Monitoringsysteem obv big data technieken gericht op gezonde voedingsschema's voor de tuinbouw

Inleiding

Planten krijgen over het algemeen meer voedingsstoffen toegediend dan zij nodig hebben. Dit heeft een averechts effect op de plant- en mensgezondheid. Veel telers geven hun gewas te vaak te veel van de elementen stikstof, fosfor en kalium. Het gevolg is dat de planten aan een plantaardige vorm van obesitas gaan lijden, wat allerlei onevenwichtigheden veroorzaakt.

Effect op het bodemleven

Daarnaast zit de overmaat aan voeding ook het bodemleven in de weg. Juist bodemleven kan een plant enorm ondersteunen om efficiënt met voedingsstoffen om te gaan. Een florerend bodemleven zorgt voor de productie van allerlei plantversterkende stofjes, zoals afweerstoffen en hormoonachtige stoffen. Een plant kan alleen maar gezond zijn als het wordt omringd door een uitbundig bodemleven.

Probleem met stikstof

De grootste boosdoener is stikstof. Stikstof wordt standaard aangeboden als nitraat en ammonium. Vervolgens wordt, via een aantal stappen, nitraat en ammonium omgezet in aminozuren en eiwitten. Juist de omzetting naar eiwitten loopt vast bij te hoge nitraatwaarden in de plant.

Een hoge opname van nitraat betekent altijd dat andere elementen, zoals zwavel en sporen, minder goed worden opgenomen. Juist deze andere elementen zijn beperkend in de omzetting naar eiwitten. Een plant met een goede stikstofomzetting heeft een goed afweersysteem tegen ziekten en plagen.

Een plant met een beperkte omzetting (en dus hoge hoeveelheden aminozuren) is juist erg aantrekkelijk voor ziekten en plagen. Het gaat erom dat planten stikstof omzetten in eiwitten, waardoor de plant de juiste voeding krijgt. Bovendien worden kostbare voedingsstoffen ingezet die in andere werelddelen beter van pas waren gekomen om planten te kweken.

Impact op buitenteelten

Ook in de buitenteelten speelt het probleem van stikstof. Een goede productie wordt bepaald door een hoge hoeveelheid organische stof en mineralen. Nitraat zorgt er echter voor dat de hoeveelheid organische stof omlaag gaat. Organische stof heeft een bufferende werking in de bodem (water, mineralen, enz.).

Verlies je dus organische stof, dan moet je steeds meer kunstmest (mineralen) doseren om een gelijke productie te halen. Het gevolg is dat bodems en bodemleven alsmaar meer uitgeput raken en het beschikbare landbouwareaal alleen maar afneemt, terwijl een toenemende wereldbevolking juist om meer voedingsproductie vraagt.

Oplossing van Power2Plants

Power2Plants loopt al jarenlang tegen deze situatie aan. De juiste voeding in de juiste dimensies is van groot belang voor een sterke weerbaarheid en gewasgezondheid. Zij helpt de plant op stressmomenten in zijn ontwikkeling, zoals:

1. Kiemen
2. Beworteling
3. Bestuiving
4. Vruchtzetting
5. Productie

Uitgebalanceerd mineralenaanbod

De oplossing is dat de planten een uitgebalanceerd mineralenaanbod krijgen door nauwkeurig ingezette voedingsschema's. Zij krijgen alleen die voedingsstoffen toegediend die nodig zijn. Deze voedingsschema's worden gevormd op basis van wetenschappelijke en praktijkdata van nieuwe voedingsschema's, die precies zijn afgestemd op de behoeften van elk plantensoort.

Technisch idee

Het technische idee is om op basis van big data een monitoringsysteem voor de tuinder te ontwikkelen. Dit systeem brengt de plantkenmerken en groeipatronen van plantensoorten in beeld, zodat teelten met elkaar vergeleken kunnen worden. Hierdoor kan de tuinder vanaf de prille groei geautomatiseerd per groeifase de hoeveelheid voedingsstoffen benoemen die hij kan toedienen aan de plant.

Automatische bewaking

Het systeem bewaakt automatisch de voortgang van de teelt, constateert afwijkingen in het patroon en informeert de tuinder realtime met een passend teelttechnisch advies op maat. Zo zijn onnodige verspilling van voedingsstoffen, overdadig bemeste en gevoede planten en groenten te voorkomen.

Ontwikkeling van de monitoringtool

Power2Plants wil een monitoringsysteem ontwikkelen op basis van SaaS-technieken en de modernste machine learningtechnieken. Extern adviseur VGS Informatisering ontwikkelt mee aan de SaaS-oplossing, gericht op predictive analytics. Hiermee kunnen groeipatronen worden ontworpen en ziektebeelden in een vroege fase in beeld worden gebracht, zodat preventief kan worden ingegrepen.

Toepasbaarheid

Deze monitoringtool wordt toepasbaar voor alle teeltvormen, zowel op de volle grond als in de kasteelt en voor moderne teelttechnieken zoals vertical farming en teelt op water.

Aansluiting bij sectoren

Er is aansluiting bij de topsector Landbouw, Water en Voedsel, KIA Smart Technology in Agri-Horti-Water-Food, evenals bij onderwerp 2: Geavanceerde robots en dedicated mens-machine-interactie voor optimale beslissingen. In de RIS3 is er de aansluiting naar de sleuteltechnologie Smart Technologies in Agri-Horti-Water-Food, met aansluiting bij MMIPs S1 en S2.