Dit systeem koppelt sturing kasklimaat aan watergift

Een directe koppeling tussen kasklimaat en water- en nutriëntenopname is voor Peter Kamp van Priva een cruciale voorwaarde om een teelt goed aan te kunnen sturen. Een door hem ontwikkeld regelsysteem maakt dit mogelijk, ondersteund door nauwkeurige en robuuste metingen.

In de loop der tijd is er steeds meer kennis opgedaan over beheersing van zowel de klimaatsturing als watergiften en de dosering van meststoffen. Klimaatcomputers bieden daarbij steeds meer regelingen om die optimalisatie toe te passen, met inmiddels een heel groot aantal mogelijke instellingen.

De plant zelf is nog niet of nauwelijks terug te vinden in die regelingen

Innovator teeltsystemen Peter Kamp van Priva: “De plant zelf zou meer moeten terugkomen in die regelingen.” In de praktijk sturen telers soms al wel wat op bijvoorbeeld planttemperatuur. “Maar het gaat nu toch vooral over beheersing van de omgeving van de plant. Hoewel we veel meer weten dan tien jaar geleden, weten we nog steeds niet alles over de inwendige processen in de plant. Daarover worden veel aannames gedaan, op grond van opgedane ervaringen hoe we het gewas zien reageren op omstandigheden in de kas.”

Nauwelijks koppeling kasklimaat en wortelomgeving

Daarnaast is in stuurregelingen vaak nog nauwelijks sprake van een directe koppeling tussen de aansturing van het kasklimaat en die van de wortelomgeving. Dat terwijl de twee belangrijkste fundamentele processen in de plant, de fotosynthese waarbij energie omgezet wordt in suikers en de nutriëntenopname die gekoppeld zit aan de wortelopname van water, sterk op elkaar reageren.

Er zijn wel algemene instellingen beschikbaar, zoals het water geven op basis van de hoeveelheid instraling. Maar als bijvoorbeeld op een koudere dag de ramen sluiten om de kastemperatuur op peil te houden, heeft ook dat direct invloed op minder wateropname en verdamping. Uit grafieken zijn wel relaties te halen tussen de bovengrondse en ondergrondse processen, maar dat geeft nog geen gecombineerde regeling in de computer.

Sturen op gewas zelf

Kamp: “Je kunt een plant niet optimaal aansturen door het perfect te regelen voor de wortels, zonder dat je precies weet wat dit voor gevolgen heeft voor de bovengrondse plantendelen. En andersom. Het overgrote deel van onze telers is natuurlijk heel goed in staat om op basis van hun kennis, ervaring en instrumentarium succesvol te telen, maar wij denken een methode te hebben ontwikkeld waarmee ze een volgende stap kunnen zetten. Daarbij schakel je meer over van de technische procesbeheersing naar systemen die rekening houden met de biologische processen in de plant.

Het zou een kentering in de glastuinbouw kunnen betekenen als je een systeem hebt dat de watergift direct en efficiënt koppelt aan de klimaatregeling.

Een nauwkeurige EC-meting helpt mee om inzicht te krijgen in de nutriëntenopname van het gewas. – Foto: Peter Visser

Inzicht in AI-teeltbeslissingen

Met de komst van Artificial Intelligence (AI) kunnen onderlinge verbanden tussen teeltinvloeden soms al wel beter worden gelegd. Kamp: “Maar het zal altijd een uitdaging blijven om in een AI-regeling per gewas ook alle afwijkingen mee te nemen, of omstandigheden die zich slechts uiterst zelden voordoen.”

En mocht er toch iets onverwacht fout gaan in de teelt, kan Kamp zich voorstellen dat telers in dat geval inzicht willen hebben in hoe en waarom AI-teeltbeslissingen genomen zijn of worden. “Als je de samenhang tussen factoren niet meer zelf begrijpt, en je weet de reden niet waarom de regeling iets doet, dan maakt dat het lastig om te weten hoe en wanneer je moet ingrijpen bij een verstoring. Voor de schaalvergroting en de uitbereiding van diverse installaties om het gewas te regelen, is dit een goede directe terugkoppeling van het gewas zelf om zowel ervaren als startende telers te ondersteunen.”

Dus is de mooiste oplossing als de netto water- en nutriëntenopname van de plant nauwkeurig en betrouwbaar gemeten kan worden, zodat telers precies weten welk effect een bepaalde klimaatinstelling heeft op de voedingsopname door de plant. Met de mogelijkheid om daarop te regelen, zodat een verandering aan klimaatinstellingen automatisch een directe invloed krijgt op de watergift. Daarmee kan een teler toewerken naar zijn bedrijfsspecifieke, gewenste kwaliteits- en productiedoelen. Kamp heeft gewerkt aan de ontwikkeling van zo’n regelsysteem.

Robuuste meting

Tot voor kort ontbrak het Kamp aan de allereerste voorwaarde voor zo’n systeemregeling, namelijk een heel nauwkeurige, betrouwbare en onderhoudsarme meting. Drainmetingen bij de drainputten, zoals nog vaak gebruikelijk, zijn daarvoor te onnauwkeurig. Een overlopende put of vervuiling met regenwater kan de meting bijvoorbeeld verstoren. Verder is geen snelle bijsturing van watergiften mogelijk. Voordat het water van een gietbeurt uit de mat is gelekt en bij de drainput aankomt, zijn er in de praktijk vaak al meerdere beurten gegeven.

