Delphy voert commerciële proeven uit om de productie van kasgroenten te optimaliseren. In de tomatenteelt speelt de belichtingsstrategie een belangrijke rol bij het balanceren van opbrengst, vruchtkwaliteit en energiekosten. Hoewel dynamische lichtstrategieën meer flexibiliteit in de teelt bieden, is het effect op fotosynthese en plantgezondheid in de kas nog niet volledig bekend.
Eerdere studies toonden aan dat consistente belichting een ander effect heeft op de regulatie van fotosynthese dan dynamische belichting (Lawson, 2017). Schommelingen in LED-intensiteit, zoals bij dynamische belichting, kunnen de fotosynthetische activiteit verminderen en leiden tot tot wel 20% minder CO₂-opname dan verwacht. Tegelijkertijd kan dynamische belichting de operationele flexibiliteit vergroten en het elektriciteitsverbruik tijdens piekuren verlagen.
Proefopzet
Delphy vergeleek in deze proef een vaste belichtingsstrategie met een dynamische strategie, met als doel het verschil in lichtbenutting, Brix-waarde en opbrengst van tomaten te onderzoeken onder zowel winter- als lenteomstandigheden.
Bij de vaste belichting werd standaard LED-licht gebruikt voor zonsopkomst. Bij de dynamische strategie werd het licht gedurende drie uur teruggedimd tot het niveau van onderhoudsrespiratie tijdens piekuren van elektriciteit (6–9 uur). Beide compartimenten ontvingen dezelfde totale dagelijkse lichtsom (DLI), doordat de intensiteit van de dynamische belichting werd verhoogd tijdens de niet-gedimde periodes. De kernvraag was of kortetermijnenergiebesparing ten koste gaat van de langetermijnprestaties van de planten.
Tijdens de proef werden Gardin-sensoren ingezet voor realtime data op plantniveau. Deze gaven continu inzicht in hoe de planten reageerden op beide lichtstrategieën. De Gardin Plant Indicators leverden informatie over plantgezondheid, balans en productiviteit.
© Gardin
Resultaten en discussie: vaste belichting verhoogt fotosynthetische efficiëntie
Gardin registreerde de fotosynthetische efficiëntie (Fq'/Fm') van beide behandelingen gedurende winter en lente 2025. De lichtcurves lieten zien dat planten onder vaste belichting efficiënter waren bij alle lichtintensiteiten (figuur 1).
Deze bevinding sluit aan bij eerder onderzoek van Lawson et al., waaruit blijkt dat stabiele lichtomstandigheden planten in staat stellen energie te investeren in optimale fotosynthese. Dit omvat onder meer een betere ontwikkeling van elektronentransporteiwitten, die de assimilatiesnelheid bij verzadigend licht en CO₂ aanzienlijk verhogen (Vcmax, Jmax).
© GardinFiguur 1. Lichtbenuttingsefficiëntie (Fq'/Fm') bij verschillende lichtintensiteiten (µmol/m²/s) in tomatenplanten. Links: gegevens van december tot februari. Rechts: gegevens van maart tot mei. Vaste belichting = rood, dynamische belichting = groen. De efficiëntie bij vaste belichting was bij alle lichtniveaus hoger.
Planten onder vaste belichting bleken bovendien 5% efficiënter in het omzetten van licht in suikers, gemeten als Brix per DLI (figuur 2). Dit ondersteunt de conclusie dat vaste belichting planten helpt energie effectiever te benutten voor fotosynthese dan dynamische belichting.
© GardinFiguur 2. Links: Opbrengstefficiëntie (kg/m²/mol) van december tot april bij dynamische (groen) en vaste strategieën. Rechts: Brix / DLI (/mol) van december tot april bij dynamische (groen) en vaste strategieën. De vaste strategie leverde 5% meer Brix per mol.
Real-time detectie van plantbalans
In februari registreerde Gardin een daling van 30% in de plantbalans bij de vaste belichtingsplanten, wat overeenkwam met een daling van 30% in de opbrengst (figuur 3). Daarvóór had de vaste belichting een 8% hogere opbrengst en een gelijke Brix-waarde vergeleken met de dynamische strategie.
Deze verstoring, gerelateerd aan de bron-tekortdynamiek van de plant, kan ervoor hebben gezorgd dat assimilaten vooral naar suikerconcentratie gingen in plaats van naar vruchtontwikkeling, waardoor de opbrengst tijdelijk afnam. De dynamische belichting liet een kleinere schommeling zien en leverde later een hogere massa, maar lagere Brix.
© GardinFiguur 3. Links: Gardin Plant Balance. Midden: Delphy-tomatenopbrengst. Rechts: Delphy-tomaten Brix. Een verstoring in de balans van de planten verminderde de opbrengst bij de vaste strategie met 0,3 kg/m².
Effect op fotosynthese
De Gardin-data lieten zien dat vaste belichting zorgde voor 4% meer fotosynthese (figuur 1), door een hogere lichtbenutting bij alle intensiteiten. Ook waren de Fv/Fm-waarden hoger bij vaste belichting, wat wijst op minder stress dan bij dynamische belichting. Dit ondersteunt de hypothese dat fluctuaties in licht leiden tot een verminderde investering in elektronentransporteiwitten.
Hoewel de uiteindelijke opbrengsten vergelijkbaar waren, bevestigen de resultaten dat vaste belichting leidt tot meer suikers en een efficiënter gebruik van lichtenergie.
© Gardin
Conclusie
Deze proef laat zien hoe plantgestuurde data kunnen bijdragen aan het verfijnen van teeltstrategieën. Het meten van fotosynthese biedt cruciale inzichten in de afweging tussen kortetermijnenergiebesparing en langetermijnplantprestaties.
De resultaten tonen een duidelijke afweging: vaste belichting levert hogere fotosynthetische efficiëntie, terwijl dynamische belichting operationele kosten kan verlagen. Of een 4% hogere fotosynthese opweegt tegen enkele uren lagere LED-kosten, hangt af van de teeltomstandigheden en prioriteiten van de teler.
Met Gardin kregen onderzoekers real-time inzicht in plantgezondheid, balans en productiviteit. De technologie bracht verborgen stress en efficiëntieverlies aan het licht, die de tomatenoogst beïnvloedden. Voor commerciële telers benadrukt deze studie het belang van fysiologische feedback van de plant om betere, winstgevendere belichtingsbeslissingen te nemen.
Voor meer informatie:
Gardin
[email protected]
www.gardin.co.uk
