Wint ledtechniek het van de natuur?

In juli is een onderzoek afgerond waarbij de invloed van verrood licht op de lengte en reactietijd van chrysanten is onderzocht.

Verrood

Onderzoeken naar de invloed van delen van het lichtspectrum op planten vinden in Nederland grotendeels plaats bij WUR (Wageningen University & Research, business unit Glastuinbouw en Bloembollen) die daarbij nauw samenwerkt met onder andere Delphy Improvement Centre. In juli is bijvoorbeeld een onderzoek afgerond waarbij de invloed van verrood licht op de lengte en reactietijd van chrysanten is onderzocht.
Chrysantentelers hebben de afgelopen jaren steeds meer belangstelling gekregen voor ledbelichting van hun gewas. Dit is gestart met led als aanvulling op de bestaande SON-T belichting, maar is inmiddels in een fase beland waarin uitsluitend led wordt toegepast. Tijdens de onderzoeken lag de nadruk op het vaststellen van de optimale instelling van intensiteit en spectrum met het oog op voldoende strekking van de chrysanten, met name in de wintermaanden.
In het najaar van 2021 is bij de business unit Glastuinbouw van WUR een eerste spectrumonderzoek gedaan met vier chrysantenrassen. ­De eindconclusie luidde dat de taklengte goed te stimuleren was door aan het einde van de dag na te belichten met 30 minuten 20 μmol/m².s verrood licht. Het leverde bovendien nog enkele positieve neveneffecten op, zoals een versnelling van de teelt met enkele dagen en een reductie van sprot (scheutvorming of ‘pluizen’).
In een vervolgonderzoek is gevarieerd met de intensiteit en belichtingsduur van verrood licht, maar ook het tijdstip van de dag. De eerste resultaten – het onderzoek eindigt officieel eind van deze maand – laten zien dat planten die aan het einde van de dag zijn beschenen met verrood licht, enkele dagen eerder oogstbaar zijn ten opzichte van de planten zonder verrood licht. Wanneer het verrode licht alleen in de eerste weken wordt toegepast, zwakt dit effect af ten opzichte van de planten die aan het eind van de dag verrood licht kregen.

‘Onder ideale omstandigheden voelt plant geen -enkele behoefte zich voort te planten’

Techniek versus natuur

Dit type onderzoek lijkt een schot in de roos: wanneer met ledlicht specifieke eigenschappen van planten zijn te sturen, dan zijn er op vele vlakken kosten te besparen of winsten te vergroten. Toch blijkt het ook weer niet zó makkelijk te zijn. De natuur laat zich niet zomaar foppen. Vanuit zijn ervaring weet Gronsveld dat planten serieuze organismes zijn die ook stress kunnen ervaren en rust nodig hebben. ‘Het is een bijzonder fenomeen en soms ook lastig voor te stellen, maar uiteenlopende proeven hebben het aangetoond. Neem bijvoorbeeld jonge plantjes die in een geconditioneerde omgeving worden gekweekt uit zaad. Wanneer ze groot genoeg zijn, worden ze vervoerd naar de kas om daar verder te groeien tot het eindproduct. Dit opkweken gebeurt vaak zo snel mogelijk, met continu licht van een hoge intensiteit. Dit werkt prima – het plantje groeit snel tot de gewenste grootte – maar blijkt daarmee ook veel stress op te bouwen. Na transport naar de volgende kas moeten de jonge plantjes hierdoor een aantal dagen bijkomen en groeien dan niet tot nauwelijks.’
‘Wanneer je in de opkweekruimte echter zonlichtlampen gebruikt, waarvan je het spectrum laat passen bij natuurlijke zonverlichting, dan blijken de planten het transport veel beter aan te kunnen en op de plaats van bestemming direct door te groeien. De tijd die het extra kost in de opkweekkast is daarbij aanzienlijk korter dan de tijd die planten anders nodig hebben om ‘bij te komen’. Pure tijdswinst die ook nog eens bijdraagt aan een lagere uitval.’
Een optimale aansturing van assimilatieverlichting conform de natuurlijke zon is echter óók niet de oplossing. Gronsveld: ‘Wanneer de kweker een zonlicht ledlamp zodanig aanstuurt dat hij de zon optimaal imiteert, en daarbij zijn temperatuur, CO₂ en voeding ook optimaal afstemt op de plant, zullen de resultaten tegenvallen. Je krijgt dan namelijk te maken met een plant die te wéinig stress heeft. Dit betekent dat de omstandigheden dermate ideaal zijn dat hij geen enkele behoefte voelt om zich voort te planten. Hij gaat vegeteren en de bloei en vruchten die hij normaal zou ontwikkelen om zeker te stellen dat zijn soort kan blijven voortbestaan, blijven uit.’

Aubergines

De ervaringen van Gronsveld met het gebruik van daglichtlampen zijn onlangs bevestigd via een onderzoek naar de groei van aubergines door Plant Lighting in Bunnik. De aanleiding voor dit onderzoek waren de gewasschade en het productieverlies die optraden bij eerdere kasproeven waarin werd gekeken hoe met ledverlichting de groei van aubergines was te sturen.
In zes rondes luidden de conclusies van dit onderzoek dat veilig belichten – wat het mogelijk maakt gedurende alle seizoenen aubergines te kweken – alleen mogelijk is bij een optimaal samenspel tussen belichtingsgeschikte rassen, lichtspectrum, daglengte en de manier van opschakelen van de belichtingsniveaus. Gronsveld: ‘Ook hier blijkt de setting waarbij je de natuur maximaal nabootst, de beste te zijn. Dat betekent dat je de plant langzaam wakker laat worden door de zon op te laten komen met een toenemende hoeveelheid blauw licht en hem weer laat slapen door minder blauw en meer rood uit te sturen naarmate je dichter bij de avond komt. Méér licht blijkt in dit geval zeker niet beter te zijn.’

Opkweken gebeurt vaak zo snel mogelijk, met continu licht van een hoge intensiteit.

Verlichting in stallen

Wanneer het om ledverlichting in stallen gaat, richten de onderzoeken van de afgelopen twee decennia zich vooral op varkens, koeien en (leg)kippen. Niet geheel onverwacht blijkt hieruit dat natuurlijk zonlicht de beste resultaten geeft. Het simuleren van natuurlijke zonverlichting in stallen verlaagt daarbij vooral het stressniveau van de dieren waardoor zij meer energie kunnen besteden aan de productie van vlees, melk of eieren en bovendien een betere weerstand tegen ziektes opbouwen. Productie en dierenwelzijn is in deze een onlosmakelijke combinatie. De al wat oudere onderzoeken hadden onder meer betrekking op de melkproductie van melkkoeien en het gedrag van legkippen onder elkaar. Zo is het advies voor melkkoeien gebaseerd op verschillende studies die aangeven dat er een optimum is te bereiken bij het blootstellen van melkvee aan daglengten van 14 – 16 uur met een donkere periode van 6 – 8 uur per dag. Tijdens de dagperiode moet de lichtintensiteit ten minste 150 tot 200 lux zijn.
Bij kippen is het verlagen van het stressniveau onder meer te meten aan het feit dat er minder ‘verenpikkerij’ voorkomt. Het blijkt dat juist deze dieren baat hebben bij het UV-licht dat ‘zonnelampen’ uitstralen en traditionele leds niet. Verder rondde de HAS Hogeschool eind 2018 een oriënterend onderzoek in opdracht van Rofianda af bij varkens. Ook hier kwam een positief effect van led uit wanneer het gaat om het gedrag en stressniveau. Met ledverlichting maakten de dieren significant minder cortisol aan ten opzichte van tl-verlichting en daarnaast nam het zogeheten ‘staartbijten’ af.

Simuleren van natuurlijke zonverlichting in stallen verlaagt stressniveau van dieren

Vleeskuikens en leghennen

Een onderzoek dat op dit moment loopt, voltrekt zich in de sector van vleeskuikens en opfok leghennen. PPS Functilight gaf opdracht aan onder andere WUR om onderzoek te doen naar de invloed van licht bij deze dieren op hun welzijn, gezondheid en productiviteit. Het vier jaar durende project loopt nog tot eind 2024.
In Functilight worden lichtprogramma’s ontwikkeld die gebaseerd zijn op de behoefte van de kip en het natuurlijk gedrag stimuleren. Aspecten die hierbij van belang zijn: licht-donkerperiode, spectrum, intensiteit en variatie. Volgens WUR worden in wetgeving, kwaliteitsschema’s of certificering meestal alleen eisen gesteld aan de lichtintensiteit en aan het lichtschema, omdat dit de enige kenmerken waren die voor de introductie van nieuwe technologieën, zoals ledverlichting, konden worden beïnvloed.
Echter, zo stelt WUR, de komst van ledverlichting biedt veel meer mogelijkheden om het lichtschema aan te passen naar de behoefte van de kip, afhankelijk van de leeftijd van het dier, het tijdstip van de dag en/of de plaats in de stal, zoals rondom het voer- en watersysteem, of bij de zitstokken. Ondanks deze nieuwe technologieën en het feit dat ledverlichting steeds meer wordt toegepast in de praktijk, zijn de lichtprogramma’s doorgaans gebaseerd op veronderstellingen, omdat de daadwerkelijke behoefte en voorkeur van de kip nog onbekend is.
In het onderzoek willen de wetenschappers eerst achterhalen wat de voorkeur is van snel- en trager-groeiende vleeskuikens en van witte en bruine opfok leghennen. Dit ten aanzien van een bepaalde lichtintensiteit, spectrum en de interactie daartussen. De resultaten worden ingezet om vervolgens dynamische lichtprogramma’s te ontwerpen waarin wordt gevarieerd per leeftijd, tijdstip van de dag en plaats in de stal. Deze programma’s worden vervolgens in het laatste deel van het onderzoek getest in de praktijk.

Tekst: ing. Marjolein de Wit - Blok
Fotografie: Rofianda, Wageningen livestock research