Belichting volgens DLI in hydrosla: besparen of meerproductie?

Het DLI-concept is gebaseerd op de dagelijkse lichtbehoefte van het gewas voor een optimale fotosynthese. In een proef in het najaar van 2018 werd deze aanpak vergeleken met een klassiek vast belichtingsschema voor de belichte teelt van hydrosla. Uit de resultaten bleek dat belichten volgens DLI het elektriciteitsverbruik met bijna 45% deed dalen, maar ook de opbrengst daalde met 10%.

In het najaar van 2018 stonden de prijzen voor hydrosla sterk onder druk. Efficiënter grondstofgebruik zoals elektriciteit zou de rendabiliteit van de teelt kunnen verbeteren. Om de assimilatiebelichting zo optimaal mogelijk in te zetten moet je vertrekken vanuit het principe dat we aan de plant het nodige licht geven om in balans te zijn en maximaal te groeien en produceren. De tool die daarvoor gebruikt kan worden is een streefwaarde van de dagelijkse hoeveelheid licht (uitgedrukt in mol PAR-fotonen) die het gewas ontvangt per m², namelijk de DLI.

DLI als sturende factor voor plantgroei en -ontwikkeling

Aangezien de DLI gekwantificeerd wordt in lichtdeeltjes, is ze dan ook rechtstreeks gekoppeld aan de fotosynthese. Daarom vertoont ze een sterke correlatie met de groeisnelheid van het gewas, de plantmorfologie en uiteindelijk ook de productiviteit. Er zijn voor sommige planten ook verbanden gevonden tussen DLI en het bloeitijdstip. Maar één ding is duidelijk: elk gewas, en zelfs elk ras, heeft een eigen DLI-waarde die zorgt voor een optimale groeisnelheid, productie en kwaliteit. Wanneer deze streefwaarde voor een bepaald ras gekend is, is het belangrijk om te weten hoeveel PAR-licht potentieel aan het gewas kan worden gegeven in een serre. Dat is afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid zonlicht en het geïnstalleerde vermogen aan assimilatiebelichting.

Gelijkmatiger groeiklimaat mogelijk

Klassiek wordt de assimilatiebelichting aangestuurd via een vast uurschema, met daarin ook nog een stralingsgrens die de belichting uitschakelt wanneer er voldoende zonlicht aanwezig is. Met dergelijke belichtingsstrategie kunnen er – typisch in het najaar en voorjaar – veel pieken en dalen optreden in de uiteindelijke hoeveelheid licht die het gewas ontvangt. Door middel van DLI-sturing van de belichting wordt getracht om deze lichtpieken en -dalen af te vlakken, opdat de plant beter in balans zou blijven. Zo kan op zonnige dagen de assimilatiebelichting sneller worden uitgeschakeld en dus energie worden bespaard. Indien het uitschakelen ook nog gebeurt tijdens de uren met de duurste elektriciteitsprijzen, kan er nog verder bespaard worden.

Klassieke belichtingsstrategie vs. lichtintegratie

In een volgende stap wordt rekening gehouden met de ontvangen hoeveelheid licht over meerdere dagen, genaamd lichtintegratie, wat een uitbreiding is op het DLI-concept. Bij lichtintegratie worden lichtoverschotten en -tekorten in de nabije dagen meegenomen in de berekening van de DLI. In het kader van het Lightman-project hebben het PCG en het Kenniscentrum Energie van de Thomas More-hogeschool in het najaar van 2018 een proef uitgevoerd met hydrosla om het effect van lichtintegratie op het energieverbruik en de productie te vergelijken met een klassiek gestuurde assimilatiebelichting, gebaseerd op vaste belichtingsuren. De proef ging door in een serre voorzien van een mobiel goten systeem en led-toplights met een belichtingscapaciteit van 78 µmol/m²s.

De DLI-streefwaarde werd in eerste instantie bepaald op basis van historische gegevens van tien jaar. We keken naar de verwachte hoeveelheid zonlicht op elke dag in de periode van 21 september tot 5 november 2018 bepaald. Dit is de periode waarin drie rondes van multicolor hydrosla (rassenmix Lozano/Satine/Saturdaï) werden opgevolgd. Een veilige marge werd voorzien op de streefwaarde van de DLI, dit in combinatie met een daling in de tijd naarmate de dagen korter werden (zie groene stippellijn in Figuur 1). Op deze manier kan de streefwaarde meestal bereikt worden met de geïnstalleerde belichting en kan je energie besparen op zonnige dagen.

Verder werd gekozen om bij lichtintegratie enkel rekening te houden met de ‘lichtoverschotten en –tekorten’ van drie dagen uit het verleden. De belichting werd aangeschakeld tussen 3.30 en 19.30 uur (wintertijd) in het klassieke vaste uurschema. De belichting werd uitgeschakeld wanneer stralingsintensiteiten hoger dan 150 W/m² gemeten werden. Bij lichtintegratie werd er voor gekozen om sowieso te belichten van 3.30 uur tot een half uur na zonsopgang en van een half uur voor zonsondergang tot 19.30 uur om zo een constante daglengte te behouden. In de periode daartussen werd de belichting zodanig aangestuurd dat de gewenste DLI zo dicht mogelijk werd benaderd.

Figuur 1. Vorig najaar was veel lichter dan anders, op de meeste dagen was de gewenste DLI lager dan de hoeveelheid zonlicht ontvangen door de plant. Hierdoor kon er veel energie worden bespaard door te belichten op basis van lichtintegratie.

Twee kanten aan de medaille: 40% elektriciteitsbesparing, maar 10% opbrengstverlies