Witte LED’s zijn minder efficiënt dan de combinatie rood en blauw, maar wel veel plezieriger en gemakkelijker om bij te werken. En misschien verlopen sommige plantprocessen beter onder wit licht. Er is echter weinig onderzoekservaring met witte LED’s. Wageningen University doet proeven met tomaat en komkommer.

Nu de LED-belichting oprukt, zie je steeds meer paarsig licht in de kassen. De typische armatuur bevat 85-90% rode LED’s en de rest blauw en regelmatig wat verrood. Daaruit zou de indruk kunnen ontstaan dat dit de ideale combinatie voor het gewas is. “Dat is niet waarschijnlijk. Planten zijn immers geëvolueerd onder wit zonlicht en hebben daar al hun processen op afgestemd”, zegt Ep Heuvelink van Wageningen University & Research.
Dat wordt bevestigd in proeven in klimaatkamers met plasmalampen, die een vergelijkbaar spectrum hebben als zonlicht. Onder dat licht groeien planten in klimaatkamers sneller dan onder rood-blauwe LED’s of hogedruk natriumlampen. “Bovendien is het onder gekleurde LED’s heel lastig om kleur en rijpheid te beoordelen als je in de winter vroeg in de morgen wilt oogsten”, zegt hij.

Optimale lichtspectrum

Er zijn nog veel vragen over het optimale lichtspectrum. De huidige lichtkleurkeuze in LED-armaturen is kostengedreven. Rood licht levert per joule elektriciteit de meeste lichtdeeltjes (fotonen). Maar onder louter rood in een klimaatkamer stokt de aanleg van het fotosynthese-apparaat en functioneert de plant niet meer. Daarom is blauw toegevoegd. Het is een relatief dure kleur en dat is de reden dat het aandeel laag is. Verder kan enig verrood nuttig zijn omdat de verhouding rood/verrood veel fysiologische processen bepaalt.

Inmiddels is er redelijk wat praktijkervaring bij tomaat met deze kleurencombinatie en de telers zijn niet ontevreden. Bij roos hebben zich wel problemen voorgedaan in de winter, wanneer de LED-belichting de overhand krijgt boven het natuurlijke zonlicht. Dat heeft geleid tot aanpassing van het lichtspectrum.

Wetenschappelijk inzicht

Het meeste praktijkgerichte onderzoek heeft plaatsgevonden met de combinatie van rood-blauwe LED’s. Sinds december lopen proeven in de kassen in Wageningen met witte LED’s. Het onderzoek wordt betaald door Fluence by Osram en vindt plaats met armaturen van deze fabrikant en moederbedrijf Osram. Maar het is nadrukkelijk ook bedoeld om de wetenschappelijke inzichten verder te helpen.

“De proef is bovendien in herhaling uitgevoerd, terwijl tegenwoordig veel proeven zonder herhaling plaatsvinden. Zo sluiten we toevallige invloeden uit”, geeft Heuvelink aan. “De basisvraag is: maakt het lichtspectrum van aanvullend kunstlicht uit voor plantengroei en ontwikkeling en welke onderliggende processen – zoals bladfotosynthese, lichtonderschepping, assimilatenverdeling – vormen de verklaring.”

Eerste indrukken

In één kasafdeling zijn tomaten (rassen Tomagino en Merlice) onder hogedruk natriumlampen (HPS) vergeleken met witte LED’s (beide 180 µmol/m2/s). Het zijn eigenlijk blauwe LED’s met een fosforcoating. Deze hebben alle golflengtes binnen het PAR-gebied, maar niet precies de verhoudingen zoals in zonlicht. De kastemperatuur werd bepaald door het gewas Merlice onder HPS.

De resultaten zijn nog voorlopig en nog niet geanalyseerd, maar toch kan Heuvelink wel de eerste indrukken geven. “In het begin zagen we duidelijk meer strekking onder de HPS-lampen. Dit is wellicht te verklaren door de lagere rood-verrood verhouding van HPS lampen en het feit dat er in HPS licht vrijwel geen blauw zit in vergelijking met de witte LED’s. De productie onder de LED’s lag iets lager. Dat kwam doordat we daar de temperatuur niet konden corrigeren voor het wegvallen van de stralingswarmte, die je bij HPS wel hebt. De proeven vonden in dezelfde afdeling plaats en waren niet apart regelbaar.”

