Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

LED-teknikens potential för energibesparing och växtstyrning vid produktion av prydnadsväxter och grönsaker i växthus.

Status: Avslutat
Projektnummer: H0956011
Kategori: Research program | Horticulture
Ansökningsår: 2009
Datum för slutrapport: 12 november 2012
Huvudsökande: Hartmut K. Schüssler
Organisation: Sveriges lantbruksuniversitet, SLU
E-postadress: hartmut.schussler@ltj.slu.se
Telefon: 040-415372
Beviljade medel: 1 000 000 SEK

Sammanfattning av slutrapport
Projektets mål var att bedöma tillämpligheten och eventuella fördelar med användadet av LED-teknik vid odling av prydnadsväxter och småplantor i växthus. LED-belysning användes i tre olika applikationssätt: 1: Som enda ljuskälla i klimatkammare, 2: som tillskottsbelysning i växthus, 3: som dagförlängning i växthus. Vid odling i klimatkammare med monokromatiskt ljus framkom att blått ljus ledde till kraftig sträckning, medan rött ljus gav upphov till kraftig rotutveckling. Liknande resultat uppnåddes då motsvarande monokromatiskt LED-ljus användes som dagförlängning. LED-ljus (vitt eller rött/blått) i växthus kunde hos vissa växtslag uppnås en viss reduktion av sträckningstillväxten med LED-ljus, jämfört med HPS. Totala tillväxten (frisk/torrvikt) var i regel högst hos de plantor som vuxit i HPS-belysning. Avsaknaden av strålningsvärme från LED-armaturerna ledde till (i jämförelse med HPS-lampor) lägre bladtemperatur med lägre transpiration och långsammare utveckling som följd.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Tillskottsbelysning används i växthus både som assimilationsljus för att driva fotosyntesen och för fotoperiodiskt ljus, d.v.s. för att styra växternas blomningsreaktioner. Särskilt vid assimilationsbelysning krävs höga ljusintensiteter vilket gör detta till en energikrävande process. Traditionellt sett har högtrycksnatriumlampor (HPS) använts för assimilationsljus och glödlampor för fotoperiodiskt ljus. Senare års stigande energipriser, ökande miljöhänsyn samt utfasningen av glödlampan har lett till en snabb utveckling inom belysningstekniken med följden att nya ljuskällor, t.ex. LED-belysning, blivit intressanta även för hortikulturella applikationer. LED-belysningen har intressanta egenskaper som kan vara särskilt värdefulla vid odling i växthus, som t.ex. lång livslängd, låg värmestrålning, flexibilitet vad gäller utformning av armaturer samt möjligheten att få ett ljus med skräddarsydd spektralfördelning. Optimerad spektralfördelning kan vara en fördel både de vågländer med sämre absorbans hos växternas klorofyllsystem (t.ex. grönt) kan elimineras till fördel för de ljuskvalitéer med störst effekt på fotosyntesen (rött och blått). Vidare kan ett optimerat spektrum påverkas växternas sträckningstillväxt, samt blombildning. Förutom LED-ljus finns det ett ytterligare ett flertal intressanta tekniker som kan komma i fråga för växthusändamål, t.ex. keramiska metallhalogenlampor (CMH), induktionslampor och plasmalampor. Inom det aktuella projektet utvärderades LED-belysning i tre olika applikationer, 1: Som enda ljuskälla i klimatkammare, 2: som fotoperiodiskt ljus (dagförlängning) och som assimilationsljus (i kombination med dagsljus). Dessutom utvärderades CMH- och induktionslampor i växthusförsök. I klimatkammare användes ljusstyrkan 60, i växthus 100 och vid dagförlängning c:a 20 µmol m-2 s-1. I försöken användes ekonomiskt viktiga kulturer som Krysanthemum, Julstjärna, Kalanchoe, Pelargon, Petunia och grönsakssmåplantor. Vid försöken i klimatkammare och