Lys er kanskje det viktigste for å optimalisere planteveksten i et drivhus eller på en vertikal gård. I slike dyrkingsmiljøer brukes kunstig lys når det er for lite dagslys eller dagslys ikke er tilgjengelig i det hele tatt. Det finnes flere myter rundt de spesifikke lysspektrene som brukes til å dyrke avlinger, nærmere bestemt bruken av hvitt, grønt eller bredspektret lys. Dette er det første av flere intervjuer der vi snakker med Signifys plantespesialist Esther de Beer for å stikke hull på disse mytene om hvitt lys. I dette første intervjuet stilte vi følgende spørsmål: Trenger grønt lys dypere inn i bladverket?

Sollys inneholder omtrent like mye rødt, grønt, blått og fjernrødt lys. Hos Signify lager vi LED-belysningsløsninger med en kombinasjon av farger som er optimalisert for plantevekst og energieffektivitet. En av fordelene med LED-belysning er at dette spekteret kan skreddersys. Ulike avlinger krever ulike spektre, men de fleste av lysspektrene våre har relativt lite grønt lys. Det finnes flere myter rundt bruken av både hvitt lys og grønt lys – for eksempel at sistnevnte trenger dypere inn i bladverket og dermed fører til bedre vekst.

Planter er grønne, noe som betyr at grønt lys delvis reflekteres av plantenes blader. Derfor virker det veldig plausibelt at grønt lys trenger dypere inn i bladverket. Vi gjorde flere målinger i bladverket i forskjellige avlinger for å undersøke dette, og resultatene var overraskende.

Så langt har mange forskere målt de optiske egenskapene ved enkeltblader. Som vi vet, blir lyset enten absorbert, reflektert eller overført av bladene. Basert på disse målingene med ett enkelt blad har de funnet ut at omtrent 80 % av grønt lys absorberes, mens blått og rødt lys absorberes i høyere grad, ca. 90 %. Dessuten overfører bladet omtrent 10 % av det grønne lyset sammenlignet med bare noen få prosent av det røde og blå lyset. Absorpsjonen av fjernrødt lys er også mye lavere. På dette grunnlaget virker det plausibelt at grønt lys trenger dypere inn enn rødt og blått lys.

Det er imidlertid problematisk å trekke konklusjoner på grunnlag av målinger av ett enkelt blad, ettersom lysoverføringen i større bladtak er langt mer komplisert. For å se hvordan spekteret og intensiteten endrer seg gjennom bladverket, bestemte vi oss for å gjøre et praktisk forsøk og måle spekteret ved forskjellige høyder i faktiske bladverk slik de forekommer i kommersielle drivhus.

La oss først kikke på diagram 1. Her målte vi lyset ved tre forskjellige høyder i et rosebladverk (målt i et drivhus ved Improvement Center Delphy i 2018). Den blå linjen viser lysmengden og spektralfordelingen målt rett over avlingen (som er sollysspekteret). Deretter målte vi halvveis ned i bladverket (den røde linjen), og til slutt målte vi nederst i bladverket, i samme høyde som der avlingen skjæres (den grå linjen).

Diagram 1. Måling av lyset i tre forskjellige høyder i et rosebladverk

Det første vi legger merke til, er at lenger nede i avlingen reduseres lysnivået for fotosyntetisk aktiv stråling (PAR-lys, som dekker bølgelengdene mellom 400–700 nm) svært raskt. Det viser seg at 95 % av PAR-lyset absorberes av avlingen. En annen ting å merke seg er at denne reduksjonen i intensitet er langt mindre for fjernrødt lys (som er i området mellom 700–800 nm). Dette er forventet med tanke på den lave bladabsorpsjonen og den høye overføringen av bølgelengder over 700 nm. Dessverre er det vanskelig på grunnlag av dette diagrammet å si om det grønne lyset – i område mellom 500 og 600 nm – trenger dypere inn i bladverket sammenlignet med rødt og blått lys.

For å undersøke nærmere så vi på de relative mengdene av forskjellige farger i PAR-lyset. I diagram 2 representerer de grønne søylene relativ mengde grønt i PAR-lyset. Øverst i bladverket er 26 % av PAR-lyset (400–700 nm) i det grønne området. Hvis det grønne lyset trenger dypere inn i bladverket, skulle man forvente at den grønne søylen ville vokse, men den forblir nøyaktig lik.

Diagram 2: Relative mengder rødt og grønt lys i PAR-lyset

Det som derimot endrer seg, er forholdet mellom rødt og fjernrødt. Hvis vi ser øverst i bladverket i diagram 1, er mengdene av rødt og fjernrødt (i området mellom 700–800 nm) omtrent like. Ettersom vi beveger oss nedover, endrer dette forholdet seg dramatisk: Det er relativt sett mer fjernrødt lenger nede i bladverket.

Vi gjorde de samme forsøkene med en tomatavling i et drivhus ved Wageningen University & Research Bleiswijk i 2020. Du kan se resultatene i diagram 3. Disse målingene kan sammenlignes med målingene i rosebladverket, men nå målte vi spekteret i intervaller på bare 50 cm. Likevel skjedde det samme: Forholdet mellom grønt lys og PAR-lys er det samme uansett høyde, mens forholdet mellom rødt og fjernrødt endrer seg.

Både i rose- og tomatavlingen blir det aller meste av PAR-lyset absorbert av avlingen. En liten andel passerer uhindret gjennom bladene. Det er denne lille mengden som leder til det overraskende resultatet at det finnes like mye grønt som rødt og blått lys nederst i bladverket. 

Graf 3, Lyset målt i forskjellige høyder i en tomatkuppel

Det som derimot endrer seg, er forholdet mellom rødt og fjernrødt. Hvis vi ser øverst i bladverket i diagram 1, er mengdene av rødt og fjernrødt (i området mellom 700–800 nm) omtrent like. Ettersom vi beveger oss nedover, endrer dette forholdet seg dramatisk: Det er relativt sett mer fjernrødt lenger nede i bladverket.

Vi har avlivet denne myten. Disse resultatene viser svært tydelig at det grønne lyset ikke trenger dypere inn i bladverket sammenlignet med rødt eller blått lys. Vi kan trekke denne slutningen fordi forholdet mellom grønt lys og PAR-lys er konstant ved forskjellige høyder og lyset derfor ikke absorberes av bladverket og ikke trenger dypere inn i avlingen. Vi kan også konkludere med at forholdet mellom rødt og fjernrødt reduseres dramatisk med høyden. Disse forsøkene viser tydelig at fjernrødt lys er det eneste lyset som trenger dypere inn i bladverket enn de andre fargene.