Hoe weet een kweker precies wanneer een gewas extra stikstof of kalium nodig heeft? Kwekers vertrouwen vaak op blad- of sapanalyses om die vraag te beantwoorden. Hoewel deze analyses waardevolle informatie opleveren, zijn ze arbeidsintensief, kostbaar en geven ze slechts een momentopname van de voedingsstatus van een plant op één specifiek tijdstip.Er ontstonden duidelijke dag-nachtschommelingen, terwijl andere veranderingen samenvielen met VPD, temperatuur, luchtvochtigheid, irrigatie en de waterstatus van de planten.
Een praktijkstudie uitgevoerd in Nederland door HAS Green Academy en Vivent Biosignals suggereert dat er mogelijk een andere manier is. In een gezamenlijke proef met aardbeiplanten onderzochten onderzoekers of voedingstekorten vroegtijdig konden worden opgespoord door continu de elektrische signalen te monitoren die planten van nature produceren. Volgens de onderzoekers zijn de eerste resultaten veelbelovend: zowel stikstof- als kaliumtekorten konden worden vastgesteld voordat er zichtbare symptomen optraden.
Elektrische signalen als informatiebron
Planten reageren voortdurend op veranderingen in hun omgeving. Beschikbaarheid van water, klimaat, ziekten, plagen en de opname van voedingsstoffen beïnvloeden allemaal de fysiologische processen van een plant. Deze processen gaan gepaard met kleine elektrische signalen die door de plant zelf worden gegenereerd.
Vivent Biosignals heeft technologie ontwikkeld die deze signalen continu meet. Met behulp van twee kleine elektroden die in de plant worden ingebracht, worden biosignalen verzameld en geanalyseerd met behulp van kunstmatige intelligentie. Door duizenden metingen uit eerdere studies te combineren, kunnen specifieke signaalpatronen worden gekoppeld aan bepaalde vormen van stress. Een van de toepassingen die momenteel in ontwikkeling is, betreft realtime monitoring van de voedingsstatus van gewassen.
Praktische proef met aardbeien
De onderzoekers kozen aardbeien voor het onderzoek, een gewas waarin de Nederlandse sector wereldwijd toonaangevend is op het gebied van innovatie. Nieuwe rassen, substraatteelt, ledverlichting en jaarrondproductie vereisen steeds nauwkeurigere controle van irrigatie en bemesting.
In de kas van de HAS Green Academy in Den Bosch werden tachtig doordragende aardbeiplanten van het ras Florice gedurende bijna honderd dagen gemonitord. Tien biosensoren volgden de planten continu gedurende de gehele proefperiode. Regelmatige gewasobservaties en bladsapanalyses werden ook uitgevoerd om de resultaten te valideren.
Om betrouwbare datasets te verzamelen, werden drie behandelingen toegepast: een controlegroep, een stikstofdeficiënte groep en een kaliumdeficiënte groep. Na twee weken werd respectievelijk stikstof of kalium uit de voedingsoplossing van de betreffende groepen verwijderd.
Eerder dan het menselijk oog
Het doel van het onderzoek was om modellen verder te ontwikkelen die stikstof- en kaliumtekorten kunnen herkennen op basis van biosignalen van de plant.
De resultaten tonen aan dat de modellen een verhoogde kans op voedingstekorten detecteerden voordat studenten en onderzoekers zichtbare symptomen zoals chlorose, groeistagnatie of abnormale vruchtontwikkeling waarnamen. Dit biedt de mogelijkheid om eerder in te grijpen en tekorten te corrigeren voordat ze leiden tot opbrengst- of kwaliteitsverlies.
Volgens de onderzoekers opent dit de deur naar een nieuwe vorm van precisieteelt, waarbij klimaat- en substraatgegevens niet langer de enige input vormen voor teeltbeslissingen; realtime informatie van de plant zelf kan nu ook een rol spelen.
Van reactief naar proactief groeien
Vroegtijdige detectie van voedingstekorten kan telers verschillende voordelen bieden. Door sneller te reageren op veranderingen in de voedingsstatus, kan de bemesting nauwkeuriger worden afgestemd op de behoeften van het gewas. Dit kan leiden tot efficiënter gebruik van meststoffen, lagere inputkosten en een kleinere ecologische voetafdruk.
Een beter nutriëntenbeheer kan ook bijdragen aan een stabielere productie en een hogere productkwaliteit. In gewassen waar de marges onder druk staan en de eisen op het gebied van duurzaamheid toenemen, groeit de vraag naar systemen die telers ondersteunen bij het nemen van op feiten gebaseerde beslissingen.
Kennisdeling met de sector
Tijdens het project organiseerden HAS Green Academy en Vivent een middag voor telers om aardbeientelers, leveranciers en onderwijsinstellingen op de hoogte te brengen van de voortgang van de proef. Het evenement bracht een aanzienlijke interesse binnen de sector aan het licht in technologieën die gewassen in staat stellen direct invloed uit te oefenen op de teeltstrategie.
Volgende stap
De verzamelde gegevens worden gebruikt om de stikstof- en kaliummodellen verder te verfijnen en uit te breiden. De onderzoekers zien in de toekomst mogelijkheden om realtime inzicht te bieden in de voedingsstatus van verschillende gewassen, waardoor telers de groei, opbrengst en kwaliteit nog nauwkeuriger kunnen afstemmen.
De proef onderstreept een bredere ontwikkeling binnen de tuinbouw: de verschuiving naar plantgestuurde teelt, waarbij de plant zelf steeds meer de informatiebron wordt voor dagelijkse teeltbeslissingen.
Het onderzoeksproject werd gefinancierd door het innovatiefonds van Hagelunie.
