Beschrijving

Met een betrouwbare meetmethode die continu de gewasfotosynthese meet, zou het kasklimaat optimaal op de fotosynthese afgestemd kunnen worden. Zo kan de CO2 dosering, belichting en regeling van het vochtdeficiet worden aangepast op momenten dat de fotosynthese niet efficiënt verloopt. Nu zijn effecten pas uren of dagen erna te zien. Met zo’n methode kan dan energie en CO2 mee bespaard worden. Begin 2014 zijn twee door Wageningen UR Glastuinbouw en PhenoVation twee nieuwe fotosynthesesensoren ontwikkeld, de gewasfotosynthesemonitor en de CropObserver, en deze zijn getest in een proef met belichte tomaten. De gewasfotosynthesemonitor is een softsensor die de CO₂ opname van een hele kas kan berekenen. Dat doet deze monitor op basis van de CO₂ balans van een kas. De CropObserver is een fluorescentiesensor die een beeld geeft van de efficiëntie van de fotosynthese van een groot (ca. 9 m²) oppervlakte gewas. Met deze sensor wordt het gewas belicht met korte lichtpulsen van boven uit de kas. Deze sensoren zijn onderhoudsvrij, robuust, eenvoudig te installeren en goed te koppelen aan de klimaatcomputer. In dit project worden de fotosynthese- en fluorescentiesensoren die ontwikkeld en getest zijn in een onderzoekskas, een stap verder richting de praktijk brengen. Dit wordt gedaan door de twee nieuwe sensoren te installeren op twee praktijkbedrijven, een belichte tomatenteelt (september – maart) en een onbelichte tomatenteelt (januari – maart). Ook wordt het concept meegenomen in lopende gerberaproef rond belichting.

Resultaten

Twee methoden zijn onderzocht om de gewasfotosynthese of deelprocessen daarvan te monitoren. Het gaat om de gewasfotosynthesemonitor, die de opname van CO2 door het gewas door de CO2 balans van de kas berekent en de CropObserver, die de elektronentransportsnelheid (ETR) met behulp van chlorofyl fluorescentie bepaalt. De data van de gewasfotosynthesemonitor werden vergeleken met de fotosynthesemodule van het gewasgroeimodel INTKAM. Verder werd het dagverloop van de huidmondjesopening bepaald met de Stomatasensor. De sensoren zijn getest op twee praktijkbedrijven met belichte en onbelichte tomaten en in een gerbera experiment waarbij belicht werd met LEDs, SON-T en een hybride systeem. Uit de metingen bleek dat de gewasfotosynthesemonitor te gevoelig is voor veranderingen in raamstanden en wisselingen in CO2 dosering om de gewasfotosynthese nauwkeurig te kunnen bepalen. De CropObserver was in staat om de lichtbenutting in de fotosynthese door het gewas snel, nauwkeurig en continu te bepalen. Echter, omdat de meting van lichtintensiteit in willekeurige eenheden gedaan werd en er nog andere stappen in de fotosynthese van belang zijn, was de CropObserver niet geschikt om de fotosynthese van het gewas (in μmol CO2 m-2 s-1) te bepalen. PhenoVation is nog bezig met de verdere ontwikkeling van de CropObserver om deze tekortkomingen op te lossen. Uit bovenstaande blijkt dat het niet eenvoudig is een sensor te ontwikkelen die momentaan een betrouwbaar beeld geeft van de fotosynthese van een gewas. Er zijn twee mogelijke methoden om de fotosynthese van het gewas zo realistisch en nauwkeurig mogelijk te bepalen: 1. via een fotosynthesemodel (zoals INTKAM) waarmee de gewasfotosynthese berekend kan worden, gekoppeld aan een sensor die de status van het gewas monitort zodat geregistreerd wordt wanneer de reactie van het gewas afwijkt van wat te verwachten zou zijn. Of 2. via de CropObserver, aangevuld met een sensor voor de huidmondjesopening en een meting van tenminste de CO2 concentratie, waarmee het signaal van de CropObserver vertaald kan worden naar CO2 opname door het gewas.