Licht, een onderzoeksveld dat nog nauwelijks ontgonnen is!

Het is alweer even geleden dat Professor Keith McCree van de Agricultural and Mechanical University in Texas de gemiddelde gevoeligheid voor licht van planten aantoonde. Op basis van zijn onderzoek naar lichtabsorptie heeft hij een gemiddelde curve gemaakt voor alle planten die hij gemeten heeft, deze curve staat bekend als de McCree-curve.

Hiermee toonde hij aan dat de gemiddelde fotosynthese respons van planten licht van 350 nm tot 750 nm. Nu weten we allemaal dat planten licht nodig hebben voor fotosynthese. Licht is eigenlijk iets heel bijzonders, immers het bestaat uit energie pakketjes ook wel fotonen genoemd. Uit deze energiepakketjes haalt een plant de energie die nodig is om suikers te maken. Door fotosynthese voorziet de plant in zijn energiebehoefte door met behulp van deze lichtenergie, uit water en koolzuur de benodigde suikers te vormen. Hoe dit natuurkundig in elkaar zit, kan ik u niet uitleggen. Wel is het belangrijk om te weten dat verschillende lichtkleuren verschillende energie-inhoud hebben.

Fotosynthese
Naast fotosynthese is er nog een heel ander proces wat door licht wordt gestuurd en dat is de fotomorfogenese. Dit proces fotomorfogenese bepaalt het uiterlijk en leidt tot de uiteindelijke vorm, kleur en bloei van de plant. Dit is voor een belangrijk deel genetisch vastgelegd, maar wordt gestuurd door licht. Lichtkleuren zijn dus ontzettend belangrijk voor een plant, het beïnvloedt de vorm en de ontwikkeling van een plant. De lichtkleuren UV B, UV A, blauw, rood en verrood beïnvloeden de morfogenese van een plant. We hebben door deze wetenschap de mogelijkheid gekregen om planten te kunnen sturen. Wereldwijd gebeurt er veel onderzoek naar lichtkleuren. De kennis die overal wordt opgedaan is lastig omdat de omstandigheden van proeven heel verschillend is. Het maakt uit of je effecten van lichtkleuren bekijkt in een daglicht loze ruimte (kweekcellen, vertical farm) of in een kas. Ook is er een verschil tussen fotosynthese en fotomorfogenese. Als je dan ook nog rekening moet houden met intensiteit van belichten en korte- en lange termijneffecten dan kunt u nagaan dat het enorm complex is. Met de komst van LED licht, waarmee we het licht monochroom kunnen aanbieden dus licht van één enkele golflengte en dus één enkele kleur, is er een nieuw tijdperk aangebroken in het aanbieden van kunstlicht bij planten. We hebben nu de keuze om lichtrecepten te kunnen maken dus een op een gewas afgestemd lichtrecept. Als we dan ook nog een keer dynamisch kunnen belichten, dus door op elk gewenst moment van lichtrecept en intensiteit kunnen veranderen, dan zijn er nog heel veel vragen te beantwoorden. Wat betreft de huidige kennis over de invloed van licht, staan we nog maar aan het begin. Volgens mij hebben we met deze mogelijkheden als telers een fantastische mogelijkheid in handen gekregen om planten te sturen. De beschikbaarheid van nieuwe lichtbronnen biedt kansen voor toepassingen van (stuur)licht op verschillende terreinen. Ik heb het dan niet over energiebesparing, maar veel meer over het sturen van processen in de plant zoals bloei-inductie of juist het voorkomen van bloei, het beïnvloeden van plantvorm maar het beïnvloeden van productie en teeltsnelheid.

LED-licht

In een eerdere column heb ik al een keer geschreven dat LED-licht ons inzicht van belichten nog wel eens op zijn kop kan zetten. Op dit moment doen wij heel veel onderzoek aan LED-licht en verschillende lichtrecepten. Soms zien wij onverwachte en niet helemaal verklaarbare reactie op het gebied van bijvoorbeeld gewasgezondheid zoals bijvoorbeeld gunstige effecten op plantweerbaarheid. Een plant bezit van nature een complex mechanisme om zich te beschermen tegen bedreigende invloeden vanuit zijn omgeving. Nu kan een plant niet weghollen dus hij moet iets anders om zich te beschermen tegen insecten of schimmels. Dat doet hij door specifieke stoffen aan te maken. Deze worden secundaire metabolieten genoemd, stoffen die door fotosynthese worden aangemaakt noemen we primaire metabolieten. Nu in de tuinbouw het gebruik van chemische gewasbeschermingsmiddelen steeds verder onder druk komt te staan,  zou het heel erg mooi zijn als we begrip en controle over het secundaire metabolisme in de plant verkrijgen bijvoorbeeld met behulp van licht. Dit om de plant weerbaarder te maken tegen aanvallen van buiten. Licht het naar mijn idee nog ongekende toepassingsmogelijkheden in de glastuinbouw, de komende jaren zo is mijn overtuiging zullen er vernieuwende toepassingen komen. Dat kan alleen als vernieuwende kennis een kans krijgt. 

Jan Willem de Vries
Wageningen University & Research
Business Unit Glastuinbouw