fluence aangeeft: "Elke keuze in spectrum is een kwestie van financieel en risico-management."
Meer licht, meer oogst? Niet noodzakelijkerwijs
De reactie van cannabis op licht neemt niet eindeloos toe. Op een bepaald punt vlakt de groeicurve af. "Je kunt 10% meer licht geven, maar dat betekent niet dat je ook 10% meer opbrengst krijgt," legt Theo uit.
Waar dat omslagpunt ligt, hangt sterk af van de genetica van de plant en of de basisomstandigheden goed zijn: denk aan temperatuur, CO₂, luchtvochtigheid en voeding. Pas als die zaken op orde zijn, wordt het lichtspectrum echt belangrijk. In Nederland worden bijvoorbeeld tomaten en komkommers meestal geteeld onder relatief lage lichtniveaus (200–350 µmol/m²/s in kassen). Bij zulke lage waardes neemt de opbrengst nog wel toe naarmate je meer licht geeft. Maar als je ze te veel gaat belichten, klopt de economische rekensom niet meer: de kosten wegen dan niet meer op tegen de extra opbrengst. Cannabis is een ander verhaal, zegt Theo. Het is een geldgewas: per vierkante meter minder volume, maar veel hogere waarde. Daarom liggen de grenzen én de opbrengsten bij meer licht heel anders.
Fotomorfogenese
Verschillende golflengten wekken diverse plantreacties op. Blauw licht maakt planten compact, terwijl groen en verrood leiden tot verlenging en langere internodiën. Dit maakt het spectrum een instrument voor morfogenese: de controle over planthoogte, vertakking en bloei.
Maar de genetische eigenschappen van een ras bepalen harde grenzen. "Je verandert een compact, snelgroeiend ras niet in een lang, luchtig ras met alleen wat extra rood licht," legt Theo uit. Sommige rassen kunnen veel rood licht goed verdragen, terwijl andere al snel niet meer reageren of zelfs stress ervaren. Bovendien kost het opwekken van verschillende kleuren licht niet allemaal evenveel energie; sommige kleuren zijn duurder om te produceren dan andere. Daarom draait het bij het kiezen van het lichtspectrum uiteindelijk ook om kosten en rendement: welke kleuren leveren het meeste op, voor de laagste kosten. "
Pieken, dalen en efficiëntie
De meeste armaturen combineren tegenwoordig rood, blauw en wit. Witte LED's zijn in feite blauwe diodes met een fosforlaag die het licht over het zichtbare spectrum verspreidt, en dat blijft de meest efficiënte manier om bruikbaar groen licht te creëren. Rode diodes zijn op hun beurt de meest efficiënte LED's qua foton-output per watt, maar behoren ook tot de prijzigere componenten, waardoor cannabisarmaturen sterk afhankelijk zijn van rood licht.
Maar met rood licht moet je voorzichtig omgaan. "Als je te veel rood geeft, kan er fotobleaching optreden: witte topjes aan de bloemen. Dat tast misschien niet direct het gehalte aan cannabinoïden aan, maar het ziet er minder mooi uit. Voor telers die extracten maken is dat misschien geen probleem, maar als je bloemen verkoopt, is het simpelweg onacceptabel."
Het spectrum aanpassen
Met een dynamisch lichtspectrum kun je het licht precies afstemmen op de behoefte van een specifiek gewas. Een moederplant, die goed groeit bij een lichtniveau van 400–500 µmol, kan bijvoorbeeld prima onder een lichtbron zitten met 80% rood licht zonder last te krijgen van fotobleaching (witte verkleuring). Bij moederplanten is dat sowieso minder belangrijk, omdat ze niet in bloei gaan, dus het risico op verkleuring van bloemen speelt daar niet. Sterker nog: meer rood licht kan bij deze planten juist zorgen voor meer biomassa.
Bloeiende planten zijn een ander verhaal. "Vroeg in de bloei, dus voordat er knoppen ontstaan, kan extra rood licht de efficiëntie verbeteren," legt Theo uit. "Maar zodra de bloemen zich beginnen te vormen, reageren verschillende rassen verschillend: sommige kunnen veel rood aan, terwijl andere daar juist heel gevoelig voor zijn. In farms is dat goed te sturen, omdat de omstandigheden stabiel zijn. In kassen wordt het lastiger, omdat zonlicht meespeelt. Als de zon voldoende blauw en groen licht geeft, kunnen telers extra rood gebruiken om efficiënter te telen, maar dan moet de balans wel kloppen. Bij een lage lichtintensiteit is veel rood meestal geen probleem, maar bij een hoge lichtintensiteit kan een hoog aandeel rood juist snel schadelijk worden."
