Ag 4.0 in Aktion: Pflanzenmessungen in Echtzeit und optimierte Bewässerung

Ag 4.0 in Aktion: Pflanzenmessungen in Echtzeit und optimierte Bewässerung

"Wie wir in Holland sagen: Messen ist Wissen", sagt 2Grow-Mitbegründer Olivier Begerem mit einem wissenden Lächeln. "Im Gartenbau werden noch zu viele Dinge auf der Grundlage von Annahmen gemacht, und es werden noch zu viele Fehler gemacht. Unserer Meinung nach ist es an der Zeit, mit den Annahmen aufzuhören und mit dem Messen zu beginnen."

In der Tat geht es bei 2Grow um das Messen. Die Idee, die den Experimenten an der Universität Gent in Belgien zugrunde liegt, ist den meisten Unternehmen der Ag 4.0 gemeinsam: der Wille, über Versuch und Irrtum, manuelle Messungen und Annahmen hinauszugehen und sich auf Ultraeffizienz, Sensoren und Big Data zu konzentrieren.

Für einen Züchter ist es entscheidend, die verschiedenen Entwicklungsstadien einer Pflanze zu verstehen, und diese neuen Echtzeitmessungen bieten ein Kaleidoskop neuer Erkenntnisse. Es ist, als hätte ein moderner Sporttrainer plötzlich Zugriff auf die biometrischen Echtzeitdaten eines Spitzensportlers und könnte so ein extrem individuelles Entwicklungsprogramm erstellen.

Das ist es, was 2Grow bietet - "Echtzeit-Feedback von der Pflanze selbst mit einem objektiven und kontinuierlichen Messinstrument". Diese Technologie liefert wertvolle Erkenntnisse darüber, wie sich die Pflanze wirklich fühlt und wie sie auf alle Aktionen im Gewächshaus reagiert. Das Unternehmen ist schnell gewachsen und arbeitet inzwischen mit mehr als 100 Züchtern in den Niederlanden zusammen, darunter weltweit führende Unternehmen wie Delphy.

Da Aqua4D ähnliche Werte in Bezug auf die Effizienz des Gartenbaus - insbesondere bei der Optimierung der Bewässerung - teilt, war 2Grow sehr daran interessiert, die Auswirkungen dieser innovativen Wasseraufbereitung in Echtzeit zu messen.

Eine erste gemeinsame Studie fand zwischen April und August 2019 bei Bioverbeek BV an biologischen Paprikapflanzen statt.

Methode

Die 2Grow-Technologie verwendet zwei Arten von Sensoren, einen zur Messung des Saftflusses und einen zur Messung des Stammdurchmessers. "Jede Aktion hat einen Einfluss auf die Pflanze, der normalerweise nicht genau in dem Moment gemessen werden kann, in dem er auftritt", sagt Maxime Dedecker von 2Grow. "Mit diesen Sensoren ist es möglich, die Reaktionen der Pflanze auf Umweltveränderungen (Bewässerung, Temperatur usw.) oder Aktionen wie Beschneiden oder Ernten genau zu verfolgen."

Indem man genau sieht, wie eine Pflanze auf jede Aktion im Gewächshaus reagiert, kann das Wachstum optimiert werden und der Gärtner kann je nach den tatsächlichen Bedürfnissen der Pflanze angemessen und so schnell wie möglich reagieren.

Im Falle der Bewässerung bedeutet dies, dass der Boden oder das Substrat optimal feucht gehalten wird, was enorme Auswirkungen haben kann. Frühere Studien mit der Spitzentechnologie von Aqua4D haben gezeigt, dass die Bewässerung mit diesem System zu höheren Erträgen, Wassereinsparungen und einem besseren Pflanzenwachstum führen kann. Würden diese Echtzeitmessungen diese Langzeitergebnisse wiederholen?

Die Studie von 2Grow und Aqua4D wurde von Olivier Begerem und Maxime Dedecker von 2Grow und dem Aqua4D-Experten Raymond Lescrauwaet geleitet . Das Experiment wurde auf zwei identischen, nebeneinander liegenden Parzellen durchgeführt - eine mit Pflanzen, die mit Aqua4D behandelt wurden, und eine Kontrollfläche:

Ergebnisse

Anhand von Messungen des Stammdurchmessers und des Saftflusses wurden vier Monate lang Tag für Tag und Minute für Minute Daten darüber gesammelt, wie die Pflanze auf die Bewässerung mit Aqua4D-behandeltem Wasser reagierte. "Mit unserem Gerät konnten wir die Auswirkungen des Aqua4D-Systems sofort erkennen, sobald wir mit den Messungen begannen", sagt Begerem. "Jetzt, nach viermonatigen Messungen, sehen wir immer noch die gleichen Effekte."

