Met LED-belichting kan het energieverbruik worden beperkt in een belichte teelt van tomaten, zegt prof. Leo Marcelis in deel 2 van het interview. Sterker nog: het kan worden gehalveerd. In het project ‘Led it be 50%’ doen acht promovendi en drie postdocs onderzoek om dit mogelijk te maken.
“Overstappen van hogedruknatriumlampen naar led-belichting bespaart al 25 procent energie op de omzetting van elektriciteit naar licht. Over enkele jaren is dat waarschijnlijk zelfs 30 procent, doordat LEDs in effectiviteit steeds weer worden verbeterd. Een betere verdeling van licht over de bladeren, door LEDs op juiste positie in het gewas te hangen zal de lichtabsorptie 15% verbeteren.
En dan is er nog de mogelijkheid van verschillende kleuren licht, waarbij je op het juiste moment de juiste intensiteit geeft. Dat moet tot een 10% hogere fotosynthese leiden. Ook willen we nagaan of we relatief meer assimilaten naar de vruchten kunnen sturen, zodat met dezelfde fotosynthese, 5% meer vruchten gevormd kunnen worden. Op verlichting kan dus in totaal 60 procent elektriciteit worden bespaard.”
Op verlichting kan in totaal 60 procent elektriciteit worden bespaard.”
LEDs geven weinig warmte, dus zal er wat meer gestookt moeten worden.
“Een netto energiebesparing van 50 procent is daarom reëel. Echt veel hoeft er namelijk niet te worden bijgestookt, omdat in mijn visie vochtiger kan worden geteeld. Met name ’s nachts mag de luchtvochtigheid hoger, zodat de planten dan minder verdampen. Verdampen kost energie, dus daarom zoeken we naar het terugdringen van de verdamping en naar iets vochtiger telen.”
“Met een lage verdamping en een hoge luchtvochtigheid kun je besparen op warmte. Dat moet de wegval van de warmte van de SON-T lampen compenseren.”
“Bij iets vochtiger telen kan de plant gevoeliger worden voor schimmelaantasting. We hopen dat de plant met led-belichting iets weerbaarder wordt, bijvoorbeeld door rood licht te doseren in de nacht.”
“We streven ernaar om met dezelfde hoeveelheid licht een 30% hogere productie te halen, of eenzelfde productie met 30% minder licht: Maar of de praktijk daarvoor zal kiezen?” Marcelis moet even glimlachen. Het doet hem denken aan de introductie van een tomatenras, zo’n 35 jaar geleden. Dat ras kon bij een lagere temperatuur worden geteeld, maar bij de gebruikelijke temperatuur steeg de opbrengst van dit ras sterk. De praktijk koos unaniem voor dat laatste. “Wij kijken naar het verband tussen lichtbenutting en de plantreactie. Een ondernemer bepaalt zelf waarop hij de nadruk legt.”
“De uitdaging is om lichtverlies te verminderen én om het licht homogeen te verdelen.”
Is tussenbelichting hét antwoord op een betere lichtbenutting?
“Alleen licht dat door een plant geabsorbeerd wordt, kan tot groei leiden. Van het licht dat van boven op de plant komt, wordt 5 tot 7% gereflecteerd. Die reflectie is wat je ziet als je ’s nachts over een belichte kas vliegt. Het is echt niet zo dat een deel van het licht uit zichzelf naar boven afbuigt. De lampen schijnen het licht naar beneden. Een ander deel van het licht gaat verloren doordat het op de grond komt, zeg 5 tot 10%. Tenslotte gaat er nog een klein deel verloren door transmissie, dus licht dat door een blad heengaat.”
“De uitdaging is om lichtverlies te verminderen én om het licht homogeen te verdelen. Direct onder de lampen krijgt het gewas misschien teveel licht en onderin krijgt het te weinig. Dan moet je niet alleen naar de verticale verspreiding kijken, maar ook naar de horizontale. Met tussenbelichting is dit niet meteen helemaal opgelost, maar het kan het verlies wel sterk verminderen. Met tussenlicht verlies je bijvoorbeeld minder naar de hemel en de grond.”
Maar bij tussenbelichten komt het licht ook niet ver.
