Er leven nog veel vragen over het optimale lichtspectrum bij verschillende gewassen. Opvallend is dat er internationaal nauwelijks wetenschappelijk onderzoek bestaat naar wit licht. Unieke proeven van Wageningen University & Research met tomaat en komkommer onder witte LED’s laten zien dat er goed mee te telen is, met wellicht zelfs een beter productieresultaat.

Nu LED’s steeds meer oprukken in de kassen, komen ook de kinderziekten aan het licht. De veelvoorkomende oplossing van 95% rood licht en 5% blauw (eventueel met wat verrood) is ingegeven door de kosten, niet door de gewasbehoefte. Bij tomaat zijn de telers niet ontevreden. Maar bij roos hebben zich in de winter problemen voorgedaan en onlangs klonken op de studiedag ‘Meer met licht’ in Sint-Katelijne-Waver ook kritische geluiden over deze kleurencombinatie bij komkommer.

Witte LED’s

“In klimaatkamers groeien en ontwikkelen diverse planten onder plasmalampen, die een spectrum hebben zoals zonlicht, beter dan onder rood/blauwe LED’s of onder hogedruk natriumlampen (HPS)”, vertelt onderzoeker Ep Heuvelink. Plasmalampen zijn echter erg duur en onderzoek in kassen heeft niet plaatsgevonden. De onderzoeker: “Maar je vindt in de literatuur ook nauwelijks onderzoek met witte LED’s. In de medicinale cannabisteelt in de VS is er al wel praktijkervaring.”
Onder zijn leiding lopen sinds december 2018 in de kassen in Wageningen proeven met tomaat en komkommer. Het onderzoek is betaald door Fluence by Osram en wordt uitgevoerd met LED’s van deze fabrikant en moederbedrijf Osram. Maar het is nadrukkelijk de bedoeling de wetenschappelijke inzichten verder te brengen. Daarom is aan de opzet veel aandacht besteed: alle proeven zijn in herhaling uitgevoerd (zie kader). Inmiddels hebben er vier proeven plaatsgevonden, in samenwerking met de LED-leverancier en adviesbureau Vortus.

Tomaten

In de eerste proef zijn hogedraad tomaten (rassen Merlice en Tomagino) onder witte LED’s (officieel: breedspectrum) vergeleken met HPS-lampen. Een andere proef betrof een vergelijking met witte LED’s waarbij een klein deel van het rood vervangen was door verrood. Bij alle proeven was het lichtniveau 194 µmol/m²/s. Bij de LED-belichting is de kastemperatuur gecorrigeerd voor het wegvallen van de stralingswarmte uit de HPS-lampen.
Met deze temperatuurcorrectie produceerde Tomagino onder wit licht 11% meer dan onder HPS-lampen. Voor Merlice was er geen verschil. De behandeling met 6% verrood maakte bij Tomagino geen verschil, maar bij Merlice leek het op het eerste gezicht wel uit te maken. De meeropbrengst van 11% was echter niet statistisch significant.
“Opvallend was dat de stengels onder het breedspectrum licht 12-14% korter waren dan bij de HPS-lampen. Vervanging van een beetje rood door verrood gaf 5-7% langere stengels”, zegt Heuvelink. De lichtbehandelingen gaven geen verschillen in vruchtdrooggewicht.

Meer kilo’s plukken

Bij Tomagino hebben de onderzoekers bekeken of vervanging van een klein gedeelte van het rode licht door verrood effecten had voor bladgroen, lycopeen en vruchtkwaliteit (stevigheid, brix en pH). Dat bleek niet zo te zijn.
Heuvelink: “De conclusie uit deze serie proeven is: je kunt tomaten uitstekend telen onder breedspectrum LED’s. Het lijkt erop dat je dan ook meer kilo’s plukt dan onder hogedruk natriumlampen. Dat gold in ieder geval voor Tomagino en bij Merlice zijn er wel aanwijzingen, hoewel niet statistisch significant. Verder zagen we dat het voor het personeel aanzienlijk plezieriger werken was onder het witte licht dan in kassen met rood/blauw licht. Ook kun je beter het gewas scouten. Het is bijvoorbeeld heel moeilijk om de gewaskleur goed te beoordelen onder rood/blauw licht.”

Komkommers

Bij komkommer hebben de onderzoekers breedspectrum licht vergeleken met armaturen met een hoog aandeel rood (85%) en verder 3% blauw en 11% groen. Het ging om hogedraadteelt met de rassen Proloog en Hi Power. Het belichtingsniveau was 280 µmol/m²/s.
“Het meest opvallende resultaat was dat het licht met voornamelijk rood leidde tot extreme strekking: de stengels waren aan het eind van de teelt twee meter langer (20% meer) dan onder wit licht. Tegelijkertijd was het aantal kilo’s en stuks vruchten 13-15% hoger onder wit licht. Bij Proloog was dat heel duidelijk, bij Hi Power niet statistisch significant”, vertelt Heuvelink.

Biomassa productie

De hogere productie onder wit licht lag aan een hogere biomassa-productie, niet aan een groter aandeel assimilaten richting de vruchten. De extreem lange stengels gaven problemen bij de teelt: komkommers raakten de grond, mede omdat de teeltsnelheid onder rood/blauw/groen lager lag.
“Het is duidelijk dat dit licht met zeer hoog aandeel rood niet voldoet voor komkommer. Omdat we weten dat de verhouding rood/verrood belangrijk is voor de strekking, zou je verwachten dat een hoog aandeel rood zou leiden tot kortere stengels. De afwezigheid van het lage aandeel blauw of het aandeel groen blijkt echter nog belangrijker. Wetenschappelijk gezien is dit een belangrijk inzicht. Daarbij speelde mee dat we het natuurlijke licht hebben gedempt om consequent januarilicht te simuleren. Het natuurlijke aanwezige blauw had zo weinig invloed”, zegt de onderzoeker.

 Betrouwbare resultaten

“We hebben het onderzoek door de universiteit laten uitvoeren omdat we betrouwbare wetenschappelijk onderbouwde resultaten willen”, zegt Theo Tekstra van de lampenleverancier. “We zien bij telers nog een grote terughoudendheid als het gaat om breedspectrum LED-systemen. Traditioneel wordt ingezet op rood/blauw omdat dat de meest efficiënte omzetting van elektriciteit in lichtdeeltjes, fotonen, geeft.”
Tekstra benadrukt dat het telen onder wit licht voordelen heeft, zeker als de hoeveelheid kunstlicht dominant wordt ten opzichte van het zonlicht. “In vergelijking met rood/blauw licht doen veel gewassen het beter onder een vollediger spectrum. Bovendien zijn er voordelen voor de morfogenese, de opbouw, en de weerbaarheid tegen ziekten en plagen, hoewel dat in deze proeven niet onderzocht is. Belangrijk is dat dit onderzoek aantoont dat je minimaal dezelfde goede resultaten haalt onder breedspectrum, terwijl sommige rassen zelfs een stuk beter presteren”, zegt Tekstra.
In Wageningen lopen inmiddels twee vervolgonderzoeken met tomaat. Het eerste betreft vergelijking van vier LED-systemen van deze fabrikant. Het tweede de vergelijking tussen HPS-topbelichting met HPS-top plus LED-tussenbelichting. De eerste proef kent twee herhalingen, de tweede drie. Daardoor kun je nog beter statistische uitspraken doen over de gemeten verschillen.

Statistisch significant

Hoe kan het dat je duidelijke verschillen tussen behandelingen ziet, maar toch de conclusie moet trekken dat die niet ‘statisch significant’ zijn? Of met andere woorden: niet met zekerheid een uitspraak kunt doen.
Er spelen twee dingen. Bij de vergelijking tussen twee behandelingen moet je alles hetzelfde houden, behalve die behandeling. Omdat je nooit helemaal zeker weet of dat is gelukt, moet de proef minimaal in tweevoud uitgevoerd worden. Anders kun je niet zeggen dat een gemeten effect louter aan de behandeling ligt. Daarnaast speelt bij levend materiaal (zoals planten) altijd dat er natuurlijke variatie is. Die kan het effect van een behandeling overstijgen. Een statistische toets laat zien welk effect er minimaal moet zijn om het toeval en de variatie te overstijgen. Wil je meer zekerheid over de resultaten? Dat betekent meer herhalingen van de proef doen. Dat is wel duur: uit kostenoverwegingen vinden tegenwoordig nogal wat praktijkonderzoeken plaats zonder herhaling.

Tekst: Tijs Kierkels, beeld: Wilma Slegers