© Fluence Bioengineering
Investeringen afwegen
De lichtsamenstelling is krachtig, maar het is niet goedkoop. Dynamische lampen vragen een hogere investering vooraf, plus slimme besturingen en de discipline om die ook goed te gebruiken. Als je het lichtrecept verkeerd toepast, loop je het risico op fotobleaching, verspilling van energie of lagere opbrengst. Maar als je het goed doet, is het voordeel duidelijk: testen van Fluence in kassen lieten tot 30% energiebesparing zien door bij lage lichtintensiteit efficiënt rood licht te gebruiken, terwijl de zon het overige licht leverde.
"Vanuit operationele kosten gezien is het afstemmen van het spectrum een kwestie van geld verdienen," zegt Theo. "Je kunt veel besparen door het goed af te stemmen, maar je hebt dan wel de juiste apparatuur, kennis en discipline nodig. Als je niet wilt investeren in slimme besturing, is dynamisch spectrum niets voor jou."
De vragen over UV
Er circuleren al jaren mythes over het lichtspectrum binnen de cannabissector, vooral het idee dat UV-licht het gehalte aan cannabinoïden en terpenen verhoogt. Maar gecontroleerde onderzoeken laten zien dat UV-licht weinig tot geen effect heeft op de opbrengst of cannabinoïdegehalte bij teelt met hoge lichtintensiteit. "Hoewel UV-licht zorgt voor sterkere, beter bestand zijnde planten en de plant 'verhard', is het enige duidelijke effect dat planten onder UV-licht korter blijven," zegt Theo. "Je hoeft dus niet per se risicovolle golflengtes toe te voegen, blauw licht bereikt hetzelfde effect tegen lagere kosten en minder risico's, en draagt bovendien ook nog bij aan fotosynthese."
De rol van groen licht
Jarenlang werden LED-lampen verkocht met het verhaal dat planten alleen rood en blauw licht nodig hebben. Maar bij hoge lichtintensiteit verandert dat beeld. Groen licht wordt vaak onderschat, omdat veel mensen denken dat planten het licht gewoon weerkaatsen.
"Dat klopt niet helemaal," legt Theo uit. "Planten zien er groen uit, omdat blauw en rood licht vooral aan het bladoppervlak worden opgenomen, terwijl groen licht dieper in het blad wordt opgenomen." Uit onderzoek blijkt zelfs dat groen licht bij sterk wit licht soms effectiever is in het stimuleren van fotosynthese dan blauw of rood.
"De complexiteit neemt laag voor laag toe," zegt Theo. "Veel telers vinden het al lastig om de juiste lichtintensiteit te leveren en om de plant aan het licht te laten wennen (foto-acclimatie). Als je daar ook nog het spectrumbeheer bij doet, heb je volledige controle en precisie nodig; er is geen ruimte voor fouten."
© Fluence Bioengineering
Dynamisch spectrum is geen wondermiddel. Het is een krachtig hulpmiddel als je weet wat je doet, maar duur als je dat niet weet. "Het niveau van controle en begrip van je teelt moet van topkwaliteit zijn," waarschuwt Theo. "Je moet precies weten wanneer je ras zijn maximale roodlichtgrens bereikt, op welk moment je het lichtrecept moet aanpassen, en dergelijke."
Als je het met discipline gebruikt, kan dynamisch spectrum energiekosten verlagen, de controle verbeteren en zelfs de kwaliteit en opbrengst verhogen. Zonder die discipline is het slechts een dure extra laag complexiteit. "Fluence kan je helpen door standaardrecepten aan te bieden die je vervolgens kunt afstemmen op jouw behoeften en specifieke situatie," besluit hij.
Wil je meer weten over het toepassen van dynamische spectrumrecepten? Bekijk dan het recentelijk gehouden webinar van Fluence over dit onderwerp hier.
Voor meer informatie:
Fluence
fluence-led.com