Productie iets hoger

De temperatuuraanpassing is in een naastgelegen kasafdeling wel gebeurd. Hier zijn twee LED-armaturen vergeleken: louter wit versus wit met wat verrood (6%), in beide gevallen met een lichtniveau van 180 µmol/m2/s (inclusief verrood). “Deze afdeling hebben we geregeld op de temperatuurbehoeften van Merlice onder de witte LED’s; dat betekende dat de kasluchttemperatuur ruim een graad hoger lag dan in de HPS-afdeling. Op het oog leek de productie onder de LED’s onder die condities iets hoger te liggen dan onder HPS. Maar het is de vraag of dat bij statistische analyse overeind blijft. Eigenlijk zou je daarvoor nog meer herhalingen van de proef moeten hebben”, geeft hij aan.

De planten onder wit met verrood strekten iets meer, maar qua productie ontliepen de beide LED-behandelingen elkaar niets. Het beetje verrood voegde op dit punt dus niets toe.

Langere internodiën

“Zoals gezegd moeten de analyses nog plaatsvinden, maar we kunnen nu al concluderen dat je onder de witte LED’s, in vergelijking met HPS, prima kunt telen. De productie ligt in dezelfde lijn of is wellicht iets meer. Vruchtkwaliteit, brix, zuurgraad, houdbaarheid en drogestofgehalte van de vruchten waren hetzelfde”, zegt Heuvelink.

Momenteel loopt een proef met komkommer (rassen Proloog en Hi-Power) onder twee spectra: een LED lamp met vooral rood en een beetje wit (brede Osram-armatuur) en wit LED licht (zelfde als in de tomatenproef, smalle Fluence-armatuur) met beide een lichtniveau van 280 µmol/m2/s “De planten onder het rode licht strekten enorm. Begin april was er al een meter verschil door veel langere internodiën”, vertelt hij.

Bladstrekking beter

Teeltadviseur Barend Löbker van Vortus begeleidt de proeven om de teelt zoveel mogelijk op de praktijk te laten lijken. Zijn indruk: “De tomatenplanten onder de witte LED’s vertoonden een natuurlijkere groei dan je in de praktijk onder rood met blauwe LED’s ziet. De bladstrekking was beter en je zag geen verkleuring in de kop, die in de winterperiode nog wel eens voor komt. Ook kleurden de tomaten onder de witte LED’s wat sneller rood. Het lijkt inderdaad wel anders te verlopen”, zegt hij.
Zoals hierboven aangegeven was de vruchtkwaliteit hetzelfde. Löbker is benieuwd naar de analyse van de productie. “Daar gaat het uiteindelijk om, niet of de plant anders groeit.”

De komkommerproef is eigenlijk wat te laat geplant, vindt hij. De verschillen zitten naar verwachting immers in de winterperiode, als het aandeel kunstlicht relatief hoog is ten opzichte van het natuurlijke licht. “Toch zag je wel effecten. De eerste indruk is dat de teeltsnelheid omhoog gaat onder de witte LED’s”, geeft hij aan.

Onafhankelijk onderzoek

Bij de witte LED’s hingen onder de bloemen vijf à zes komkommers, bij de wit-rood combinatie waren dat er acht à negen. Dat, gecombineerd met de lange stengels, maakte dat de komkommers op de grond lagen. De teeltsnelheid bij de witte LED’s lag dus een stuk hoger.

In het najaar worden de proeven waarschijnlijk voortgezet. Dat vindt de teeltadviseur een goed idee. “Eigenlijk weet momenteel niemand welk spectrum het beste is. De huidige kleurenverdeling in de armaturen is commercieel ingegeven. Er moet duidelijk nog meer onderzoek plaatsvinden. En dan onafhankelijk onderzoek, niet commercieel gestuurd. Bij deze proeven is dat ook bedongen bij de financier: er wordt gepubliceerd wat er uitkomt, geen opgepoetste resultaten.”

Vervolgens is wel de vraag wat je met de inzichten doet, als duidelijker is welk spectrum je idealiter in LED-armaturen zou moeten aanbieden. “Als je duurdere lampen met de perfecte kleursamenstelling op zou hangen, moet zich dat natuurlijk wel vertalen in meer productie”, besluit hij.

Samenvatting

Er is nog weinig onderzoekservaring met witte LED’s, die alle golflengtes binnen het PAR-gebied hebben. Wageningen University doet onderzoek bij tomaat en komkommer. De resultaten moeten nog worden geanalyseerd. Voorlopige indruk bij tomaat: kwaliteit hetzelfde als onder HPS, productie gelijk of misschien iets hoger. Adviseur Barend Löbker benadrukt het belang van onderzoek om meer zicht te krijgen op het optimale spectrum.

Tekst: Tijs Kierkels.
Beeld: Wilma Slegers en WUR.

Gerelateerd