för dagförlängning användes rena monokromatiska fäger såsom rött, grönt, blått och gult ljus, samt polykromatiskt vitt ljus. I försöken med assimilationsljus användes armaturer med en kombination av rött och blått ljus, vitt ljus samt konventionell HPS-teknik. Biometriska mätningar av plantornas tillväxt och utveckling gjordes kontinuerligt samt vid försöksavslut. Utöver detta loggades klimatparametrar i plantskiktet kontinuerligt, dessutom utfördes mätningar av plantornas fotosyntes. Då växterna odlades i klimatkammare utan tillträde av naturligt ljus visade det sig, intressant nog, att blått ljus gav en ökad stäckningstillväxt hos flertalet växtslag. Rött ljus, däremot, gav små knubbiga plantor med mycket kraftig rotbildning. Vidare visade det sig, att plantorna anpassade sin fotosynteskapacitet efter rådande ljusförhållanden.
Då monokromatiskt ljus gavs som dagförlängning uppnåddes liknande effekter som då motsvarande våglängder användes i klimatkammare, d.v.s. blått ljus gav upphov till ökad sträckningstillväxt. Samtliga ljuskvalitéer förhindrade blomningen i kortdagsväxter, undantaget blått ljus där blomning erhölls om ljusintensiteten understeg c:a 10 µmol m-2 s-1.
Då LED-ljus användes som assimilationsljus erhölls en viss reduktion av sträckningstillväxten då rött/blått LED-ljus användes. Däremot var tillväxten i fråga om frisk- och torrvikt i regel högst hos de plantor som odlats med HPS-belysning. Dessutom hade plantor som odlats med HPS-belysning snabbast utveckling fram till saludugligt stadium, 4-7 dagar snabbare än de plantor som odlats med LED-belysning. Högre bladtemperatur till följd av HPS-armaturernas värmestrålning är en trolig förklaring till detta, vilket också stöds av det faktum att lufftemperaturen i bladskiktet var c:a 1 grad högre i de försöksled som fått HPS-belysning, jämfört med LED-belysning. Detta ledde även till ökad transpiration. Även här anpassade sig bladen till rådande ljusklimat, med högre fotosynteskapacitet per cm2 bladyta hos de plantor som fått vitt LED-ljus. Jämfört med HPS-ljus gav såväl LED som induktions- och CMH-belysning lägre biomassatillväxt (frisk/torrvikt).
Sammanfattningsvis kan sägas, att LED-teknikens egenskaper beträffande värmeavgivningen har stor betydelse i växthussammanhang. Avsaknaden av strålningsvärme leder till lägre bladtemperatur och minskad transpiration jämfört med HPS-belysning, vilket möjligen kan kompenseras med höjd lufttemperatur. Ett annat alternativ är att i görligaste mån placera ljuskällan inne i bladverket för att på så vis dra nytta av konvektionsvärmen. Vinsten med ett spektrum bestående av rött och blått ljus, vilket matchar klorofyllets absorptionsspektrum, visade sig i dessa försök vara obefintlig. Däremot påverkades växternas sträckningstillväxt och utveckling med avseende på blom-, skott- och rotutveckling beroende på ljuskvalité. Tillsvidare blir rådet till odlare att satsa på den beprövade HPS-tekniken vid nyinstallation av assimilationsbelysning. Belysningsinstallationer i odlingskammare eller för fotoperiodiskt ljus torde däremot med viss fördel kunna utföras med LED-teknik. Vidare utveckling behöver bedrivas gällande möjligheten att styra växterna med hjälp av ljuset. För att LED-tekniken ska få ett genombrott för assimilationsbelysning krävs dels ökade möjligheter för att använda belysningen till växtstyrning, samt avsevärda prissänkningar på utrustningen. Vidare behöver armaturerna göras mindre skrymmande, och överskottsvärmen från armaturerna behöver hanteras på sådant sätt att den kommer kulturen tillgodo.

