Het belang van PPFD, PAR, lumen, en footcandle bij wietteelt

Veel woorden op de verpakking van kweeklampen zijn nogal verwarrend. Ook als je denkt dat je ze allemaal begrijpt, staat er altijd wel weer een term op waardoor je je afvraagt: wat betekent dit nu weer?

We hebben het hier over LUX, PAR, PPF, PPFD, en lumen, om er maar een paar te noemen. Zijn ze allemaal belangrijk? Welke is het belangrijkst? En wat betekenen ze voor jou als cannabiskweker? Dit artikel beantwoordt al deze vragen om je te helpen 'het licht te zien' en de goede kweeklampen te kiezen.

Maar eerst moeten we iets leren over de fundamentele wetenschap omtrent licht, inclusief waarom planten het eigenlijk nodig hebben.

Wat is fotosynthese?

Fotosynthese is het proces waarbij planten zonlicht, water en kooldioxide gebruiken om energie te produceren, waarbij zuurstof als bijproduct vrijkomt. Het voorvoegsel 'foto-' verwijst naar licht, en het achtervoegsel '-synthese' naar het feit dat nieuwe verbindingen worden gecreëerd, of gesynthetiseerd.

Dit proces vindt plaats in chloroplastmembranen, 'thylakoïden' genaamd, waarin chlorofyl zit. Chlorofyl is een pigment dat planten hun groene kleur geeft.

Leuk weetje: de reden dat wij planten groen zien, is dat chlorofyl rood en blauw licht uit het zichtbare spectrum absorbeert en groen licht weerkaatst. Het onderscheid maken tussen rood en blauw licht tijdens de groei is daarbij essentieel voor de ontwikkeling van je wietplanten.

Zodra chlorofyl energie uit licht heeft gehaald, wordt deze energie gebruikt om kooldioxide (CO₂) vast te leggen en uiteindelijk suikers aan te maken, die de plant voor energie gebruikt. Dit laatste proces staat bekend als de 'Calvin cyclus'.

Zichtbaar licht vs. onzichtbaar licht

Licht speelt ook een cruciale rol bij vele andere plantprocessen, zoals de fotomorfogenese, bepaald door het lichtspectrum (blauw en verrood), en fotoperiodisme, dat wordt bepaald door het aantal lichturen. Rood licht is bijvoorbeeld het gunstigst voor wietplanten die toppen ontwikkelen, aangezien het natuurlijke lichtspectrum roder is aan het eind van de zomer en het begin van de herfst. Hierover zo dadelijk meer.

Om de verschillende reacties te verklaren, moeten we eerst meer inzicht in licht zelf krijgen. Licht is een toestand van straling in elektromagnetische golven, en kan worden beschreven in termen van drie fysische eigenschappen:

• Intensiteit (sterkte)
• Frequentie (golflengte)
• Richting van de trilling (polarisatie)

Bij de beschrijving van het lichtspectrum is het gemakkelijker om over golflengtes te spreken dan over kleur. Dat komt omdat zichtbaar licht (golflengten tussen de 400 en 700 nanometer) minder dan 1% van het volledige elektromagnetische spectrum omvat. Zichtbaar licht verschilt van het lichtbereik dat voor de fotosynthese wordt gebruikt. Dit feit is van belang om te begrijpen waarom we verschillende termen hebben om licht in relatie tot planten te beschrijven.

Waarom verschillende lichtspectra belangrijk zijn voor planten

Hoe korter de golflengte van het licht, hoe hoger de energie-inhoud. Energie is inderdaad belangrijk voor de fotosynthese, maar licht heeft ook een andere taak: het fungeert als een 'informatiebron' voor planten.

Verschillende lichtspectra wekken bij planten namelijk een bepaald soort omgevingsreactie op, die hen informeert over hoe ze moeten overleven, gedijen en zich voortplanten. De samenstelling van het licht is voor een plant dus even essentieel als lichtenergie. Planten maken gebruik van unieke pigmenten, of fotoreceptoren, die gevoelig zijn voor verschillende golflengtes om de informatie die ze door het lichtspectrum krijgen 'op te vangen'.

Een lichtspectrum in het bereik van 400 tot 700nm induceert groei en ontwikkeling, en UV (100-400nm) en infrarood (700-800nm) licht spelen een rol bij de morfogenese van planten, wat in wezen het proces is waarbij ze hun fysieke vorm en structuur ontwikkelen.

Hoe reageren planten op verschillende lichtspectra?

Nu we weten hoe het lichtspectrum en de fotoreceptoren van planten hun ontwikkeling beïnvloeden, gaan we kijken hoe planten op verschillende lichtspectra in de categorie 'zichtbaar' licht reageren.

