Licht is waarschijnlijk de belangrijkste overweging bij het optimaliseren van de plantenteelt in een kas of in verticale farming. In dergelijke tuinbouwomgevingen wordt kunstlicht gebruikt als er te weinig of helemaal geen natuurlijk daglicht is. Er bestaan verschillende mythes omtrent de specifieke lichtspectra die worden gebruikt voor het telen van gewassen, vooral met betrekking tot het gebruik van wit licht, groen licht of licht in een breed spectrum, ziet men bij Signify.
Reden voor de belichtingsproducent om in een serie 'mythes omtrent wit licht' aan de kaak te stellen. Hieronder deel 1 met aan het woord Signify’s Plant Specialist Esther de Beer over de vraag: dringt groen licht dieper door in het bladerdak?
Wat is het verschil tussen LED-groeilampen en zonlicht?
Zonlicht bevat ongeveer evenveel rood, groen, blauw en ver-rood licht. De LED-lichtoplossingen van Signify bieden een combinatie van kleuren die geoptimaliseerd zijn voor plantengroei en energie-efficiëntie. Een van de voordelen van Ledverlichting is dat dit spectrum op maat kan worden gemaakt. Verschillende gewassen hebben verschillende lichtspectra nodig, maar de meeste van onze spectra hebben relatief weinig groen licht. Er bestaan verschillende mythes over het gebruik van zowel wit als groen licht, bijvoorbeeld dat groen licht dieper doordringt in het bladerdak en daardoor voor meer groei zorgt.
Waarom denken mensen dat groen licht dieper doordringt in het bladerdak?
Planten zijn groen, dat betekent dat groen licht gedeeltelijk weerkaatst wordt door de bladeren van de planten. Daarom lijkt het erg voor de hand liggend dat groen licht dieper doordringt in het bladerdak. Om dit te onderzoeken, hebben we meerdere metingen gedaan in bladerdekken van gewassen, en de resultaten waren verrassend.
Tot op heden hebben veel onderzoekers de optische eigenschappen gemeten van afzonderlijke bladeren. We weten dat licht door bladeren wordt geabsorbeerd, gereflecteerd of doorgelaten. Aan de hand van deze metingen van afzonderlijke bladeren hebben ze vastgesteld dat de absorptie van groen licht ongeveer 80% bedraagt, terwijl die van blauw en rood licht hoger is, namelijk ongeveer 90%. Ook wordt circa 10% van het groene licht doorgelaten door het blad, vergeleken met slechts een paar procent bij rood en blauw licht. Ook bij ver-rood licht is de absorptie veel lager. Zo bekeken lijkt het inderdaad zo te zijn dat groen licht dieper doordringt dan rood en blauw licht.
Het is echter riskant om conclusies te trekken op basis van metingen van één enkel blad, omdat de lichtdoorlating in een groter bladerdak veel ingewikkelder ligt. Om te zien hoe het spectrum en de intensiteit veranderen in een bladerdak, besloten we om de kwestie praktisch te benaderen. We hebben het spectrum gemeten op verschillende hoogten in echte bladerdekken zoals deze in commerciële kassen voorkomen.
Betekent dit dat groen licht zich anders gedraagt in een echt bladerdak?
Laten we eerst eens kijken naar grafiek 1. Hier hebben we het licht op drie verschillende hoogten gemeten in een rozenbladerdak (gemeten in een kas in het Delphy Improvement Center, 2018). Ten eerste laat de blauwe lijn je de hoeveelheid licht zien en de spectrale verdeling zoals deze net boven het gewas gemeten zijn (dit is het spectrum van zonlicht). Daarna hebben we halverwege het bladerdak gemeten (de rode lijn) en tot slot hebben we onderaan het bladerdak gemeten, op de hoogte waar je het gewas zou afsnijden (de grijze lijn). 
Licht gemeten op drie verschillende hoogten in een rozenbladerdak
Het eerste wat opvalt is dat naarmate je verder naar beneden gaat in het gewas, het lichtniveau voor fotosynthetische actieve straling sterk afneemt (dit licht met golflengtes van 400-700 nm wordt ook wel Photosynthetic Active Radiation of PAR-licht genoemd). Het blijkt dat 95% van het PAR-licht geabsorbeerd wordt door het gewas. Het tweede opmerkelijke is dat deze afname aan intensiteit veel minder is voor ver-rood licht (dat golflengtes in het bereik van 700-800 nm heeft). Dit is te verwachten, door de lage absorptie door bladeren en de hoge doorlating van golflengten boven 700 nm. Uit deze grafiek kunnen we helaas nog niet zo goed aflezen of groen licht, dat golflengten heeft tussen 500 en 600 nm, dieper doordringt in het bladerdak vergeleken met rood en blauw licht.
Hoe heb je verder onderzocht of groen licht dieper doordringt in een bladerdak?
Voor nader onderzoek hebben we gekeken naar de verhouding tussen de verschillende kleuren in het PAR-licht. In grafiek 2 geven de groene balken de relatieve hoeveelheid groen in het PAR-licht aan. Bovenaan het bladerdak zit 26% van het PAR-licht (400-700 nm) in het groene spectrum. Als groen licht dieper doordringt in het bladerdak, zou je verwachten dat de groene balk toeneemt, maar hij blijft precies hetzelfde.
Relatieve hoeveelheden rood en groen in PAR-licht
Maar wat wel verandert, is de verhouding tussen rood en ver-rood. Als we opnieuw kijken naar de top van het bladerdak in grafiek 1, is de hoeveelheid rood en ver-rood (dat in het spectrum tussen 700-800 nm zit) ruwweg even groot. Naarmate we verder naar beneden gaan, verandert die verhouding drastisch: verder omlaag in het bladerdak is er relatief meer ver-rood.
Dit is alleen voor bladerdekken van rozen, hoe zit het met groen licht voor andere gewassen?
Het bovenstaande is ook getest bij een tomatengewas in een kas van Wageningen University & Research Bleiswijk in 2020. De resultaten zie je in grafiek 3. Deze metingen waren vergelijkbaar met die van het rozenbladerdak, alleen werd het spectrum nu gemeten met intervallen van slechts 50 cm. Toch viel hetzelfde resultaat te onderscheiden: de verhouding groen in PAR-licht is op elke hoogte constant, terwijl de verhouding tussen rood en ver-rood wel verandert.
Bij zowel de rozen- als de tomatengewassen wordt veruit het grootste deel van het PAR-licht door het gewas geabsorbeerd. Een klein gedeelte valt 'ongehinderd' door de bladeren van het bladerdak. Het is deze kleine hoeveelheid die zorgt voor de, overigens verrassende, conclusie dat er onderaan het bladerdak evenveel groen licht is als rood en blauw licht.
Licht gemeten op verschillende hoogten in een tomatenbladerdak
Dus hoe zit het nu met de mythe dat groen licht dieper doordringt in het bladerdak? Is dat waar of niet?
Deze mythe hebben we doorgeprikt: deze resultaten laten zeer duidelijk zien dat groen licht niet dieper doordringt in het bladerdak dan rood of blauw licht. We kunnen deze conclusie trekken omdat de verhouding tussen groen en PAR-licht constant is op verschillende hoogten. Dat betekent namelijk dat het groene licht niet wordt geabsorbeerd door het bladerdak en niet dieper doordringt in het gewas.
Ook kunnen we concluderen dat de verhouding tussen rood en ver-rood dramatisch afneemt in relatie tot de hoogte. Deze proeven laten duidelijk zien dat ver-rood het enige licht is dat dieper doordringt in een bladerdak dan de andere kleuren.
Signify