 

Antal träffar i projektbanken: 1712

Filtermaterialets påverkan på underhållsbehov, vattenkvalitet och skörd vid täckdikning
Eva Edin, Hushållningssällskapet HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-21-83-606 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

The overall purpose of the project is to generate a base for recommendations for construction of new subsurface drainage and re-drainage of clay soils in the area Water - resource efficient management. Efficient drainage of arable land is important to increase crop production, to achieve …

Läs mer

Växtnäringseffekt hos nya gödselprodukter - Metodutveckling för kvalitetssäkring
Åsa Myrbeck, RISE, Jordbruk och Livsmedel

Projektnummer: JTI-20-83-494 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

For sustainable future development, it is essential to recirculate plant nutrients from different parts of society,
especially sewage plants, back to arable land. The aim of the proposed project is to ensure that high-quality fertiliser
products attractive for agricultural use are produced from …

Läs mer

Skötselåtgärder för ökad effektivitet genom ökad livslängd i mjölkkobesättningar
Mikaela Lindberg, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-26-131 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

In the proposed project, we will explore the benefits of increasing the longevity of dairy cows under Swedish conditions by changes in herd management. We will focus on effects on methane emissions by modelling, using existing data from the Swedish Official Milk Recording Scheme and results from an …

Läs mer

Fullständiga växthusgasbudgetar för odlade mulljordar skapar underlag för klimatsmarta åtgärder
Achim Grelle

Projektnummer: O-18-23-169 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Energi & biomassa
Kött
Mjölk
Växtodling

Conventional technology is virtually unable to measure complete GHG budgets of drained organic soils, which may provide misleading results. So, global estimates of GHG emissions are based on coarse assumptions that don’t take into account the complexity of agroecosystems. Better data are needed for …

Läs mer

Utsädesbehandling med ThermoSeed i kombination med mikroorganismer - en framtid utan kemisk betning
Mariann Wikström, Agro Plantarum AB

Projektnummer: R-19-25-287 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

The purpose of this project is to develop new non-chemical methods for control of different seedborne-and soilborne pathogens. Aerated steam treatment (ThermoSeed) is a modern and environmentally friendly method for seedborne pathogen sanitation, mainly used on cereals. We intend to develop the …

Läs mer

Integrerad användning av genetisk resistens i Svensk matpotatisproduktion
Erik Andreasson, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-19-25-282 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Potato cultivars that are resistant to late blight and at the same time having acceptable other traits, have started to emerge. However, little of this material is used in Sweden and no organized and comparative table potato trials are done. Biological products against skin-finish diseases are …

Läs mer

Från hav till mule - alger minskar metanemissioner från mjölkkor
Rebecca Danielsson

Projektnummer: O-20-23-461 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Meat
Milk

The purpose of this project is to investigate to what extent substances in algae inhibit microbial methane formation in cows. Several substances, so-called bioactive substances, in red, green and brown algae, have a significant methane reducing effect. These are promising results but in order to …

Läs mer

Diagnos av parasitsjukdomar hos hästar med hjälp av mikrofluidik och mobiltelefonbaserad mikroskopi
Jonas Tegenfeldt, Lunds Universitet

Projektnummer: H-19-47-493 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

All horses grazing freely are at risk of parasitic diseases. Due to a growing problem with drug resistance in parasites, there is a need to improve the diagnostic methods. One important problem with today's situation is that one diagnostic procedure costs significantly more than one treatment, both …

Läs mer

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer

Att mäta och bedöma matens miljöpåverkan
Christel Cederberg, Chalmers Tekniska Högskola AB

Projektnummer: R-18-26-134 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Food production needs to increase in a sustainable way. This great challenge requires evaluation methods that gives information for better understanding of the impacts from agriculture and food and how to manage those impacts. The project addresses methodologies that include a broad range of …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev