Tuinbouwverlichtingsmaatregelen

Met de komst van LED-tuinbouwverlichting zijn er steeds meer verschillende lichtspectra beschikbaar. Bijgevolg zal elk type plant andere lichtbehoeften hebben (het nut dat de plant heeft van de verschillende spectrale evenwichten is specifiek voor elk van hen) en daarom is het belangrijker dan ooit om de fractie licht te kwantificeren die nuttig is voor de plant. Bovendien stellen dergelijke metingen ons in staat verschillende tuinbouwtechnologieën te vergelijken en gedurende de gehele groeicyclus optimale lichtparameters aan te houden.

Kortom, de verschillende maatregelen

Meestal hebben we het over het wattage van een lichtbron. Dit is in feite een verkeerd taalgebruik, aangezien deze waarde rechtstreeks verband houdt met het stroomverbruik en niet met de lichtproductie. De eenheid die wordt gebruikt om het door een bron uitgestraalde licht te kwantificeren is de lumen. Deze geeft de totale hoeveelheid voor het menselijk oog zichtbaar licht weer die door een bron wordt uitgestraald, wat al beter is, maar nog steeds ongeschikt voor de tuinbouw. Wij willen immers het licht kwantificeren dat onze planten ontvangen, wat noodzakelijkerwijs afhangt van de afstand tussen hen en de lamp. Dit is waar de lux om de hoek komt kijken, deze eenheid wordt gebruikt om de hoeveelheid zichtbaar licht te meten die een bepaald oppervlak ontvangt. Maar onze groene vrienden zijn natuurlijk niet gevoelig voor dezelfde golflengten als die welke wij zien, wat de situatie een beetje compliceert...

Om deze redenen hebben ingenieuze ingenieurs de PPF en PPFD gecreëerd! Deze meeteenheden zijn speciaal voor de tuinbouw ontwikkeld en houden rekening met het verschil in waarneming tussen een plant en het menselijk oog bij het meten van licht. De eerste is voor de tuinbouw wat het lumen is voor het menselijk zicht, en de tweede meet het deel van het nuttige licht dat door een bepaald oppervlak (bv. het bladoppervlak van een plant) wordt geabsorbeerd.

Uiteindelijk:

De verschillen tussen de technologieën

Sinds enkele jaren proberen we planten te kweken onder kunstlicht, en zoals u al weet, zijn er vele technologieën beschikbaar om uw kweekruimtes te verlichten. Ze zijn echter niet allemaal gelijk, en elk heeft zijn voor- en nadelen. Eén manier om ze te vergelijken is door eerst te kijken naar de efficiëntie van deze lampen, die ons laat zien hoeveel PPF de bron kan genereren per verbruikte watt. Maar er moet ook worden gekeken naar de bedrijfskosten, die soms verkeerd worden berekend omdat men bijvoorbeeld de aanschafprijs, de slijtage, het stroomverbruik en de onderhoudskosten niet mag vergeten.

 Deze waarden geven een indicatie van het vermogen van verschillende lampen om met hetzelfde elektrische vermogen nuttig licht te verschaffen.

Spectrumaanpassing en positioneringsmogelijkheden van de lamp zijn zeer belangrijk voor onze planten!

De verschillen tussen LED's

Het belangrijkste verschil tussen de modellen is de spectrale verdeling van de energie, in feite komen alle soorten spectra op de markt, elk met hun eigen bijzonderheid. Het typische spectrum van een led van de laatste generatie bestaat uit twee pieken, een blauwe en een rode, die een lager "dal" omgeven (begrijpelijkerwijs minder intens).