“Achter een blad is niet veel licht. Dat moet beter. Misschien kan de veredeling dat bereiken met een andere bladvorm. Of kun je kleiner blad maken door met de kleur van het licht te spelen. Daar is beslist nog een grote slag in te slaan, maar dat vraagt nog wel het nodige onderzoek”.
“Son-T lampen geven hun licht niet uniform verdeeld over het gewas, het meeste licht gaat naar het bovenste blad. Met een diffuse verspreiding zou dat ook 5% beter moeten kunnen.”
“70% van alle assimilaten gaat in de vrucht. 30% blijft dus binnen de plant, maar heeft die plant wel zoveel nodig? Stel dat je 75% naar de vruchten kunt krijgen door het licht beter te sturen. Dat is interessant om bij het sturen van het licht naar te kijken.”
“Een diffuse glasplaat onder een Son-T lamp neemt teveel licht weg. En ook al maak je dat licht diffuus, de reflectie blijft én je houdt minder licht onderin. De vraag aan de industrie is: dit kunnen we met de zon, wat kunnen jullie met de lamp? Bij LEDs is er nog veel mogelijk met lensjes ervoor.”
“Als we vijf jaar verder zijn, zal het zijn uitgedraaid op een combinatie van Son-T bovenin en tussenlicht in het gewas. Maar uiteindelijk worden het allemaal LEDs. Ik ben geen waarzegger. Het kan zijn dat de Son-T enorm verbetert, maar in LEDs zit veel meer ontwikkeling.”
“Iedereen kan telen onder diffuus glas, maar teel je tomaten met een gezondheidsbevorderend effect, dan kun je je daarmee onderscheiden.”
Geeft LED-licht de plant andere inhoudsstoffen dan Son-T licht?
“In tomaat kun je met LED-belichting bij de tros een verdubbeling van het vitamine C-gehalte bereiken. Dat roept meteen vragen op voor verder onderzoek: hoe werkt dit? Met welke kleur licht bereik je dat? Dat is volop in onderzoek. Misschien leren we daaruit dat we ook andere gezondheidsstoffen kunnen verhogen. Belichting rond een tomatentros gaat ‘m niet worden voor de praktijk, maar het gaat wel om het opsporen van het principe dat hiervoor verantwoordelijk is. En wie weet biedt het mogelijkheden voor telers. Iedereen kan telen onder diffuus glas, maar teel je tomaten met een gezondheidsbevorderend effect, dan kun je je daarmee onderscheiden. Ook bij kruiden kan een specifieke LED-belichting wellicht inhoudsstoffen verhogen.”
Met verschillende kleuren LEDs kan de groei worden beïnvloed. In de proefkassen van Wageningen Universiteit laat Marcelis een proef in tomaten zien met verschillende kleuren licht. Bij de standaardbelichting met rood en blauw licht reikt het gewas hem tot borsthoogte, maar in het proefvak met extra verrood licht komt het al ver boven Marcelis uit.
“Het onderzoek moet duidelijk maken met welke lichtcombinatie de plant optimaal produceert. Zo kijken we ook naar verrood-belichting gedurende een korte periode in de nacht. Van de kleuren in het lichtspectrum is rood iets efficiënter dan andere kleuren. We staan nog maar aan het begin van kennis van plantreacties op LED-licht.”
Dit onderzoek wordt gefinancierd door technologiestichting STW, LED-lampenproducent Philips, de zaadfirma’s Rijk Zwaan, Nunhems, Bejo, de automatiseringsbedrijven HortiMax en B-Mex, en de plantenkwekerijen Van der Lugt en Westlandse Plantenkwekerij en Wageningen UR.
Leo F.M. Marcelis (Elst Gld, 1963) studeerde Tuinbouw in Wageningen en promoveerde in die discipline in 1994 in Wageningen. De laatste jaren was hij tot 2013 buitengewoon hoogleraar Plantenteelt in Energiezuinige Kassen aan Wageningen Universiteit en teamleider bij Wageningen UR Glastuinbouw. Per 1 december 2013 werd prof. dr. ir. Leo Marcelis benoemd tot gewoon hoogleraar Tuinbouw en Productfysiologie van Wageningen Universiteit.
Tekst: Tuinbouwteksten.nl/Theo Brakeboer. Foto: Mario Bentvelsen.
