Klimaat sturen op inhoud blad

Beschrijving

Een van de belangrijke principes van Het Nieuwe Telen is dat het schaarse licht optimaal wordt omgezet in assimilaten, in het bijzonder in oogstbaar product. Daarmee is het helder dat de assimilatenverdeling zo veel mogelijk moet worden gestuurd in de richting van de vruchten of bloemen. Op dagbasis moeten de assimilaten optimaal worden verwerkt waarbij energiekostende omzettingen zoals vorming van zetmeel en remobilisatie in het bladpakket daarvan zoveel mogelijk moet worden voorkomen. De enige manier waarop dit tot nu toe te bepalen is, is door bladmonsters te nemen en deze te laten analyseren. Het zou wenselijk zijn dat een teler zelf momentaan in de kas de status van zijn gewas kan monitoren, en dat gebruiken om op basis daarvan beslissingen te nemen ten aanzien van kasklimaat of teeltmaatregelen.

In dit project wordt een snelle screeningsmethode ontwikkeld om de gewasstatus te monitoren en op basis daarvan het kasklimaat zo energiezuinig mogelijk te regelen zoals belichting en temperatuur of het moment van bladplukken.

Er zal hyperspectral imaging (400 tot 1700 nm) toegepast worden. Het resultaat van de hyperspectrale beeldanalyse is een model wat aangeeft welke golflengtes een rol spelen bij het meten van de verschillende inhoudsstoffen. Deze golflengtes kunnen vervolgens worden geïmplementeerd in een handzame multispectrale camera.    

Werkpakket 1. Voorbereiding en aanleggen van de behandelingen. Aan het einde van een bestaande kasproef met vijf tomatenrassen worden verschillende behandelingen aangelegd. Dit betreft bijv. trossnoei, blad verwijderen om assimilatenaanmaak te verlagen, blad laten hangen aan andere planten om bladvergeling/veroudering te krijgen. Dit is om er voor te zorgen dat de suikergehaltes en droge stof percentages in vruchten en bladeren verschillen, en om verschillen te maken in nutriëntengehaltes in de bladeren (bladeren laten hangen aan de planten, watergift met (zeer) lage nutriëntengehaltes).

Werkpakket 2. Beelden met de hyperspectraal camera’s, bemonsteren en data analyse. Er worden uit de kas per type relatie 100 bladeren en 100 vruchten genomen en deze worden met de hyperspectrale camera’s doorgemeten. De bladeren variëren van jong en groen tot oud en vergeeld, en de vruchten variëren van groen tot zeer rijp (rood).  Voor de bladeren worden relaties gelegd tussen de hyperspectrale beelden en suikergehalte, nutriënten (tenminste stikstof en calcium), % droge stof (watergehalte) en chlorofyl. Voor de vruchten worden relaties gelegd tussen de hyperspectrale beelden en suikergehalte, % droge stof (watergehalte), stevigheid en kleur

Werkpakket 3. Analyse resultaten en rapportage. Uiteindelijk wordt bepaald of de hyperspectraal camera een goede momentane niet-destructieve meting kan doen van de bladkwaliteit of de vruchtkwaliteit.  

Resultaten

Voor dit onderzoek werd gebruik gemaakt van een bestaande tomatenteelt met 5 rassen. Er zijn behandelingen aangelegd om er voor te zorgen dat de suikergehaltes en droge stof percentages in vruchten en bladeren verschillen, en om verschillen te maken in nutriëntengehaltes in de bladeren. Vervolgens werden aan deze bladeren en vruchten metingen gedaan met hyperspectrale camera’s. De bladeren en vruchten werden vervolgens gebruikt voor destructieve bepalingen van suikers, zetmeel, nutriënten, percentage droge stof en chlorofylgehalte in verschillende laboratoria. Voor iedere vrucht of blad werden de spectrale beelden en de labmetingen gecombineerd en werd bepaald in hoeverre de beelden een goede correlatie opleveren met de verschillende inhoudsstoffen.

Goede correlatie
Uit de resultaten blijkt dat de hyperspectrale beelden goed correleren met de gehaltes aan suikers in het blad. Daarnaast zijn er goede correlaties met het droge stof gehalte en de gehaltes aan pigmenten (chlorofyl en carotenoïden) in het blad. Er was een redelijke correlatie tussen de beelden en gehaltes aan zetmeel, totaal stikstof en calcium. De gehaltes aan een aantal andere nutriënten bleek niet tot nauwelijks voorspelbaar met de hyperspectrale camera’s. Verder bleken gehaltes aan suikers en zuren in de vruchten, bepalend voor de smaak van tomaten, goed voorspelbaar met de hyperspectrale camera. Al deze resultaten laten zien dat hyperspectrale camera’s zeer bruikbaar kunnen zijn in de glastuinbouw om de status van het gewas en kwaliteit van vruchten te bepalen tijdens de teelt, zonder het gewas te beschadigen. De volgende stap zou zijn om na te gaan of de hyperspectrale camera’s ook in een reguliere teelt gebruikt kunnen worden om de gehaltes aan inhoudsstoffen te bepalen, zodanig dat een teler die informatie zou kunnen gebruiken om op te kunnen sturen.