Zeus Pro Spectrum

De verhouding tussen pieken en dalen en de plaatsing van de pieken zijn de belangrijkste factoren die per spectrum zullen verschillen. Een hogere rode piek zal immers de voorkeur genieten om de bloei te bevorderen, een hogere blauwe piek om een snelle groei en kortere internodiën te stimuleren. Het dal is belangrijk voor fotosensitieve reacties van de tweede orde (minder belangrijk voor de fotosynthese, maar nog steeds noodzakelijk in bepaalde verhoudingen). We hebben hier te maken met een spectrum van het FSS-type, wat betekent dat er een dal is, en een piek die hoger is in rood dan in blauw. Met andere woorden een evenwichtig spectrum voor de hele teeltcyclus met een voorkeur voor de bloei (let ook op de verlenging van de voet van de rode piek naar het infrarood, ook nuttig voor de bloei). Er zijn ook soortgelijke spectra met een blauwe piek op dezelfde hoogte als de rode, een lager dal of zelfs een tweede piek in het rood. Elk van deze heeft een specifiek toepassingsgebied.

Een ander verschil tussen LED's kan hun efficiëntie zijn, die niet mag worden verwaarloosd als u stroom wilt besparen. Zoals hierboven uitgelegd betekent een hoge efficiëntie namelijk dat er minder elektriciteit nodig is om hetzelfde licht te genereren. Daarom wordt de voorkeur gegeven aan modellen met een efficiëntie van ten minste 2,6 µmol/d.

Aanbevolen PAR-waarden

Voor snelgroeiende planten, zoals bijvoorbeeld tomaten, hangen de aanbevolen PPFD-niveaus voornamelijk af van het stadium van het gewas.

Voor kieming, stekken en/of langzame groei wordt gestreefd naar 200-400 µmol/s/m² gemiddelde PPFD,

Voor een optimale groei streven wij naar 400-600 µmol/s/m² gemiddelde PPFD,

Voor een optimale bloei streven wij naar 600-950 µmol/s/m² gemiddelde PPFD,

Boven 1000 µmol/s/m² gemiddelde PPFD moet CO2 proportioneel (maar niet uitsluitend) worden toegevoegd.

Deze waarden zijn indicatief en zijn berekend voor gezonde planten in een optimaal klimaat; verhoog de PPFD altijd geleidelijk om ervoor te zorgen dat de intensiteit niet schadelijk is voor het bladerdak.

Hoe lees je een PAR-tabel?

Het lezen van de door de fabrikanten verstrekte PAR-tabellen is de sleutel tot het bepalen van de optimale lampafstand zonder gebruik van een PAR-meter. Maar deze tabellen kunnen soms wat moeilijk te begrijpen zijn, dus laten we eens kijken op welke parameters we moeten letten als we dergelijke informatie bekijken.

Het diagram stelt een verlicht gebied voor, dus eerst wordt gekeken om welk gebied het gaat, vervolgens wordt dit gebied verdeeld in kleinere gebieden, elk met een gemiddelde PPFD-waarde. Wanneer we het hebben over de gemiddelde PPFD voor een bepaalde lamp, hebben we het meestal over het gemiddelde van deze gemiddelde waarden. In de meeste gevallen geeft de fabrikant tabellen met verschillende waarden voor verschillende lamphoogten, want hoe dichterbij een lamp staat, hoe intensiever het oppervlak verlicht wordt. Maar let op, dichterbij komen kan ook leiden tot een minder goede lichtspreiding, met in sommige gevallen het ontstaan van hot spots; vandaar het belang van meerdere metingen over het hele oppervlak.

Andere details kunnen in aanmerking worden genomen, zoals het al dan niet aanwezig zijn van reflecterende wanden op de muren, hun reflectiesnelheid, de kwaliteit, maar ook de vorm en grootte van de reflector als die er is, enz.

Met behulp van deze diagrammen zullen wij de configuratie zoeken die ons PPFD-waarden oplevert binnen de passende toleranties, en zo homogeen mogelijk op ons oppervlak.