Voor een momentane meting en aansturing op beurtniveau is een weeggoot beter geschikt. Gebruikelijk bij dergelijke weeggoten is echter om de hoeveelheid drain te meten als volumemeting, met lepeltjes die zich legen als ze vol zijn. Zo’n mechanische meting is gevoelig voor verstoringen, bijvoorbeeld door vervuiling. Priva heeft zijn gewichtsmeting in combinatie met drainmeting robuuster en nauwkeuriger gemaakt door middel van een integrale hardware en software oplossing.

In zijn Precision Irrigation Management systeem (Priva PIM) wordt gebruik gemaakt van een opvangbakje voor het drainwater, dat met behulp van een gewichtssensor wordt gewogen voordat het wordt leeggepompt, wat resulteert in een nauwkeurige bepaling van de hoeveelheid drainwater. Bij dat leegpompen wordt het drainwater langs een pH- en EC-meter gedrukt. Dit meten in stromend water maakt de meting heel nauwkeurig. Bij metingen in stilstaand water is de kans groter dat de oplossing door bezinking minder homogeen wordt, wat ten koste van de nauwkeurigheid gaat.

Tomatenleter Kees Stijger (links) geeft aan Peter Kamp aan dat de nauwkeurige pH-meting op zich al een nuttig stuurmiddel is. – Foto: Peter Visser

Nauwkeurige pH-meting

Voor tomatenteler Kees Stijger in Honselersdijk is alleen die extra nauwkeurige pH-meting op zich al reden genoeg om een PIM aan te schaffen. “Bij veel groei van het gewas stijgt de pH, zonder groei daalt die. Daar kun je nu heel gericht op gaan sturen met de watergift. Ook om je wortelkwaliteit beter te bewaken. We hebben dat in het verleden tevergeefs ook geprobeerd met allerlei plantsensoren. Maar die liggen allemaal in de kliko.”

Voor Kamp gaat de impact van de nauwkeurige meetmogelijkheden echter verder. De combinatie van gietwater- en drainwaterhoeveelheden en hun bijbehorende EC’s, samen met de totale plantgewichtmeting met loadcellen, geeft een nauwkeurig beeld van de door de plant netto opgenomen hoeveelheid water en nutriënten. Er daarbij van uitgaande dat de meststofsamenstelling op die dag niet verandert, wat met de toepassing van dagvoorraden meestal ook niet het geval is. Op deze manier is de hoeveelheid door de plant opgenomen nutriënten direct te koppelen aan de hoeveelheid licht.

Patent aangevraagd

Priva heeft patent aangevraagd op zijn PIM, al is Kamp niet direct bang voor concurrenten die een vergelijkbare meetopstelling op de markt zouden willen brengen. De grote kracht van het systeem zit volgens hem in de bijbehorende regeling en stuurmogelijkheden. Met het verloop van het opnamepatroon is een profiel te maken, waar de teelt vervolgens stabiel mee aan te sturen is. Daarna zijn kleine correcties uit te voeren waar nodig.

Effectiever reageren

Het regelsysteem biedt ruimte voor allerlei nieuwe inzichten en mogelijkheden. Behalve dat bekend is wat een bepaalde schermkier of raamstand doet met de vochtafvoer, wordt nu bijvoorbeeld ook duidelijk welk direct effect dit heeft op de nutriënten-opname van het gewas. Zo zijn voortaan bijvoorbeeld luchtramen te ­sluiten zodra een gewenst ­verdampingsniveau bereikt is. En niet, zoals met een ventilatie-instelling op relatieve luchtvochtigheid of vochtdeficiet, dat de ‘motor’ van de plant langere tijd kan blijven nawerken, wat de verdamping onnodig stimuleert, waardoor dit extra vocht energie-kostend afgevoerd moet worden.

Kamp: “Waar je met deze nieuwe regeling op stuurt, is dus niet direct gerelateerd aan de hoeveelheid licht, maar gekoppeld aan de hoeveelheid verdamping. De eerste resultaten van deze methode bij telers als Kees Stijger laten een optimale balans van plantverdamping en nutriëntenopname zien.”

Waar je met deze nieuwe regeling op stuurt, is dus niet direct gerelateerd aan de hoeveelheid licht, maar gekoppeld aan de hoeveelheid verdamping

Inzicht in opname nutriënten

Behalve dat het systeem helpt bij de aansturing van de teelt, werkt het ook andersom. Als het nutriëntenopnamepatroon ongebruikelijke afwijkingen vertoont, in de logischerwijs te verwachten opeenvolging van meetwaarden, kan dit een signaal zijn dat er iets aan de hand is in de teelt.

“In de praktijk heb ik al meegemaakt dat er installatiefouten aan het licht kwamen, en fouten in metingen of een instelling. Verder kan ik op termijn aan de weekrespons soms al zien dat een plant ziek is, eerder dan op het oog.” Het systeem geeft bij afwijkende meetwaarden een melding/waarschuwing, met opties om in te grijpen.