Onderzoek de werkzaamheid van aanvullende LED-verlichting voor het verplanten van hogedraadgroenten.Hoogwaardige groentetransplantaten voor hogedraadproductie worden gedefinieerd als dikke en rechte stelen, compacte groei met korte internodiën, goed ontwikkeld en diepgroen blad en kortere productietijden.Een minimale dagelijkse lichtintegraal (DLI) van 13 mol·m–2·d–1 of meer is vereist om deze gewenste morfologische kenmerken te bereiken.In kassen op noordelijke breedtegraden kan de DLI echter tijdens de wintermaanden gemiddeld 1 tot 5 mol·m–2·d–1 bedragen.Bij deze lage lichtintensiteit hebben planten zwakke stengels en grote bladeren, zijn langbenig, worden bloemen afgebroken en kan vervolgens vruchtafbreking optreden, wat tot economische verliezen kan leiden (Fig. 1).Aanvullende verlichting wordt vaak gebruikt om de DLI in kassen voor groentetransplantatie te verhogen tijdens lichte perioden van het jaar.Hogedruknatriumlampen (HPS) zijn de industriestandaard voor aanvullende verlichting van kassen.De beschikbaarheid van energiezuinige light-emitting diode (LED) armaturen voor tuinbouwtoepassingen is echter een veelbelovend alternatief.Eerdere aanvullende verlichtingsstudies die zijn uitgevoerd op groentetransplantaten, hebben voornamelijk gebruik gemaakt van armaturen met blauwe (B) en rode (R) LED's.De LED-technologie is echter geëvolueerd en er zijn nu armaturen beschikbaar die onder andere groene (G) en verrode (FR) straling binnen en buiten het fotosynthetisch actieve straling (PAR)-bereik leveren.Bovendien heeft de beschikbaarheid van LED-armaturen met de mogelijkheid om spectrale kwaliteit te manipuleren, de mogelijkheid gecreëerd om "lichtrecepten" voor specifieke gewassen te creëren, die kunnen worden gebruikt om de hoogte, het bladoppervlak, de bladkleur en de voedingswaarde van gewassen te manipuleren.Daarom was ons doel om de invloed van aanvullende lichtstralingskwaliteit op de groei en ontwikkeling van hogedraadtomaten, paprika's en komkommers te kwantificeren.Zaden van hybride kaskomkommer 'Elsie', tomaat 'Climstar' en paprika 'Kathia' werden gezaaid in 120-cellige plugtrays en bedekt met een dun laagje vermiculiet.De trays werden in een donkere groeikamer geplaatst totdat de kiemwortels tevoorschijn kwamen.De trays werden vervolgens verplaatst naar een van de vijf met glas beglaasde kascompartimenten met een luchtgemiddelde dagelijkse temperatuurinstelwaarde van 77 ºF (Fig. 2).Na 10 en 14 dagen werden respectievelijk komkommer- en tomaat- en paprikazaailingen getransplanteerd in steenwolblokjes (Fig. 3).De planten werden eenmaal per dag geïrrigeerd met een hydroponisch eb- en vloedsysteem, waarbij gebruik werd gemaakt van water met omgekeerde osmose, aangevuld met een 12N-4P-16K in water oplosbare meststof en magnesiumsulfaat.Er werden vier aanvullende verlichtingsbehandelingen geleverd gedurende 16 h·d–1 op basis van een momentane drempel (van 6 uur 's ochtends tot 22 uur 's avonds wanneer de lichtintensiteit buiten ˜440 µmol·m–2·s–1 was).HPS-lampen of LED-armaturen zorgden voor een totale fotosynthetische fotonfluxdichtheid (TPFD; 400 tot 800 nm) van 120 µmol·m–2·s–1.Een fotoperiodieke belichtingsbehandeling (controle; HPS25) leverde een TPFD op van 25 µmol·m–2·s–1.Het subscriptnummer na elke kleurgolfband (B, G, R, FR) en voor behandelingen met het label HPS geven de fotonfluxdichtheid aan in µmol·m-2·s-1 op planthoogte.De behandelingen waren:Het is niet verrassend dat het verhogen van de natuurlijke DLI van ˜5,8 naar ˜11,8 mol·m–2·d–1 met aanvullende verlichting het droge gewicht van de scheuten en de stengeldiameter van tomaat-, paprika- en komkommertransplantaten verhoogde;wat aangeeft dat planten groter en steviger waren.Voor tomaat nam het drooggewicht van de scheuten toe met 107 tot 183%, afhankelijk van de stralingskwaliteit van aanvullende verlichting (Fig. 4).De reacties van planten op de stralingskwaliteit bleken geslachtsspecifiek te zijn:Naast het verkorten van de tijd om een ​​hoogwaardige groentetransplantaat te produceren, beïnvloedde de stralingskwaliteit (kleur) van aanvullende LED-verlichting de morfologie en fysiologie van high-wire groentetransplantaten wanneer de natuurlijke DLI laag was (=7 mol·m-2·d –1).Uit eerder MSU-onderzoek hebben we geconcludeerd dat aanvullende LED-verlichting moet bijdragen aan meer dan 40% van de totale DLI om morfologische reacties op te wekken.Gezien dit, zou aanvullende lichtstralingskwaliteit kunnen worden gebruikt om de gewenste morfologische kenmerken van de transplantatie van hoge-draadgroenten op te wekken, aangezien deze kunnen verschillen afhankelijk van het beoogde gebruik.Zaailingen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt als onderstammen, telgen of als niet-geënte transplantaties.Geënte zaailingen profiteren van een verlengde hypocotyl [het deel van de stengel onder de zaadbladeren (zaadlobben) en direct boven de wortel] lengte, omdat het helpt om het entsucces en dus de overlevingskans te vergroten, en het rooten van de telg na transplantatie te verminderen.Langwerpige hypocotylen zijn echter niet gewenst voor niet-geënte zaailingen, omdat dit kan leiden tot zwakke transplantaties en logistieke uitdagingen voor verzending.Een teler die niet-geënte transplantaties produceert, kan dus aanvullende verlichting gebruiken die B25R95-straling levert, aangezien tomaten, paprika's en komkommers het meest compact waren onder deze behandeling.Ze moeten er echter ook rekening mee houden dat parameters zoals bladoppervlak en versgewicht negatief werden beïnvloed onder B25R95-straling.Ten slotte hebben we ook vastgesteld dat aanvullende LED-verlichting die B30G30R60-straling levert, hogedraadtransplantaten van vergelijkbare kwaliteit produceert als die welke onder HPS-lampen worden gekweekt.Daarom kunnen we concluderen dat aanvullende LED-verlichting een alternatief is voor de huidige industriestandaard voor de productie van hogedraadtransplantaten.Charlie Garcia is een voormalig MS-student en Roberto Lopez is universitair hoofddocent en specialist in gecontroleerde omgeving/bloementeelt bij de afdeling Tuinbouw van de Michigan State University (MSU).De auteurs erkennen dankbaar Nate DuRussel voor hulp, Heliospectra voor LED's, JR Peters voor kunstmest, Grodan voor substraat, Syngenta voor zaden en MSU AgBioResearch voor ondersteuning.