Aardbeiplant geeft zelf aan wanneer stikstof of kalium ontbreekt

Planten reageren voortdurend op veranderingen in hun omgeving. Waterbeschikbaarheid, klimaat, ziekten, plagen en nutriëntenopname beïnvloeden de fysiologische processen in de plant. Deze processen gaan gepaard met kleine elektrische signalen die door de plant worden gegenereerd.

Vivent Biosignals heeft technologie ontwikkeld waarmee deze signalen continu kunnen worden gemeten. Met behulp van twee kleine elektroden in de plant worden biosignalen verzameld en geanalyseerd met kunstmatige intelligentie. Door duizenden metingen uit eerdere onderzoeken te combineren, kunnen specifieke signaalpatronen worden gekoppeld aan bepaalde vormen van stress.

Een van de toepassingen die momenteel wordt ontwikkeld, is het realtime monitoren van de nutriëntenstatus van gewassen.

Voor het onderzoek werd gekozen voor aardbei, een gewas waarin de Nederlandse sector wereldwijd vooroploopt op het gebied van innovatie. Nieuwe rassen, substraatteelt, LED-belichting en jaarrondproductie vragen om steeds nauwkeurigere sturing van watergift en bemesting.

In de kas van HAS green academy in Den Bosch werden tachtig doordragende aardbeiplanten van het ras Florice gedurende bijna honderd dagen gevolgd. Tien biosensoren monitorden continu de planten gedurende de volledige proefperiode. Daarnaast werden regelmatig gewaswaarnemingen uitgevoerd en bladsapanalyses genomen om de resultaten te valideren.

Om betrouwbare datasets te verzamelen werden drie behandelingen aangelegd: een controlegroep, een groep met stikstoftekort en een groep met kaliumtekort. Twee weken na de start van de proef werd respectievelijk stikstof of kalium uit de voedingsoplossing verwijderd.

Het doel van de proef was het verder ontwikkelen van modellen die stikstof- en kaliumtekorten kunnen herkennen op basis van biosignalen uit de plant.

De resultaten laten zien dat de modellen een verhoogde kans op nutriëntentekorten konden detecteren voordat studenten en onderzoekers zichtbare symptomen zoals chlorose, groeiremming of afwijkende vruchtontwikkeling waarnamen. Daarmee ontstaat de mogelijkheid om eerder in te grijpen en tekorten te corrigeren voordat deze leiden tot opbrengst- of kwaliteitsverlies.

Volgens de onderzoekers biedt dit perspectief voor een nieuwe vorm van precisieteelt, waarbij niet alleen klimaat- en substraatgegevens worden gebruikt voor teeltbeslissingen, maar ook realtime informatie uit de plant zelf.

Voor telers kan vroegtijdige signalering van nutriëntenstress verschillende voordelen opleveren. Door sneller te reageren op veranderingen in de voedingsstatus kan de bemesting nauwkeuriger worden afgestemd op de behoefte van het gewas. Dit kan leiden tot een efficiënter gebruik van meststoffen, lagere inputkosten en een kleinere milieubelasting.

Daarnaast kan een betere nutriëntensturing bijdragen aan een stabielere productie en een hogere productkwaliteit. Zeker in teelten waar marges onder druk staan en duurzaamheidseisen toenemen, groeit de behoefte aan systemen die telers ondersteunen bij het nemen van onderbouwde beslissingen.

Tijdens het project organiseerden HAS green academy en Vivent een telersmiddag waarbij aardbeientelers, toeleveranciers en onderwijsinstellingen werden bijgepraat over de voortgang van het onderzoek. De bijeenkomst liet zien dat er binnen de sector veel belangstelling bestaat voor technologieën die gewassen rechtstreeks laten “meepraten” in de teeltstrategie.

De verzamelde data wordt gebruikt om de stikstof- en kaliummodellen verder te verfijnen en uit te breiden. Op termijn zien de onderzoekers mogelijkheden om realtime inzicht te bieden in de voedingsstatus van verschillende gewassen, zodat telers nog nauwkeuriger kunnen sturen op groei, opbrengst en kwaliteit.

De proef onderstreept daarmee een bredere ontwikkeling binnen de tuinbouw: de overgang naar plantgestuurde teelt, waarbij de plant zelf steeds meer de bron wordt van informatie voor dagelijkse teeltbeslissingen.