50% energiebesparing door betere lichtbenutting Leo Marcelis Hoogleraar Tuinbouw en Productfysiologie, Wageningen Universiteit. Leo.Marcelis@wur.nl
Ambitie Doelstelling: 50% minder energie én Verbetering van rendement Kan alleen door minder energie voor assimilatielicht Geen productieverlies (het moet rendabel zijn) Betere sturing van productie en kwaliteit benutting van licht moet heel veel beter!
Stapsgewijze aanpak 1. Zoveel mogelijk molen natuurlijk licht in de kas 2. Zoveel mogelijk molen uit een kwh elektra in de kas 3. Zoveel mogelijk molen onderscheppen door het gewas 4. Zoveel mogelijk assimilaten uit een onderschepte mol 5. Zoveel mogelijk assimilaten naar gewenste plantendelen (bloemen, plantvorm) Dit stappenplan is geïnitieerd door Eric Poot, Arie de Gelder, Leo Marcelis en anderen in opdracht van Kas als Energiebron
1. Zoveel mogelijk mol natuurlijk licht Gecoat diffuus glas Minder schermen Lichtintegratie Schaduwdelen verminderen Kwaliteitsproblemen anders oplossen Bloemknoppen/bladeren koelen met luchtbeweging Kas koelen Verneveling Bodemisolatie
Van Noort, Marcelis, et al. Meer diffuus licht: spectaculaire teeltversnelling anthurium: - Van 22 naar 16 weken t.o.v. praktijk - Bij 10 mol diffuus licht ook 25% zwaardere plant 7.5 7.5 10 7.5 10 mol/m 2 /dag referentie scherm scherm glas glas
2. Zoveel mogelijk mol per kwh in de kas LED: 25% efficiënter dan SON (2.3 versus 1.8 mmol/j) 2014: Nobelprijs Natuurkunde
3. Zoveel mogelijk mol onderscheppen Het gaat om lichtabsorptie door gewas 5-7% reflectie door gewas 5-15% onbenut op grond (vooral bij jong gewas veel onbenut)
3. Zoveel mogelijk mol onderscheppen Ook lichtverdeling in gewas is zeer belangrijk Diffuus licht: tot 10% productiestijging Hoe is verdeling van lamplicht in gewas (kleuren)? Plantverband en gewasopbouw Referentie Diffuus
4. Zoveel mogelijk assimilaten uit een mol Alleen belichten op momenten dat fotosynthese efficiency hoog is continu fotosynthese van gewas monitoren
Relatieve Fotosynthese R e lative quantu m flu x 4. Zoveel mogelijk assimilaten uit een mol Lichtkleuren: optimaal lichtrecept Rood is meest efficient (conversie elektra en fotosynthese) 0.8 Hebben we wel blauw nodig in kas? Wat hebben we niet nodig? 0.6 1.0 Unpublished data S.W. Hogewoning et al. 1.2 0.4 1.0 0.8 0.6 0.2 0.4 Gewas real sunlight artificial sunlight artificial shadelight 0.2 0.0 op basis van opvallend licht 0.0 400 450 500 550 600 650 700 750 400 450 500 550 600 650 700 750
4. Zoveel mogelijk assimilaten uit een mol HYPOTHESE Lichtkleuren: optimaal lichtrecept Patronen gedurende dag en gewasstadia Bijvoorbeeld: Eerst half uur paar mol blauw licht Dan licht met hoge efficiency: rood Dan zonlicht Eind van de dag verrood
5. Optimale assimilatenverdeling Gaan de assimilaten wel naar de juiste plek in de plant? Is de aanmaak van assimilaten wel in balans met gebruik voor groei? soms minder belichten of teeltfactoren aanpassen
5. Optimale assimilatenverdeling Stoppen we niet teveel assimilaten in aanmaak bladeren? Bijvoorbeeld veel blad snij-anthurium groot ingebogen bladpakket roos elke tak heeft assimilaten gekost, aantal draagt te weinig bij aan netto assimilatie Problemen met ziekten & plagen Kost arbeid De uitdaging is om dit te verbeteren door een vernieuwende teeltwijze
Lichtspectrum beïnvloedt de strekking bij vrijwel alle gewassen LED Rood/Blauw 80/20 SON Plasma zonlicht Van Ieperen et al. 2010
Blad oppervlak met meeldauw (%) Meeldauw & Stuurlicht Kan rood licht meeldauw infectie remmen? Invloed van rood licht op meeldauw 3 2.5 2 a 1.5 1 0.5 a b 0 0 15 75 Licht intensiteit (µmol m -2 s -1 ) Hofland et al. 2012
Blad en bloemkleur beïnvloed door door UV - UV + UV - UV + UV Foto: onderzoek Beßler, LVG Ahlem - UV + UV Hemming et al. 2006
Van Ieperen et al. Bloeibeïnvloeding door lichtkleur Chrysant Klimaatkamerproef, 100 mmol PAR.m -2.s -1, Vier behandelingen: kleur en daglengte Korte Dag - 11uur, 80% rood / 20% blauw Lange Dag - 15uur, 80% rood / 20% blauw Lange Dag ++ - 15uur, 11uur rood/blauw+ 4 uur blauw (22 o C, 65% RH, 400 ppm CO 2 )
Bloeibeïnvloeding door daglengte Lange dag planten lijken vaak eerder te bloeien bij verrood licht
Bloemabortie sturen door Lichtkleur: Rood en blauw minder abortie Aantal bloemen Proef 1: Wit 33 Oranje (geen blauw) 18 Proef 2: Rood 18 Verrood 2 Bron: F. Maas (klimaatkamerproeven)
Nieuw onderzoeksprogramma: LED it be 50% energiebesparing door slim gebruik LEDs; Tomaat als voorbeeldgewas 30% efficientere lamp 15% betere lichtabsorptie (plantarchitectuur, lamppositie, kleur) 10% betere fotosynthese 5% assimilatenverdeling Besparen op vochtregeling: huidmondjes, ziektenweerbaarheid Samenwerkingsverband: 5 universiteiten, LTO Glaskracht, Philips, Hortimax, B-Mex, Bejo, Nunhems, RijkZwaan, v.d. Lugt en Westlandse Plantenkwekerij. Hoofdfinancier: STW
Conclusies Er is meer uit licht te halen met minder energie door: 1. Zoveel mogelijk molen natuurlijk licht in de kas 2. Zoveel mogelijk molen uit een kwh elektra in de kas 3. Zoveel mogelijk molen onderscheppen door het gewas 4. Zoveel mogelijk assimilaten uit een onderschepte mol 5. Zoveel mogelijk assimilaten naar de juiste plantendelen
Conclusies/advies/mening Zorg voor meer natuurlijk licht in de kas Maak het diffuus Belichting wordt LED Prijsdaling LEDs nodig We staan nog maar aan begin van kennis van plantreacties op LED licht (kleur, intensiteit, timing, positie, warmte) Nu al: energiebesparing en enige groeiverbetering bloeïbeinvloeding en plantvorm bij enkele gewassen Termijn: sterke productietoename bloei- en kwaliteitssturing Laten we zorgen dat we kansen van LEDlicht gaan benutten. Investeer in kennis
Bedankt voor uw aandacht