Drie eigenschappen van licht hebben invloed op de groei en ontwikkeling van planten. De kwantiteit, kwaliteit en fotoperiode. Met assimilatiebelichting kunnen deze eigenschappen worden beïnvloed.
Kwantiteit
De kwantiteit, ofwel de hoeveelheid licht. De hoeveelheid licht wordt allereerst bepaald door de straling van de zon. Het kasdekmateriaal onderschept een deel van dat licht en beïnvloed de hoeveelheid zonlicht die de planten daadwerkelijk bereikt. De zonlichtintensiteit op een bepaald moment is afhankelijk van het het seizoen, moment van de dag en het weer. Assimilatielicht is licht dat direct in de kas wordt ingebracht met lampen. De totale lichtkwantiteit is dan een som van zonlicht en assimilatielicht. Met lampen is het mogelijk om de totale lichtintensiteit kunstmatig te verhogen.
Bij planten gaat het allereerst over de hoeveelheid fotosynthetisch actieve straling (PAR), licht met een golflengte tussen de 400 en 700 nanometer welke gebruikt wordt in de fotosynthese. Bij een grotere hoeveelheid PAR licht is een grotere hoeveelheid energie beschikbaar om suikers aan te maken in het fotosyntheseproces. Dit vertaalt zich in een grotere opbrengst, mits de overige omstandigheden (CO2 concentratie, water, nutriënten) niet limiterend zijn voor de plant. De fotosynthesesnelheid blijft niet rechtlijnig toenemen met een toenemende lichtintensiteit, maar vlakt bij hogere intensiteiten af (figuur). De extra lichtdeeltjes die uit de assimilatiebelichting komen, leveren dus relatief meer op wanneer er weinig licht van de zon is dan wanneer er veel licht van de zon komt.
Alle straling draag daarnaast energie met zich mee het kassysteem in. De totale hoeveelheid straling heeft effect op de (kas)temperatuur en plantemperatuur en daarmee o.a. effect op de ontwikkelingssnelheid van planten.
Een vuistregel: 1% meer licht levert 0.5 tot 1% meer opbrengst op. Uit onderzoek blijkt dat dit sterk afhankelijk is van het gewas.
Lichtresponsecurve van 3 tomatenbladeren (nummering gebaseerd op positie vanaf bovenste blad) bij 700 ppm CO2. (figuur afkomstig uit Dueck et al., 2007)
Kwaliteit
De lichtkwaliteit wordt bepaald door de samenstelling van golflengtes die in het licht voorkomen, het lichtspectrum genoemd. De golflengte van het licht bepaald welke kleur het licht heeft. Planten nemen licht waar met verschillende lichtgevoelige cellen genaamd fotoreceptoren. Afhankelijk van de golflengte van het licht dat de plant ontvangt, worden verschillende genen en moleculaire signaal paden geactiveerd. De genexpressie en innerlijke processen in de plant kunnen dan veranderen. De kleur van het licht heeft daarmee effect op de morfologie, ontwikkeling en weerbaarheid van de plant, dit heet fotomorfogenese. Indirect kan de kwaliteit van het licht ook gevolgen hebben op de mate van fotosynthese door een verandering in de morfologie van de plant. Een verandering in de bladstand beïnvloed bijvoorbeeld de mate waarin een plant licht onderschept.
Een voorbeeld van een fotoreceptor is het fytochroom dat onder invloed van de verhouding rood licht tot verrood licht activeert of deactiveert. Wanneer de plant weinig rood in verhouding tot verrood waarneemt (in de schaduw van andere planten) worden singaalpaden geactiveerd waarmee de plant uit de schaduw kan komen, onder andere een verhoogde strekking. Lees meer over de invloed van lichtkwaliteit in de sectie effecten op de biologie.
Het lichtspectrum wordt in een kassysteem voornamelijk bepaald door de zon. Met assimilatiebelichting valt het spectrum bij te sturen in een voor de teler gewenste richting. Wanneer er minder zon is wordt het aandeel van de assimilatiebelichting groter, daarmee wordt de kwaliteit van het licht uit de lampen belangrijker.
Spectrale verdeling van het PAR licht, met een uitgebreide onderverdeling van kleuren.
Assimilatielicht is een aanvulling op het natuurlijke zonlicht. De effecten van het spectrum en de energie uit assimilatielicht zullen groter zijn wanneer het kunstmatige licht een groter aandeel neemt in het totale licht. In Nederland is dat bijvoorbeeld in de winter wanneer er weinig licht van de zon komt. Neemt het aandeel natuurlijk licht toe dan zullen de effecten van de belichting relatief afnemen.
Fotoperiode
De fotoperiode is de periode gedurende een etmaal waarin planten licht ontvangen. Met lampen is de lengte van deze periode te beïnvloeden. De duur van de belichting is met name voor (sier)gewassen van belang voor de inductie van bloei.
Er zijn kortedagplanten, langedagplanten en daglengte neutrale planten. De duur van de ononderbroken donkere periode elk etmaal is van belang voor deze bloeinductie. Lange dag planten gaan bloeien wanneer de nacht kort is en de dag lang. Deze planten bloeien bijvoorbeeld wanneer het op een etmaal 4 uur ononderbroken licht is en er 20 uur licht op de planten valt. Kortedagplanten bloeien juist bij een relatief lange donkerperiode en korte dag. Een voorbeeld is chrysant waar tuinders bloei initiëren door planten minder dan 12 uur licht te geven in een etmaal. De bloei van daglengte neutrale planten wordt niet beïnvloed door fotoperiode.
De fotoperiode heeft daarnaast direct gevolgen voor de hoeveelheid licht die een gewas kan ontvangen. De lengte van de belichtingsperiode en de intensiteit van het licht bepalen samen de totale hoeveelheid licht die een plant ontvangt per dag.
Plaatje schema daglengtes, kort vs lange dag van onderzoeken bij WUR?