Nieuws uit de Agrotopia-leerstoel

Groenten innovatief telen evolueert snel, en daar hoort ook de recente stap naar meerlagenteelt (vertical farming) bij. Vertical farming laat toe om gewassen professioneel te telen op een kleinere grondoppervlakte, waardoor we de teelt ook dichter bij de consument kunnen brengen. Om deze nieuwe teeltwijze optimaal te kunnen benutten, is kennis over de dynamische interactie tussen plant en klimaat cruciaal, waarbij opbrengst en kwaliteit centraal staan: hoe kunnen licht, temperatuur, relatieve vochtigheid en CO₂, alsook hun ruimtelijke gradiënten, optimaal worden gebruikt om hoogkwalitatieve groenten te telen op een beperkte oppervlakte?

In verticale productiesystemen ondervinden planten een drastisch verschillend microklimaat ten opzichte van klassieke kasteelt waarbij het structurele design volledig vrij kan worden gekozen. Afhankelijk van de noden van het gewas, kan gevarieerd worden met de hoogte van de lagen, de lichtkleur en intensiteit van de lampen, maar ook bijvoorbeeld de luchtstroom, die een belangrijke rol speelt bij zowel opbrengst als kwaliteit. Bovendien kan een meerlagenteeltsysteem ingebracht worden in een klassiek kassysteem, waardoor een combinatie van daglicht en artificieel licht ontstaat die voor elke laag verschillend kan zijn. Dergelijke hoeveelheid complexe combinaties kunnen onmogelijk allemaal experimenteel uitgevoerd worden om een antwoord te vinden op de vraag: “wat is optimaal?”.

Daarom zal Cross-talk de wetenschappelijke kennis bundelen in een 3D-model waarin plant en groeiomgeving continu met elkaar interageren. Via unieke experimenten wordt kennis over plantengroei opgebouwd en biologisch onderliggende mechanismen opgehelderd. We leren hoe en hoeveel de plant kan groeien als directe respons op zijn microklimaat. Door deze dynamiek in te bouwen in een 3D-plantmodel kunnen we wetenschappelijk gefundeerde voorspellingen maken over groei, productie en kwaliteit van het gewas, gestuurd door klimaat. Dit maakt het 3D-plantmodel een waardevolle toepassing om de teelt verder te optimaliseren of om innovatieve productiesystemen te ontwerpen. Dankzij het 3D-aspect van onze benadering kan lichtabsorptie, gasuitwisseling (waterdamp en CO₂) en de impact van de structuur van planten op de luchtstroom nauwkeurig gekwantificeerd worden. Deze directe koppeling en de dynamische interactie tussen plant en omgeving zijn revolutionair, en mogelijks trendsetters in de sector.

Cross-talk zal focussen op de teelt van sla als modelplant voor het design van toekomstgerichte verticale productiesystemen. Sla heeft als voordeel compact te zijn en is dus ideaal om in meerdere lagen te telen. Het 3D-plantenmodel beschrijft wiskundig, in een virtuele wereld, alle processen die zich ook in werkelijkheid op bladniveau afspelen. Aangezien het slablad ook meteen het eindproduct is, kunnen zowel opbrengst als kwaliteit geoptimaliseerd worden. Een voorbeeld is het optreden van rand. Hoe rand precies ontstaat, is nog niet volledig begrepen, maar volgens één van de theorieën zou het te maken hebben met stilstaande lucht in het gewas, waardoor de plant niet meer kan transpireren. De aanpak in Cross-talk zal toelaten om ook dergelijke problemen beter te begrijpen, en dit zal op termijn bijdragen tot nieuwe kennis binnen de slateelt die onmiddellijk vertaald kan worden naar de praktijk.