Binnenkort neemt het Improvement Centre in Bleiswijk naast de bestaande onderzoeksfaciliteit twee ruime, nieuwe klimaatcellen in gebruik voor vertical farming. De kennisinstelling wil hiermee de vertaalslag maken van fundamenteel naar praktijkonderzoek. “Daar ontbreekt het nog aan in dit gesloten, maar snel groeiende marktsegment”, zegt onderzoekster Lisanne Meulendijks. “Er is wereldwijd veel vraag naar goed onderbouwde kennis.”

In mei verruilde de onderzoekster haar baan bij een van Europa’s grootste vertical farms, Future Crops in Poeldijk, voor een functie bij het Delphy Improvement Centre. Klimaatcellen om onder kunstlicht planten te telen waren er al, maar het accent lag tot dan op lichtproeven. Met het oog op de groeiende vraag naar onafhankelijk praktijkonderzoek rond vertical farming wil de kennisinstelling daarvoor meer ruimte en menskracht mobiliseren. De komst van Meulendijks én de bouw van twee hypermoderne, speciaal daarvoor ontworpen en ingerichte klimaatcellen geven daar blijk van.

Kans niet laten lopen

De onderzoekster is verguld met de uitbreiding, die mede mogelijk is gemaakt door een financiële bijdrage vanuit het door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling gesubsidieerde project Fieldlab Vertical Farming Zuid-Holland. Eén van de nieuwe ruimten is een vierlaagse klimaatcel voor bladgewassen en kruiden, de andere is ingericht voor opgaande gewassen zoals vruchtgroenten. “Ik had het erg naar mijn zin in Poeldijk, maar als onderzoekster in hart en nieren kon ik deze kans niet laten lopen”, licht Meulendijks toe. “Vanuit mijn huidige baan kan ik mij nog breder en diepgaander richten op kennisontwikkeling.”

Weerbarstige groeimarkt

De onderzoekster voelt zich inmiddels helemaal thuis in haar nieuwe omgeving. En in de bedrijfscultuur, die toch wezenlijk anders is dan in het bedrijfsleven. Vertical farming is weliswaar booming – in het Verre Oosten en Noord-Amerika in veel sterkere mate dan in Nederland en België – maar van open kennisuitwisseling tussen de bedrijven is geen sprake. Volgens Meulendijks kan dat de huidige kloof tussen fundamenteel en onafhankelijk praktijkonderzoek in elk geval voor een deel verklaren.
Meer samenwerking en openheid rond vraagstukken zou de ontwikkeling van dit bijzondere, door externe investeerders beheerste marktsegment zelfs een flinke duw in de rug kunnen geven. Aan kansen en uitdagingen is immers geen gebrek. Wel aan voorspelbare resultaten die stakeholders zicht bieden op solide teeltresultaten, kostenbeheersing en structureel rendement.
“Veel mensen denken dat volledige beheersing van groeifactoren resulteert in een volledige beheersing van teelt- en bedrijfsresultaten”, zegt de onderzoekster. “Dat klinkt misschien logisch, toch klopt het niet. Iedere klimaatcel is namelijk anders. De interactie tussen de teeltruimte, de setpoints voor de groeifactoren en het microklimaat rond de planten, dat zeer bepalend is voor de gerealiseerde verdamping en groei, is in de praktijk behoorlijk dynamisch.”

Zelfde setpoints, ander resultaat

Meulendijks baseert haar uitspraak onder andere op een vergelijksproef in klimaatruimten van Delphy en Wageningen University & Research, uitgevoerd in het kader van het Fieldlab project. In beide ruimten werd er in het afgelopen najaar op hetzelfde moment en volgens identieke setpoints basilicum geteeld uit zaad afkomstig van één partij.
“De licht- en klimaatinstellingen liepen volledig synchroon en toch leverde het twee zichtbaar verschillende producten op. Dankzij de vele gebruikte sensoren wisten we snel waar de schoen wrong: de luchtvochtigheid tussen de plantjes verschilde behoorlijk. Dat was waarschijnlijk het gevolg van verschillen in de achterliggende stuurtechniek, die invloed heeft op het microklimaat.”

Dynamisch geheel

In een tweede experiment, uitgevoerd in één van de eigen klimaatcellen, bleek dat de ingestelde ruimtetemperatuur van 28ºC gemiddeld werd gerealiseerd, maar dat er plaatselijk structurele verschillen werden gemeten. De temperaturen liepen uiteen van 27,4ºC op bladniveau (koeler dankzij verdamping) tot 29,4ºC in de ruimte naast de tafels. “Je kunt je voorstellen dat dit ook binnen een teeltruimte variatie in morfologie en ontwikkelingssnelheid kan geven”, aldus de onderzoekster. “De moraal van het verhaal is dat een teeltreceptuur niet statisch is, maar een dynamisch geheel vormt waarmee je rekening moet houden.”

Spelen met microklimaat

De plant is leidend en welke processen zich in een plant afspelen, is volgens Meulendijks genoegzaam bekend. Om meer grip te krijgen op het gecontroleerde teeltproces en het potentieel van de plant ten volle te kunnen benutten, dient er vooral te worden ingezoomd op het microklimaat (licht, temperatuur, luchtbeweging en vochtdeficit) en op de interactie daarvan met de omgeving.
“Technische hulpmiddelen hebben als taak om de plant maximaal te laten presteren”, legt zij uit. “Die moet je dan op het juiste moment de goede acties laten ondernemen. Sensoren spelen daarbij een sleutelrol. We moeten ons echter ook realiseren dat een vertical farm anders is dan een kas, waar de omstandigheden per definitie variëren.”

Sensoren

Om een teeltruimte goed te laten presteren, zijn relatief veel sensoren nodig die op plantniveau meten wat er gebeurt. Wellicht is voor deze teeltmethode een nieuwe generatie sensoren nodig, die speciaal voor dat doel is ontwikkeld. “Pas wanneer je de plant en zijn microklimaat scherp in beeld hebt, kun je tot in detail volgen waar sturingsacties toe leiden”, zegt ze tot besluit. “Dat inzicht is noodzakelijk om geautomatiseerde teeltsturing te ontwikkelen die telkens weer goede, voorspelbare resultaten oplevert.”

Tekst: Jan van Staalduinen, beeld: Fotostudio G.J. Vlekke