Zolang cannabis al binnenshuis wordt gekweekt onder hogedruk-natriumlampen, vervult de lamp twee functies tegelijk. Elke HPS-armatuur straalt een groot deel van zijn energie als infraroodwarmte naar het bladerdak, waardoor de bladeren warmer blijven dan de lucht eromheen. In de loop der jaren is die warmte een vast onderdeel van de ruimte geworden en is deze meegenomen in de instelwaarden en teeltplanningen waarop telers vertrouwen. Zodra een kweekfaciliteit die HPS-armaturen vervangt door LED, komt er veel minder warmte op het bladerdak terecht en moet de warmte die het gewas vroeger van de lamp kreeg, uit de lucht komen. „Het niet verhogen van de luchttemperatuur is de meest voorkomende fout. Je ziet dan dat de plantontwikkeling trager verloopt en je hebt mogelijk extra tijd nodig om je product af te werken”, zegt Mexx Holweg, hoofd Crop Science & Agronomie bij Dutch Lighting Innovations (DLI).
DLI heeft die overgang van beide kanten meegemaakt. Het bedrijf produceert al 15 jaar verlichting voor de tuinbouw, voornamelijk voor grootschalige conventionele teelten zoals tomaten, komkommers en siergewassen, en levert ook aan cannabiskwekers. „Wat ons vooral onderscheidt, is dat we onze technologie uit de conventionele tuinbouw toepassen op cannabis,” zegt Mexx.
Gedurende het grootste deel van die jaren werkten cannabiskwekers met HPS-verlichting, en DLI leverde die aan hen. Het bedrijf produceert nog steeds HPS-armaturen en verkoopt deze aan een groot deel van de markt, met name in de VS, en Mexx beschouwt het HPS-spectrum nog steeds als zeer goed. Naarmate de energiekosten stegen en telers meer controle over hun teelt wilden, begon DLI ook LED te ontwikkelen. Het bedrijf biedt nu boven- en onderbladverlichting voor kassen en binnenruimtes, en lineaire armaturen voor verticale boerderijen. „We geloven nog steeds dat bovenverlichting de meest effectieve manier is om het gewas van licht te voorzien, maar afhankelijk van het teeltsysteem zijn er ook voordelen aan verlichting onder het bladerdak“, zegt hij.
Verschillen in strategie
Mexx ziet dat telers overstappen op LED voor meer controle en een hogere opbrengst bij hetzelfde wattage. DLI biedt een één-op-één vervanging voor HPS, maar een teler kan ook beginnen met het vervangen van de helft van de HPS-armaturen door LED, zodat de overgang geleidelijk verloopt en het team leert te telen onder armaturen die minder stralingswarmte afgeven. “Ik denk dat het belangrijkste waar telers rekening mee moeten houden bij een overstap naar LED, de cultivars zijn. Cannabis reageert heel verschillend. Een cultivar die onder HPS op een bepaalde manier groeit, kan onder LED compacter groeien, en de ontwikkeling ervan kan ook trager verlopen als andere omgevingsfactoren niet worden aangepast”, zegt hij.
Het verschil zit hem in het spectrum. „Bij HPS heb je een hoger aandeel van verrood tot rood, en bijna geen blauw licht in vergelijking met een witlichtspectrum, waardoor je meer uitrekking ziet en dat zorgt over het algemeen voor een meer open bladerdak. Bij conventionele witte LED zie je meer vertakking en een compactere groei,” legt Mexx uit. Telers moeten de gewenste plantarchitectuur aanpassen aan het licht dat de planten ontvangen. “In plaats van vier hoofdtakken te behouden, zoals je bij HPS zou doen, kun je bij LED drie behouden om rekening te houden met de compactere groei”, zegt hij.
Als je HPS-lampen vervangt door LED-lampen met hetzelfde wattage, levert dat ook 1,5 keer meer licht op, en de rest van de ruimte moet daar wel aan kunnen tippen. Meer licht vraagt om meer CO₂, en om die CO₂ sneller op te nemen hebben de planten een snellere stofwisseling en een hogere temperatuur nodig, wat op zijn beurt weer leidt tot meer transpiratie, meer irrigatie en een hogere HVAC-capaciteit, legt Mexx uit. “Alles in de ruimte hangt met elkaar samen, dus het uitgangspunt is het hoofddoel van de teler voor de overgang.”
Meer licht is ook niet automatisch een verbetering. „Als je de lichtintensiteit verhoogt, komt het grootste deel van de extra opbrengst voort uit een groter bloemenvolume en grotere toppen, en dat betekent meer vocht in de toppen en een groter risico op botrytis. Als je de hogere lichtintensiteit niet onder controle kunt houden, levert het geen voordeel op,” benadrukt Mexx.
Juist die warmteverlies is ook de belangrijkste reden voor de aarzeling, aangezien telers in de hele tuinbouwsector vrezen dat LED hen zal dwingen meer energie te besteden aan het verwarmen van ruimtes die voorheen met HPS warm werden gehouden. Mexx verwijst naar een onderzoek van de Universiteit van Wageningen waarin telers die HPS gebruiken werden vergeleken met telers die LED en een aparte warmtebron gebruiken. Daaruit bleek dat het scheiden van de twee – elektriciteit voor de LED’s en gas voor de verwarming – de meest efficiënte manier was om energie te gebruiken.
