Basilikan smakar godare

Ljus med optimal styrka och våglängd ger godare basilika

Klorofyll ger växten dess gröna färg och har en central roll i fotosyntesen. Klorofyllmolekylen är en del av ett antennsystem som fångar upp solljuset och överför energin till växtens produktion av kolhydrater och syrgas. Kolhydraterna som producerats via fotosyntesen är nödvändig för växternas tillväxt. Fotosyntesen är emellertid en komplicerad process som påverkas av många olika faktorer som rör ljusets kvalitet. Exempelvis påverkar det kortvågiga blåa ljuset på morgonen växten att öppna sina klyvöppningar för att släppa in koldioxid som används till fotosyntesen.

Vad forskaren Sylvain Dubé gjorde under sina doktorandstudier var att i detalj undersöka hur den ultravioletta strålningen i solljuset påverkar fotosyntesen och andra processer i växten. Ljus som växterna gillar gör att de blir friskare och att växtkraften ökar. Forskningen visade också att ljusstyrkan och våglängden påverkar olika ljusreceptorer i växten. Resultatet av detta kan bli att växten producerar en speciell metabolit. Metaboliten kan exempelvis vara en molekyl som fungerar som ett smakämne eller doft. Detta är av speciellt intresse för företag som producerar kryddor, såsom dill och basilika.

Hur producerar man då rätt sorts ljus, i rätt mängd och utan stor energiförbrukning? Företaget Heliospectras produkt ”Smart Light System” är ett exempel på ett intelligent ljussystem som kan användas i växthus. Företaget startades av Sylvain Dubé och namnet är en kombination av orden ”helios” och ”spektrum”. Helios betyder sol och ett spektrum är en uppdelning av den elektromagnetiska strålningen i olika våglängder.

Smart Light System

ljus

LEDs är dyrare, men förbrukar mindre energi.

Tekniken baseras på ett system av lampor, sensorer och en mjukvara för datorer. Lamporna utgörs av high brightness LEDs (HB-LED) som kan styras att generera precis det ljus som växterna gillar, alltså av optimal styrka och våglängd. Under ljuskällorna placeras sensorer som registrerar växternas fysiologiska tillstånd som i sin tur reglerar ljuset med ett datorprogram som innehåller en kunskapsbank. Med hjälp av den lagrade informationen tar programmet fortlöpande beslut om vilken ljusstyrka och sammansättning som passar en enskild grönsak eller annan planta. Smart Light System gör att plantorna blir kraftigare och bättre tål angrepp av skadedjur och sjukdomar på ett bättre sätt. Pilottester har visat att växternas tillväxttakt kan ökas med minst 15 procent.

Lägre energiförbrukning

I dagens växthus används högnatriumlampor (HPS-lampor) som ger ett kraftigt ljus men som också orsakar betydande energiförbrukning. Endast en fjärdel av HPS-ljuset används för växternas fotosyntes och resten är förluster i form av värme och ljusvåglängder som växterna inte kan ta upp. Dessutom behöver de kvicksilverinnehållande HPS-lamporna bytas ut vart tredje år. I Heliospectras koncept ingår high brightness LEDs som ger mer energieffektiv odling. LEDs är långlivade och innehåller inga tungmetaller. Pilotförsök har visat att upp till 50 procent av den energi som förbrukas i dagens växthus kan sparas in genom att använda ljusteknik som baseras på dioder. Heliospectra uppskattar att energiförbrukningen kan minskas med 45 GWh/år i Sverige och 75 TWh/år i Europa om växthusindustrin byter ut de konventionella ljussystemen mot HB-LEDs. Dioderna är dessutom mångsidigare än de traditionella lamporna i ett växthus. Hopsättningen av hundratals små lysdioder i en stor enhet innebär att växterna kan få just det ljus de behöver.

Det finns dock en del problem med lysdioder som ännu inte är lösta och priset är en inte oväsentlig faktor. Utvecklingen går dock snabbt framåt och dioderna blir efterhand billigare och bättre. En viktig uppgift för Heliospectra är därför att hitta bästa möjliga lampor för sitt belysningssystem.

Grön vision

Även en annan miljöfördel har att göra med växternas tillväxt. Nuförtiden skördas i Sydeuropa ofta friodlade grönsaker tidigt för att kunna transporteras till länder på nordliga breddgrader. Visst är det bra att vi kan få färska grönsaker på vintern men transporterna ger betydande miljöpåverkan. Tidigt skördade grönsaker har dessutom inte så välutvecklad smak. Sylvain Dubé hävdar att lysdiodtekniken kan medföra att grönsakerna kan odlas i växthus och att behovet av långväga transporter minskar. Lokalproducerade grönsaker kommer att innehålla mer närings- och smakämnen eftersom de inte behöver transporteras så långt. Visionen kan först bli verklighet då Heliospectra kan visa att energiåtgången och annan miljöpåverkan är lägre vid artificiell odling i ett växthus jämfört med solen som huvudsaklig energikälla

Många möjliga tillämpningar

Företaget Santa Maria som odlar och säljer örter är intresserat av den här gröna tekniken och i Santa Marias växthus kommer 200 lampor att användas i ett pilotprojekt. Här tänker man sig tillämpning av systemet i växthus i Sverige och Holland, länder med höga energipriser.

Går det bra med pilotprojekten och att lysdiodstekniken utvecklas vidare, ser Heliospectra en stor marknad framför sig. Belysningssystemet kan användas i växthus för odling av olika slags grönsaker men också för andra typer av trädgårdsväxter. Rätt ljus av rätt kvalitet är också viktigt då man driver upp plantor till nyplanteringar inom skogsbruket. Utöver växtodling ser man möjligheter till andra tillämpningar inom ljusterapi och kosmetikaindustrin. Det är inte bara växter som mår bra av ljus med rätt sammansättning.

Artikeln publicerad i april 2009