Hier is een voorbeeld van de door Lumatek verstrekte tabellen voor hun Zeus Compact Pro-model:

Het is te zien dat deze metingen zijn verricht zonder reflecterende wanden, zodat het altijd nodig zal zijn om iets hoger te zitten dan wat wordt aangekondigd wanneer men zich in een kweektent bevindt. In een mylar tent van 1,2x1,2 bijvoorbeeld, bestaat bij 30 cm het risico dat sommige plekken nog boven de 1000 µmol/s/m² uitkomen, wat schadelijk kan zijn. Voor een bloei positioneren wij ons liever op 33-37 cm, omdat bij 50 cm de hoge waarden al erg laag beginnen te worden. In dit geval kunnen we ons, gezien de muren, voorstellen dat de verdeling nog homogener zal zijn aan de zijkanten van onze kweekruimte. De gemiddelde PPFD-waarden voor het hele gebied zullen waarschijnlijk slechts met 5% stijgen, maar aanzienlijker op alle vierkanten aan de uiteinden.

Er zij ook op gewezen dat een verdubbeling van de afstand de PPFD-waarden niet halveert (vergelijking tussen 15 en 30 cm), terwijl een halvering van het vermogen met de dimmer (met behoud van de hoogte van de lamp) tot een halvering van de PPFD-waarden leidt.

Bovendien is, zoals verwacht, de lichtspreiding op 1,5 m hoogte duidelijk groter dan bij het naderen van de lamp.

Het enige wat overblijft is het vinden van het compromis tussen hoogte en vermogen dat wordt gebruikt om zo gelijkmatig mogelijk binnen de toleranties te blijven.

Om verder te gaan

Hierboven is uitgelegd dat luxmeters zijn gekalibreerd voor licht dat zichtbaar is voor mensen en daarom niet altijd geschikt zijn voor het meten van licht dat nuttig is voor een plant. Hier zijn de verschillende gevoeligheidscurves:

We kunnen heel duidelijk zien dat we bij 550nm bijvoorbeeld heel gevoelig zijn, terwijl de plant er weinig aan heeft, of precies het tegenovergestelde rond 680nm. We kunnen ook zien dat de plant twee verschillende chlorofylen gebruikt om zijn fotosynthese uit te voeren, en daarom is het belangrijk om verschillende golflengten van licht te gebruiken, om niet slechts één van de twee metabolische paden aan te spreken. Bij de waarden van de vier pieken is het interessant om de pieken van het spectrum van een lamp op elkaar af te stemmen om het door de plant opgenomen vermogen te maximaliseren. Soms zal men zich richten tussen de twee linker en de twee rechter om de energie gelijkelijk over de twee chlorofylen te verdelen, maar dit is op zich geen verplichting.

Men zou dus kunnen denken dat het volledige spectrumkenmerk (het dal tussen de pieken van het spectrum) geen betekenis heeft wanneer men naar deze grafiek kijkt, maar vergist u zich. Aan de ene kant wordt chlorofyl B misschien zwak gestimuleerd door dit licht, maar het stimuleert ook chlorofyl A door zijn lagere gevoeligheid in het rood. De plant "voelt" dus alsof hij wordt blootgesteld aan natuurlijk licht, en het effect dat deze golflengten zouden kunnen hebben op andere minder belangrijke metabolische routes wordt niet onderdrukt. Het is daarom begrijpelijk dat het grootste deel van de uitgezonden energie niet in dit bereik is geconcentreerd, maar op de pieken.

Bronnen

https://www.sanlight.com/en/about-ppf-and-ppfd/

https://www.horticulture.red/fr/expertise/lumiere/mesurer-lumiere-horticulture-par-ppf-ppfd/

https://fr.wikipedia.org/wiki/Photosynth%C3%A8se

https://fr.wikipedia.org/wiki/Vision_humaine

https://lumatek-lighting.com/lumatek-cmh-lamp-315w-240v/

https://lumatek-lighting.com/lumatek-mh-lamp-600w-240v/

https://www.hortinews.net/dossiers/99-guide-lumiere-et-vegetaux.html

https://growace.com/blog/why-is-par-rating-a-big-deal-for-indoor-grow-light-systems/