De drie primaire kleuren van licht zijn rood, blauw en groen. Zoals eerder vermeld, absorbeert chlorofyl rood en blauw licht, en reflecteert het groen. Het is belangrijk op te merken dat, hoewel verschillende spectra in de loop van het jaar meer of minder dominant kunnen worden, planten in de natuur altijd licht ontvangen dat over het geheel genomen wit is.

• Blauw licht (400–500nm)

Blauw licht is van cruciaal belang in het begin van de ontwikkeling van een plant. Het verhoogt de productie van chlorofyl en zorgt voor een snelle, gezonde wortelontwikkeling. Sommige zaden zullen zonder blauw licht zelfs helemaal niet ontkiemen. Planten die voldoende hoeveelheden blauw licht krijgen, ontwikkelen sterke, gezonde stengels en bladeren. Dit licht is vooral nodig tijdens de zaailing- en vegetatieve fase, omdat het de verlenging van de internodes remt, wat leidt tot compactere planten.

• Groen licht (500-600nm)

Groen licht vergemakkelijkt het menselijk zicht. Dit helpt je als kweker vooral bij het diagnosticeren van voedingsproblemen, ziekten en plagen. Planten absorberen niet veel groen licht en gebruiken het ook niet voor de fotosynthese, dus het beïnvloedt de groei niet. Groen licht kan worden gebruikt om je wietplanten tijdens de donkere fase te bekijken zonder het bloeiproces te onderbreken.

• Rood licht (600–800nm)

Rood licht is nodig tijdens de vegetatieve fase, maar ook tijdens de bloei voor grote toppen van hoge kwaliteit. Een bepaalde mate van dit licht is echter ook essentieel voor de wortelgroei aan het begin van het leven van een plant. Rood licht is het meest efficiënte licht om de fotosynthese te bevorderen.

Inzicht in de verschillende manieren om licht te meten

Nu we iets meer weten over licht, en hoe planten het gebruiken, kunnen we kijken naar de verschillende manieren om licht te meten bij het kweken van cannabis.

• Footcandle

Een footcandle is een maateenheid die vooral in de VS wordt gebruikt om de lichtintensiteit te bepalen. Het meet het licht daarbij niet bij de bron. In plaats daarvan meet het de helderheid van het gebied dat wordt verlicht. Eén footcandle komt overeen met één lumen per vierkante voet (lm/ft²).

Met behulp van een lichtmeter kun je footcandles meten. Lichtmeters maken gebruik van een sensor om lichtenergie om te zetten in een elektrische lading die je een bepaalde waarde laat aflezen. Bij de meeste meters kun je de resultaten in lux of footcandles aflezen. Plaats de meter simpelweg op het oppervlak dat je wilt meten, en je kunt de waarde aflezen.

• Lux

Lux is een maateenheid voor de hoeveelheid licht die door een oppervlak wordt ontvangen. Lux is vergelijkbaar met footcandles, maar het meet het licht in vierkante meters in plaats van in vierkante voet. Als je de twee moet vergelijken, onthoud dan dat één footcandle 10,76 lux is. Lux kan ook met een lichtmeter worden gemeten.

Footcandles en lux zijn geen goede instrumentele maateenheden om te begrijpen hoe je de lichtconfiguratie in je kweekruimte moet instellen, maar ze kunnen je wel een betere indicatie geven dan je eigen ogen. Met een lichtmeter weet je of de ruimte voldoende verlicht kan worden, of dat je misschien een andere kweeklamp moet kiezen.

• Lumen

Lumen is een maateenheid die aangeeft hoeveel zichtbaar licht door een bron wordt uitgezonden, ongeacht het oppervlak. Lumen en lux kunnen gemakkelijk met elkaar worden verward. Om het verschil te illustreren: als een kweeklamp 50.000 lumen produceert, zal in een kweektent van 1 vierkante meter de waarde 50.000 lux zijn. Als dezelfde lamp echter in een tent van 2 vierkante meter wordt geplaatst, is er sprake van 25.000 lux.

De candela is de basiseenheid van lichtsterkte (één brandende kaars straalt ongeveer 1 candela uit). Een lumen is 1 candela per steradiaal (een kegelvormig gebied vanaf de lichtbron), en een nauwkeurige maateenheid voor helderheid.

Lumen moet niet worden verward met watt, dat slechts een verwijzing is naar het energieverbruik van een lichtbron. De meeste lichtmeters rekenen lux voor je in lumen om. Je kunt het echter ook zelf uitrekenen met deze formule: lumen = lux × oppervlakte.

• PAR

PAR staat voor 'photosynthetic active radiation' en beschrijft de golflengten van het licht binnen het zichtbare bereik van 400-700nm. Het wordt gedefinieerd als het soort licht dat de plant nodig heeft om de fotosynthese uit te voeren.