Spectrum en UV
Het spectrum zelf is een voortdurend onderzoeksvraagstuk voor DLI, dat in het Vertify-onderzoekscentrum en in samenwerking met universiteiten onderzoek doet naar cannabisverlichting, en Mexx draagt aan dat werk bij met zijn doctoraat in plantenfotobiologie. “Bij het instellen van het spectrum van onze belangrijkste bovenverlichting wegen we de productiekosten van de armatuur – en daarmee de initiële investering voor de teler – af tegen de lange levensduur van de leds, een hoge omzetting van energie in fotonen, een lichtopbrengst die na jarenlang gebruik gelijk blijft, en hoe het gewas reageert”, legt Mexx uit. De Nova-armatuur van DLI is verkrijgbaar in twee spectra. “De vegetatieve versie bevat relatief meer blauw om vertakking te stimuleren, en de bloeiversie heeft meer rood, dat de plant gemakkelijker opneemt om de fotosynthese te bevorderen”, benadrukt hij.
In de conventionele tuinbouw regelen telers doorgaans de blauwe, rode, verrode en witte kanalen afzonderlijk en passen ze de verhouding aan op basis van het teeltdoel en de energieprijzen. Met een instelbare vierkanaalsarmatuur, legt Mexx uit, kan een binnenkweker het verrode licht verhogen terwijl de planten nog jong zijn om het bladoppervlak te vergroten – afhankelijk van het ras – en dit tijdens de bloei weer aanpassen. “Als je een ras hebt dat gevoelig is voor witte puntjes, komt het neer op de hoeveelheid rode fotonen overdag. Als het volgende ras niet gevoelig is voor witte puntjes, kunnen we het rode licht verhogen. Dat is het moment waarop afstemming een rol gaat spelen”, zegt hij. Afstemming vereist zowel technologie als kennis van plantenfysiologie, en kan complex zijn voor telers die niet bekend zijn met leds. „Het gaat erom telers technologie te bieden die hen stap voor stap kan ondersteunen“, zegt Mexx.
Dat is ook de reden waarom DLI gegevens wil verzamelen over het debat rond ‘white tipping’. In een kascompartiment bij Vertify vergelijkt het bedrijf HPS met zijn zeer efficiënte tuinbouw-LED-spectrum op het gebied van opbrengst, kwaliteit en energie-efficiëntie. Het uiterst efficiënte, roodrijke spectrum veroorzaakte enige ‘white tipping’, en Mexx wil weten of een hogere opbrengst per vierkante meter met enige ‘white tipping’ echt een slecht resultaat is, terwijl de energie-efficiëntie en de totale opbrengst mogelijk toenemen. DLI voert dezelfde vergelijking uit tussen standaard HPS en LED, en de resultaten zouden over een paar maanden beschikbaar moeten zijn.
Bij DLI in Wageningen wordt onderzocht hoe UV-straling in wisselwerking staat met het bovenlicht. Planten die onder hoge lichtintensiteit worden gekweekt, zijn moeilijker te belasten met UV en hebben een hogere UV-dosis nodig, terwijl UV-straling bij een lagere lichtintensiteit ervoor zorgt dat cannabinoïden en terpenoïden zich sneller ophopen en het gewas sneller rijpt, legt Mexx uit. Planten die zonder enige UV-straling worden gekweekt, zijn daar erg gevoelig voor, en zelfs een fractie van de UV-straling in zonlicht verhoogt het gehalte aan cannabinoïden en terpenoïden, voegt hij eraan toe.
“Als je op zoek bent naar de juiste UV-dosis, zou ik naar de natuur kijken: wat is er beschikbaar in zonlicht, waaronder cannabis zich eeuwenlang heeft ontwikkeld, wat willen we nabootsen, wat is ongeveer de verhouding tussen UV en PAR, en hoe kunnen we dat nabootsen in een omgeving zonder UV”, zegt Mexx. Wetenschappelijke artikelen lopen sterk uiteen wat betreft de hoeveelheid UV die ze toepassen; de meeste artikelen die UV als schadelijk bestempelen, gebruikten alleen UV-C, en een proef met één enkele cultivar laat geen algemene conclusie toe, benadrukt hij. UV-B beschadigt cellen, maar roept ook de sterkste reactie op, en bij andere gewassen passen telers het samen met UV-A toe. „Hoe dichter je bij het blauwe spectrum komt, hoe meer het effect verandert. Het is sterk golflengteafhankelijk, en UV is in dit opzicht vrij uniek,” zegt Mexx.
Een kweekruimte
Voordat er ook maar één armatuur wordt opgehangen, berekent DLI vanuit de kweekruimte hoe het licht het bladerdak zal bereiken: hoeveel ruimte er is tussen de bovenste lamp en het bladerdak, hoe dicht de beplanting is en hoe hoog de planten groeien. Op basis daarvan berekent het bedrijf de lichtintensiteit op verschillende hoogtes in het bladerdak. “In lage ruimtes, waar onvoldoende hoogte is voor standaardlenzen, zorgen brede lenzen ervoor dat de armaturen dichter bij de planten kunnen hangen, waardoor het licht binnenin de armatuur wordt verstrooid voordat het onder een bredere hoek naar buiten valt”, legt Mexx uit. Waar de hoogte het toelaat, geeft DLI de voorkeur aan deep-focus-lenzen op zijn bovenste lampen, en voor verticale boerderijen verspreiden de lineaire armaturen het vermogen over een lange afstand met een lagere lichtopbrengst, zodat ze dicht bij gewassen zoals sla en kruiden kunnen worden geplaatst.
Zullen we het over jouw oogst hebben?
We leggen je graag alles uit. Heb je vragen, neem gerust contact op.
