verlichte kas

Project

Sturing licht & CO2 vanuit fotosynthese

Met een betrouwbare meetmethode die continu de gewasfotosynthese meet, zou het kasklimaat optimaal op de fotosynthese afgestemd kunnen worden. Dit biedt mogelijkheden om een afweging te maken van de kosten en baten van klimaatfactoren als belichting, schermen, ventileren, CO2 dosering en ontvochtigen

Doelstellingen project

  • Energiedoelstellingen
    Het doel is van dit voorstel is te komen tot 15-20% energiebesparing.
    • 10-15% energiebesparing door het efficiënter inzetten van belichting
    • 5% energiebesparing door de temperatuur- en vochtdeficietinstellingen aan te passen aan de fotosynthese.
    • Dit onderzoek draagt bij aan de doelstelling om de CO2 emissie met 50% te verlagen door CO2 voornamelijk te doseren op momenten dat de opname door het gewas hoog is.
  • Technische doelstellingen
    • Ontwikkelen van meetsystemen voor de gewasfotosynthesesnelheid, waaruit de lichtbenuttingsefficiëntie bepaald kan worden.
    • Optimaal af kunnen stemmen van zowel belichting en CO2 dosering als ook temperatuur en vochtdeficiet op de fotosynthese om zo te komen tot een verhoging van de gewasfotosynthese  bij minder inzet van energie
    • De meetsystemen moeten resultaten opleveren die voor telers interpreteerbaar en bruikbaar zijn.

Aanpak en tijdspad

Werkpakket 1: Inventarisatie methodes en meetprotocollen

In dit werkpakket wordt een update gemaakt van de kennis van de methodes van het meten van de fotosynthese:

  • Kas-in-kas
  • Fotosynthese van hele kas schatten op basis van de ventilatiemonitor
  • Metingen van gasuitwisseling van bladeren (LiCor)
  • Fluorescentiemetingen
    • Fluorescentie-imaging m.b.v. camerasysteem
    • Fluorescentiemetingen (LiCor, Monipam, Plantivity) met één of meerdere puntmetingen per systeem

Werkpakket 2: Validatie en optimalisatie van fotosynthese-sensoren

In een bestaande proef met een belicht gewas (mogelijk de proef Het Nieuwe Belichten onder diffuus glas bij tomaat; gebruik maken van de referentieafdeling met SON-T licht) worden de methodes die geselecteerd zijn in werkpakket 1 beproefd en met elkaar vergeleken.

Werkpakket 3: Toepassing andere gewassen

In de workshops die met telers van verschillende gewasgroepen gehouden worden in werkpakket 2, wordt besproken hoe zij kijken naar fotosynthese, en dat de vrijheid die zij een fotosynthese-monitor zouden geven in de klimaatregeling heel verschillend kan zijn van bijvoorbeeld tomatentelers. In dit werkpakket wordt van de resultaten van werkpakket 3 nagegaan wat de consequenties zouden zijn voor andere gewasgroepen, zoals potplanten, snijbloemen en ander groentegewassen. Hierbij worden ook de resultaten van fluorescentie- en fotosynthesemetingen van andere projecten (bijvoorbeeld “Grip op licht”, “Meten fotosynthese: van blad tot kas”, “Rendement belichting en CO2” (Plant Dynamics) en fotosynthesemetingen aan o.a. roos, komkommer, matricaria, phaleanopsis) meegenomen.

Werkpakket 4: Ontwerp van een regelalgoritme

Parallel aan werkpakket 2 wordt het ontwerp geschetst van rekenregels die het mogelijk moeten maken op basis van de metingen van de fotosynthese het klimaat (met name CO2 dosering, belichting en schermgebruik) bij te sturen. In het ontwerp zitten de volgende zaken:

  • Wat voor type data, datafilters, modellen en software zijn nodig voor ontwikkelen van regelalgoritme?
  • Bij welke afwijking en welke tijdsduur van de afwijking in fotosynthese moet CO2 dosering, belichting of schermgebruik worden aangepast, en hoe groot moet deze aanpassing zijn? 
  • Hoe wordt het effect van deze aanpassing geëvalueerd?
  • Met welke randvoorwaarden moet rekening worden gehouden bij implementeren van regelalgoritme?

Tussenrapportage en go/no go beslissing

Na het afronden van de eerste vier werkpakketten is het duidelijk welke meetmethodes er zijn om fotosynthese goed te kunnen meten in de kas, hoe deze gegevens verwerkt kunnen worden in een regeling om het kasklimaat er op te sturen zodat energiebesparing wordt gerealiseerd en wat de visie is van de telers op deze methode en de implementatie hiervan. Deze bevindingen worden beschreven in een document. Op basis hiervan wordt een go/no go beslissing genomen voordat daadwerkelijk met het ontwikkelen van een regelalgoritme en een experiment begonnen wordt.

Werkpakket 5: Bouwen van een regelalgoritme

Op basis van het ontwerp in werkpakket 4 wordt het regelalgoritme gebouwd. De fotosynthesemetingen en het kasklimaat tijdens de metingen in werkpakket 2 worden gebruikt om het algoritme te valideren. In deze validerende simulaties wordt nagegaan op welke momenten er volgens het algoritme bijgestuurd zou worden, hoe sterk en hoe lang? In deze berekeningen blijkt ook hoeveel energiebesparing dit algoritme op kan leveren. Vervolgens wordt door een aantal onderzoekers en de BCO beoordeeld of het algoritme logische keuzes maakt. Daarna kan het ingezet worden in werkpakket 6.

Werkpakket 6: Energiezuinige teelt op basis van fotosynthese metingen van het gewas

In dit werkpakket worden twee kasafdelingen met een belichte tomatenteelt gebruikt. In een van de twee afdelingen wordt het klimaat energiezuinig geregeld op basis van fotosynthesemetingen. Dat wil zeggen: het regelalgoritme wordt ingezet in de klimaatregeling. Als het regelalgoritme aangeeft dat de efficiëntie van fotosynthese van het gewas laag is, wordt de belichting, regeling van de luchtvochtigheid en/of de CO2 dosering aangepast. In de andere afdeling wordt “standaard” geteeld. Hoe de teeltstrategieën en kasuitrustingen in beide afdelingen er uit zien, zal met een begeleidingscommissie  besproken worden voorafgaand aan de teelt. Tijdens de teelt wordt niet alleen de fotosynthese gemeten, maar worden ook groei, productie, ontwikkeling, productkwaliteit en energiegebruik in beide afdelingen gemonitord.

Werkpakket 7: Rapportage en communicatie

In dit werkpakket wordt de eindrapportage opgeleverd en besproken met de onderzoekscoördinatoren. Middels artikelen, presentaties en internetberichten wordt de kennis gedeeld met de praktijk.

Resultaten

De eerste rapportage van dit project wordt opgeleverd na werkpakket 4 en is ter ondersteuning van de go/no go beslissing. In deze rapportage wordt een overzicht gegeven van de beschikbare methodes om fotosynthese te meten/schatten, en de geschiktheid van deze methodes voor de praktijk, van de meningen en ideeën van telers en voorlichters hoe een “fotosynthese-monitor” er uit zou moeten zien en hoe de data geïnterpreteerd zouden moeten worden en ervaringen met de verschillende meetmethodes in de kas.

Aan het einde van het project zal een eindrapport opgeleverd worden, waarin de mogelijkheden en resultaten van het regelen van het kasklimaat op basis van fotosynthesemetingen beschreven worden.