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: 1676

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

Forståelse av etiologien bak acquired equine polyneuropathy via studier av Schwanske celle kulturer
siv Hanche-Olsen, NMBU Veterinærhøgskolen

Projektnummer: H-18-47-409 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Acquired equine polyneuropathy (AEP) is a devastating neurologic disease affecting Nordic horses. Characteristic histopathological changes have been shown in the peripheral nerves of horses euthanized due to the disease. These include re- and demyelination as well as hypertrophy of perikaria and …

Läs mer

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

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

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

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

Vattenstress och sensorstyrd kvävegödsling: utveckling av beslutsstöd för bättre synergier mellan vatten- och kvävestatus
Bo Stenberg

Projektnummer: O-19-20-319 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Energy and biomass

This project aims to modify existing sensor systems for adapted nitrogen fertilization to consider water stress at
supplementary fertilization in cereals. Different approaches to consider sensor data and soil information will be tested
in field trials. Current commercial systems interpret water …

Läs mer

Cannabinoider – Säkert foder, ren sport och framtida potential till häst
Matilda Lampinen Salomonsson, SVA

Projektnummer: H-19-47-486 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Cannabinoids have potential to induce analgesia and muscle relaxation which would be beneficial for equine practice. Today there is no drug labelled for veterinary use containing these cannabinoids, but there are some herbal oil products which unofficially have been reported to be used in horses, …

Läs mer

Mjölkfettsyror - verktyg för att hitta kor med ökad risk för ämnesomsättningssjukdomar och reproduktionsstörningar
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-19-20-306 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The overall objective of this project is to create milk biomarkers based on specific milk fatty acids for identification of cows with reproductive disorders and metabolic disturbances. Milk will be analysed by Fourier-transform mid-infrared technology. An important value of this project for the …

Läs mer

Utveckling av den didaktiska processen i ridundervisning (Delstudie 3: Ridlärare-Häst)
Charlotte Lundgren, Linköpings universtitet

Projektnummer: H-17-47-278 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

'Work Package 3: Riding Instructor-Horse' is the final part of the project 'Improving Teaching Methods in Riding Education: the Interplay between Rider, Riding Instructor and Horse'. In this project, the Swedish-Norwegian Foundation for Equine Research has previously funded the first two work …

Läs mer

Säkrad mikrobiell kvalitet hos grovfoder och mjölkråvara för lönsam produktion av långlagrad ost
Åse Lundh

Projektnummer: O-16-20-764 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2016

Mjölk

Increased production and export of products with high added values, e.g. long-ripened hard cheeses, are considered important steps for a positive development of the Swedish dairy sector. Increased investment in Swedish premium cheese will, however, require increased volumes of high quality raw milk …

Läs mer

Validering av prebiotiska och antioxidanta effekter av vetekli hemicellulosor i bakprodukter
Francisco Vilaplana

Projektnummer: O-17-20-962 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Socker

Wheat bran is the largest by-product of wheat flour production with approximately 300,000 tonnes in Sweden. Bran is mainly used in animal feed, as human digestion is not fully able to absorb it. Wheat bran contains valuable biomolecules, such as dietary fiber (arabinoxylans, AX) and phenolic …

Läs mer

Tidiga larm om produktionsstörningar för snabbare åtgärd och minskade förluster i grisföretag
Fernanda Cetrangolo Dórea

Projektnummer: O-17-20-978 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Kött

Disease and production disturbances in a herd are often silent, and may cause major losses if they remain undetected. Continuous analysis and monitoring of data already recorded at the farm level can improve profitability. This project will develop methods for monitoring trends in production and …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev