LED verlichting in kassen

LED verlichting in kassen:
met minder energie meer bloemen en groenten
van betere kwaliteit
Leo Marcelis
Hoogleraar Tuinbouw en Productfysiologie
Glastuinbouw: Nederland is wereldleider.
Teelt van groenten, bloemen en planten
Glastuinbouw: Steeds meer licht.
3000
Vermogen (W/m2)
Areaal (ha)
Hogedruk natrium (SONt) is de standaard
2000
1000
60
40
20
0
0
1996
2001
2006
Jaar
2011
1996
2001
2006
2011
Jaar
Uit: Van der Knijff et al., 2006
Van der Velden & Smit 2013
Waarom belichting ?
 Betere concurrentiepositie door
● jaarrondproductie of productievervroeging
● betere kwaliteit
 Hogere productie
 Meer stuurmogelijkheden van gewas
 Gelijkmatiger arbeidsfilm
Hoe kwantificeer je licht?
 Waarneming menselijk oog : Lumen
(Lux = lumen/m2)
 Lichtenergie-stroom: Watt / m2
 Fotonen-stroom: µmol m-2 s-1
Conversiefactor afhankelijk van lichtkleur
Zon:
125 mmol m-2 s-1 ≈ 27 W m-2 ≈ 10.000 lux
Verschil in gevoeligheid menselijk oog / plant
bij gelijke foton-stroom per golflengte
oog
(lux)


PAR
Belichting tuinbouw:
μmol/m2/s van belang,
lux, lumen zegt niets!
Licht natriumlampen is
geel/oranje: zeer goed
zichtbaar voor mens & dier
plant
PAR (μmol m-2 s-)
De rol van licht plantkundig bezien
 Lichthoeveelheid:
energieleverancier voor fotosynthese
= basis voor groei
 Daglengte: bloei (soms ook groei)
 Lichtkleur: plantvorm, knopuitloop, abortie, allerlei
ontwikkelingsprocessen
 Energie: temperatuur en verdamping
Licht: de motor voor plantgroei
 Energieleverancier voor fotosynthese
= productie van suikers = groei

 Meer suikers  veelal ook betere kwaliteit
Fotosynthese kunnen we monitoren met
sensoren (fluorescentiemetingen)
 Alleen belichten op
efficiency hoog is
momenten dat fotosynthese
 continu fotosynthese van plant monitoren
Tomaat
Geen GL
de
c
no
v
ok
t
se
p
au
g
ju
li
m
aa
rt
ap
ril
m
ei
ju
ni
Met GL
fe
b
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
ja
n
Opbrengst (kg/m2)
Met groeilicht (GL): hele jaar door goede
productie (en goede kwaliteit)
TOMSIM model; 188 μmol m-2 s-1 ≈ 14.500 lux; lampen uit bij 300 W m-2 globale straling; 6 uur
nacht; niet gebruikt in zomer; 500 ppm CO2
Invloed lichtniveau op productkwaliteit
 Meer licht (met name in herfst en winter)
● Kortere teeltduur (reactietijd korter)
● Meer bloemschermen
● Zwaardere bloemschermen met meer bloemen
Kalanchoe blossfeldiana
21oC
μmol.m-².s-1: 60
90
140
200
Energie: op weg naar klimaatneutraal
Is LED de oplossing?
Nu nog heel veel energie nodig
 SONt circa 1.8 mmol licht / J elektriciteit
 Nieuwste LED: 2.3 mmol licht / J elektriciteit
 nog belangrijker: meer groei per mol licht
LED belichting
 Groot perspectief
● Energie efficiënt
● kleur
● Positie, lichtverdeling
● Geen warmtestraling
(soms voordeel,
soms nadeel)
● Timing
 Nadeel: prijs
Hybride SONt en LED bij tomaat
Hybride belichting – SON boven, LED
tussenlicht
Dueck et al. 2010
Aanpassingen
Hybrid-top
Interlighting
LED-top
HPS
Spectrale efficiëntie fotosynthese bij roos
10-30% hogere efficiëntie bij rood licht in Prestige
ras Akito
ras Prestige
Driever & Snel 2012
Stuurlicht & kleuring door UV
- UV
+ UV
- UV
+ UV
Foto: onderzoek Beßler, LVG Ahlem
- UV
+ UV
Hemming et al. 2006
Stuurlicht & Beheersing van ziekten
(Meeldauw)
 Rood licht lijkt meeldauw tegen te gaan
Invloed van rood licht op meeldauw
Blad oppervlak met
meeldauw (%)
3
2.5
a
2
1.5
1
b
a
0.5
0
0
15
75
Licht intensiteit (µmol m -2 s-1)
Hofland et al. 2012
Stuurlicht & vruchtkwaliteit bij tomaat
LED belichting op trossen
verhoogt vitamine C gehalte in tomaat
Ras TyTy
Ras Conchita
Labrie, Driever & Verkerke 2010
Compactheid van planten is te sturen
door lichtkleur (Petunia)
Rood/blauw-LED 80/20
SON
zonlicht (Plasmalamp)
Van Ieperen et al. 2010
Afkappen
natuurlijke dag
(geen schemering)
 plant blijft korter
8 uur
Daglengte
8 uur daglengte
+ 1 uur verrood
Natuurlijke
daglengte
Bron: Dr. Theo Blom, Universiteit van Guelph,
Ontaria, Canada
Plantfabrieken – De toekomst?
Licht beïnvloedt groei en kwaliteit planten
of veel manieren
 Mogelijkheden zijn groot; Kennis neemt rap toe
 Uitgebreide faciliteiten bij Wageningen UR om
mogelijkheden van LED licht bij planten te
onderzoeken en toepasbaar te maken
Conclusies
 Glastuinbouw op weg naar ‘Meer met minder’
 Energiegebruik voor belichting moet drastisch omlaag
 Productie en kwaliteit hoger
 Toekomst voor LEDs
 LED licht beter te benutten door spectrum,
lichtverdeling, timing, ontbreken warmtestraling
Bedankt voor
uw aandacht
Met dank aan mijn
collega’s:
Tom Dueck,
Ep Heuvelink,
Wim van Ieperen,
Caroline Labrie,
Jantineke Hofland
Jan Snel