Kwantiteit, kwaliteit en fotoperiode
- Alexander Boedijn
Licht heeft verschillende kenmerken die invloed hebben op de groei en ontwikkeling van planten, te weten de kwantiteit (hoeveelheid), kwaliteit (lichtkleur, richting, energie-inhoud) en fotoperiode. Met assimilatiebelichting kunnen deze kenmerken worden beïnvloed.
Kwantiteit
De kwantiteit, ofwel de hoeveelheid licht in de kas wordt voornamelijk bepaald door de globale straling. Het kasdekmateriaal onderschept een deel van die straling en beïnvloedt zo de intensiteit van het zonlicht dat op de planten valt. 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 lichthoeveelheid is de som van zonlicht en assimilatielicht. Met lampen is het dus mogelijk om de totale lichtintensiteit in de kas te verhogen.
Voor planten is met name de hoeveelheid fotosynthetisch actieve straling (PAR), licht met een golflengte tussen de 400 en 700 nanometer van belang, omdat deze in de fotosynthese gebruikt wordt. Bij een grotere hoeveelheid PAR licht is meer energie beschikbaar om suikers aan te maken in het fotosyntheseproces. Dit vertaalt zich in meer groei, 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 (zie de onderstaande figuur Lichtresponsecurve). Assimilatiebelichting levert dus meer op wanneer er weinig licht van de zon is dan wanneer er veel licht van de zon komt.
Alle straling brengt daarnaast energie het kassysteem in. De totale hoeveelheid straling heeft effect op de (kas)temperatuur en plantemperatuur en daarmee onder andere op de ontwikkelingssnelheid van planten.
Een vuistregel: 1% meer licht levert 0.8 tot 1.25% meer opbrengst op. Uit onderzoek blijkt dat dit sterk afhankelijk is van het gewas.
Lichtresponsecurve van 3 tomatenbladeren geteld vanaf de top van de plant bij 700 ppm CO2. (Deze figuur is 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 bepaalt de kleur van het licht. Planten nemen licht waar met een set licht-gevoelige eiwitten genaamd fotoreceptoren. Afhankelijk van de golflengte van het licht dat de plant ontvangt, worden verschillende genen en moleculaire signaleringsroutes geactiveerd. De expressie van die genen verandert dan, met effect op plantprocessen. Zo kan lichtkleur effect hebben op de strekking van de stengel, bladstand, kleur van de bladeren of bloemen en de bloeisnelheid. Dit proces wordt fotomorfogenese genoemd. Indirect kan de kwaliteit van het licht ook gevolgen hebben op de fotosynthesesnelheid door een verandering in de morfologie van de plant. Een verandering in de bladstand of bladgrootte beïnvloedt bijvoorbeeld de mate waarin een plant licht kan onderscheppen.
Een voorbeeld van een fotoreceptor is fytochroom dat onder invloed van de verhouding rood licht tot verrood licht activeert of deactiveert. Wanneer een plant in de schaduw van bijvoorbeeld bomen staat, is daar weinig rood licht ten opzichte van het verrode licht. Door de lage rood/verrood verhouding worden signaleringsroutes geactiveerd waarmee de plant gaat strekken om uit de schaduw te komen. Bij chrysanten kan dit goed gebruikt worden om in de winter onder LED belichting voldoende takstrekking te krijgen.
Het lichtspectrum in de kas wordt 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. Dan wordt de kwaliteit van het licht uit de lampen (nog) belangrijker.
Let op! 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 heeft in de totale lichthoeveelheid. 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 afnemen.
Fotoperiode
De fotoperiode is de periode gedurende een etmaal waarin planten licht ontvangen, ook wel daglengte genoemd. Met lampen en schermdoeken kan de daglengte naar behoefte gestuurd worden. Met name voor siergewassen is de daglengte van belang voor de bloei-inductie.
Er zijn kortedagplanten, langedagplanten en daglengte neutrale planten. In tegenstelling wat deze namen suggereren, is het de duur van de donkerperiode die van belang is voor de bloeinductie. Langedagplanten gaan bloeien wanneer de nacht kort is en de dag (lichtperiode) lang duurt. Kortedagplanten bloeien juist bij een relatief lange donkerperiode en korte dag. Een voorbeeld hiervan is chrysant waar tuinders bloei initiëren door met een verduisteringsdoek te zorgen dat de lichtperiode minder dan 12 uur duurt. De bloei van daglengte neutrale planten wordt niet beïnvloed door fotoperiode.
De fotoperiode heeft daarnaast direct gevolgen voor de dagelijkse lichtsom die het gewas kan ontvangen. De lichtintensiteit en de daglengte bepalen samen de totale hoeveelheid licht die een plant ontvangt per dag.
Rapporten & Artikelen
Denkkader licht - Naar een effectief gebruik van LED belichting in de glastuinbouw (2020)
Bloemtak-uitloop Phalaenopsis: Effect van temperatuur, lichtspectrum en daglengte (2017)
Stuurlicht in de Glastuinbouw - Kansen voor energiebesparing? (2015)
Bloei-inductie bij Chrysant onder lange dag (2011)
Quantification of the Growth Response to Light Quantity of Greenhouse Grown Crops (2007)
Belichting tomaat: elk belichtingsuur volldedig benutten (2007)