Nieuwe onderzoeksfaciliteit voor daglichtloos telen in Bleiswijk

Nieuwe onderzoeksfaciliteit voor daglichtloos telen in Bleiswijk

Onlangs tekende een consortium van Light4Food, Maurice Kassenbouw, Signify en Ridder een contract voor het realiseren van een nieuwe onderzoeksfaciliteit op de locatie van Wageningen Universiteit & Research in Bleiswijk. Het gaat om vier licht- en luchtdichte cellen voor zowel opgaande gewassen als meerlagenteelt.

Een deel van de cellen wordt uitgevoerd met dynamisch regelbare LED-belichting om zowel de effecten van het lichtniveau als het lichtspectrum te kunnen onderzoeken. Om de gewasreacties onder extreme condities te kunnen volgen is gekozen voor zeer hoge lichtniveaus tussen 1.000 en 1.500 µmol PAR.

Intensieve monitoring

Via een uitgebreid meet- en regelsysteem worden de fotosynthese, de opname van water en nutriënten en de groei van het hele gewas meetbaar gemaakt, waarbij verschillende voedingsoplossingen onafhankelijk van elkaar kunnen worden aangeboden. Ook de energiebalans en het klimaat in de cellen worden intensief gemonitord. De faciliteit wordt naar verwachting in het eerste kwartaal van 2020 opgeleverd.

Tekst en foto: Mario Bentvelsen.

Gerelateerd

Eerste indruk witte LED’s in tomaat en komkommer: goed mee te telen

Eerste indruk witte LED’s in tomaat en komkommer: goed mee te telen

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

Salep, uitstervende traditie of niet?

Salep, uitstervende traditie of niet?

In Zuid-Europa en met name in Turkije wordt Salep gemaakt om ijs of een (winter)drank van te maken. Gedroogde en gemalen knollen van diverse soorten orchideeën vormen de basis voor de productie van Salep.

Helaas worden deze orchideeën veelal uit de natuur ‘geoogst’. In de PPS ‘Veilige gewassen uit de kas’ werken we al enkele jaren aan onderzoek om alternatieven aan te dragen voor deze ‘traditie’. Misschien is het mogelijk om via bewustwording een biodiversiteit-vriendelijke manier te ontwikkelen met herplanten van oude knollen. Een andere manier kan zijn om de vermeerdering van deze planten via weefselkweek vanuit zaad en dan opkweek buiten en/of in de kas te doen.

Op dit moment worden er kruisingen gemaakt tussen orchideeënsoorten die in de natuur niet tegelijk bloeien. Deze kruisingen zijn erop gericht te proberen nieuwe soorten te maken die onderscheidbaar zijn, veel knollen maken en ook nog hoge niveaus aan inhoudsstoffen hebben. De kruisingen lijken succesvol, omdat er zaaddozen aan het groeien zijn, maar het is spannend of daar ook levensvatbaar zaad in gaat groeien.

Tekst: Filip van Noort.

Komkommerproef met dekmaterialen bij hoge lichtintensiteit

Komkommerproef met dekmaterialen bij hoge lichtintensiteit

Estidamah is een onderzoekscentrum voor beschermde teelten in Riyadh met de focus op waterbesparing. In de lente van 2017 is een komkommer proef gedaan waarbij drie kasdekken zijn vergeleken.

Die kasdekken waren: helder glas, diffuus glas en dubbellaags polycarbonaat. De transmissie van de kas met helder glas en de diffuse kas was gelijk, die van polycarbonaat lag 40% lager, gemeten met een PAR-meter in de kas.

De productie uit de compartimenten met diffuus en helder glas was verbazingwekkend genoeg gelijk. Dit in tegenstelling tot proeven in Nederland. De productie uit het compartiment met polycarbonaat was, zoals verwacht, 40% minder. Het waterverbruik voor de glazen compartimenten lag hoger maar per kilogram product 25% lager vergeleken met de kas met dubbellaags polycarbonaat. Kortom een hoge transmissie van het kasdek is beter zelfs onder de hoge lichtcondities in Saudi-Arabië.

Tekst: Ilias Tsafaras.

Gezond binnenklimaat door planten

Gezond binnenklimaat door planten

Al decennia is bekend dat planten schadelijke stoffen (vluchtige organische stoffen, VOS) uit de lucht kunnen opnemen. Inmiddels weten we van tientallen plantensoorten hoe goed ze de lucht zuiveren in een klein compartiment, zoals een cuvet of plantkamer.

De vraag is wat planten kunnen betekenen op de schaal van kamers, klaslokalen en huizen. Businessunit Glastuinbouw toetst het luchtzuiverend effect van planten afhankelijk van kamerdimensies, luchtcirculatie, gasemissies en -adsorptie door kamerobjecten. Hiervoor doen we eerst uitgebreide metingen in een testkamer, gevolgd door validatie in bestaande kantoorkamers.

We houden rekening met de ventilatie en met de VOS-emissie en -absorptie door objecten in de kamer. Het project levert een ontwerp van een plantensysteem dat de lucht in een kamer daadwerkelijk en meetbaar zuivert. Het onderzoek is een publiek-privaat samenwerkingsverband met Air so Pure, Royal Flora Holland, VDE Plant, Stichting De Groene Stad en Priva en wordt gefinancierd door de Topsector T&U, Stimuflori en Rabobank Westland.

Tekst: Pieter de Visser.