Om PAR te meten, heb je een PAR meter of een spectroradiometer nodig. PAR meters leveren waardevolle gegevens over de totale hoeveelheid fotosynthetisch licht die op de sensor valt. PAR wordt berekend met een speciaal gekalibreerde sensor die de kwantumflux meet, d.w.z. de hoeveelheid fotosynthetisch bruikbaar licht die de sensor bereikt.

• PPF

Misschien heb je op de doos van je groeilamp ook een specificatie van de fotosynthetische fotonflux (PPF) gezien. Deze term is een van de belangrijkste variabelen bij het beoordelen van een lamp. PPF geeft de meting van PAR weer als het aantal fotosynthetische fotonen dat per seconde uit een lichtbron vrijkomt.

Een hogere PPF-waarde staat gelijk aan een hogere hoeveelheid potentiële lichtemissie. Toch kan het ook misleidend zijn, afhankelijk van de vorm en grootte van de lamp. Een PPF-meting vertelt je misschien hoeveel 'bruikbaar' licht je lamp produceert, maar niet hoeveel wordt ontvangen door de plant. Je kunt met behulp van een online rekenmachine lumen naar PPF omrekenen.

• PPFD

De fotosynthetische fotonfluxdichtheid (PPFD) geeft de PAR weer die per seconde aan een specifiek gebied wordt afgegeven. PPFD is de enige maateenheid die wat zegt over de hoeveelheid nuttig licht die aan de plant wordt geleverd en door haar wordt geabsorbeerd.

Je kunt PPFD meten met een spectroradiometer. Om te zien hoe efficiënt je groeilampen werken, moet je regelmatig de PPFD op verschillende hoogtes van het bladerdak meten. Hoe dichter de plant op de lichtbron staat, hoe hoger de PPFD-waarde. Bovendien heeft het midden van de lichtbundel de hoogste PPFD-waarde. Daarom zal het aanpassen van de hoogte en de concentratie van je lampen rechtstreeks de PPFD-waarde van het bladerdak beïnvloeden.

Het is mogelijk om lux en footcandles om te rekenen naar PPFD en vice versa, maar dat wordt behoorlijk verwarrend. Veel online rekenmachines kunnen je echter ook een schatting geven.

Hoe zijn deze waarden aan het kweken van cannabis gerelateerd?

Het is best verwarrend om alle bovengenoemde verlichtingstermen en -maateenheden van elkaar te onderscheiden en te begrijpen. Daarom raden we aan om bij het kweken van cannabis vooral te kijken naar de eenheden die hiervoor het belangrijkst zijn. Dit zijn PAR, PPF en PPFD. Deze cijfers vertellen je hoeveel licht je planten ontvangen en daadwerkelijk gebruiken, in tegenstelling tot andere informatie die geen directe invloed heeft op de groei van je wietplanten.

• Daily Light Integral (DLI)

DLI is het totale aantal fotosynthetisch actieve fotonen dat gedurende 24 uur op een vierkante meter terechtkomt. Het wordt gemeten in de vorm van mol licht per vierkante meter per dag.

Zie het als de accumulatie van PPFD gedurende een hele dag, of de dagelijkse lichtopname van de plant. Groente- en fruitgewassen (waaronder cannabis) hebben tussen de 20 en 40 mol licht per dag nodig.

Haal met meer kennis het maximale uit je kweekruimte

Om je opbrengst te maximaliseren, moet je dagelijks naar 40 mol, of 40.000.000 μmol streven. Hieronder zie je hoeveel PPFD er per seconde nodig is voor elke fase van de wietgroei om de DLI van 40 mol te halen:

• Zaailingfase (18 uurs cyclus): 200-300 μmol m-² s-¹
• Vegetatieve fase (18 uurs cyclus): 617 μmol m-² s-¹
• Bloeifase (12 uurs cyclus): 925 μmol m-² s-¹

Bij het kiezen van groeilampen, is het essentieel om de technische specificaties te controleren om te bepalen of ze sterk genoeg zijn. Dit betekent echter niet dat je de duurste lampen hoeft te kopen!

Wel betekent dit dat je elk van deze specificaties in relatie tot je cannabisplanten moet onderzoeken. Pas dan kun je een groeilamp vinden die volledig aan je behoeften zal voldoen. Vooral PPFD is van belang, omdat dit je precies vertelt hoeveel bruikbaar licht je planten absorberen op een bepaalde afstand van de kweeklamp.

Hopelijk heeft dit artikel je geholpen om de termen op je kweeklampverpakking beter te begrijpen, en dan vooral de woorden die het belangrijkst zijn.