2Grow teilte die Aqua4D-Ergebnisse in drei Segmente auf:

1. Größeres Wachstum des Durchmessers
2. Weniger tägliche Schwankungen des Stammdurchmessers
3. Frühere Wiederherstellung der internen Reserven

Ergebnis #1: Größeres Wachstum des Stammdurchmessers bei mit Aqua4D behandelten Pflanzen

Das tägliche Wachstum des Stammdurchmessers gibt Aufschluss darüber, wo die Pflanze ihre Energie und Reserven einsetzt. Wenn sich das tägliche Wachstum des Stängels der 0-Linie nähert, bedeutet dies, dass die gesamte Energie der Pflanze in die Früchte fließt und sie gerade genug für ihre Erhaltung hat.

Wenn die Linie unter 0 geht, bedeutet das, dass es eine Schrumpfung gibt, die durch eine zu generative/stressige Art des Wachstums verursacht wird.

"Die letzte Option kann sich kurzfristig positiv auf die Produktion auswirken (die Pflanze steckt ihre Energie in die Fortpflanzung/Früchte), führt aber zu einer Schwächung der Pflanze und kostet langfristig die Produktion", erklärt Begerem.

 Wir sehen, dass die mit Aqua4D bewässerten Pflanzen weniger von ihren Reserven für ihre tägliche Transpiration und ihre Aktivitäten verbrauchen müssen. Das bedeutet, dass sie entweder ein besseres Wurzelsystem haben oder das Wasser besser aufnehmen können - zwei Dinge, die das Aqua4D-System nachweislich fördert. Bei den mit Aqua4D behandelten Pflanzen können wir feststellen, dass die Pflanze mehr Reserven/Energie im Überschuss hat, die in die Früchte statt in die grünen Bereiche wie Blätter oder Stängel fließen kann. "Es ist nur logisch, dass dieser Energieüberschuss in die Früchte und nicht in das Wachstum fließt, was wiederum zu höheren Erträgen führt", sagt Begerem.

Ergebnis #2. Geringere tägliche Schwankungen des Stammdurchmessers bei mit Aqua4D behandelten Pflanzen

Die Variation, auf die hier Bezug genommen wird, ist der Unterschied zwischen dem dicksten und dem dünnsten Punkt im Durchmesser des Stängels. Je höher die Variation ist, desto mehr Stress hat eine Pflanze, da sie härter arbeiten und mehr interne Reserven zur Unterstützung ihrer Aktivitäten nutzen muss.

Hier sehen wir, dass die behandelten Pflanzen (blau) weniger Schwankungen aufweisen, so dass sie tagsüber nicht so viel arbeiten müssen wie die unbehandelten Pflanzen (grün).

Dies deckt sich mit Erkenntnissen, die zeigen, dass die Bewässerung mit Aqua4D zu weniger Stress bei den Pflanzen und einem besseren Verhalten der Pflanzen im Allgemeinen führt.

Erkenntnis Nr. 3. Frühere Wiederherstellung der internen Reserven 

Die Tagesdurchschnittswerte der Leistung zeigen, dass die unbehandelte Pflanze im Großen und Ganzen eine eher negative Leistung aufweist, während die behandelte Pflanze ihre Reserven wirklich auffüllen kann und im Laufe des Tages mehr Wachstum verzeichnet. Das Diagramm auf der rechten Seite zeigt eine eher vegetative Wachstumsweise, während das Diagramm auf der linken Seite eine typisch generative Wachstumsweise darstellt.

Die Tageszeit ist dabei wichtig", erklärt Begerem. "Die behandelten Pflanzen können sich vom Abend (bis Mittag) viel schneller erholen als die unbehandelten Pflanzen (bis ~16:00 Uhr)." Das Gleiche gilt für das Ende des Tages - die unbehandelten Pflanzen schrumpfen gegen Ende des Tages weiter, aber die mit Aqua4D behandelten Pflanzen füllen ihre Zellen noch auf. Dies ist wichtig, da sie ein stärkeres vegetatives Wachstum und eine viel höhere Stressresistenz aufweisen. Auch dies steht im Einklang mit früheren Ergebnissen, die zeigen, dass die Pflanzen ein stabileres Wachstum aufweisen, wenn sie mit dem Aqua4D-System bewässert werden.

Schlussfolgerung

2Grow hat verschiedene Aqua4D-Installationen in Frankreich und den Niederlanden gemessen und dabei jedes Mal ähnliche Ergebnisse festgestellt. Dies bestätigt auch die Ergebnisse früherer akademischer Studien auf der ganzen Welt (ein Kompendium davon ist hier verfügbar). In der Zwischenzeit wurden Saftflussstudien in kalifornischen Obstplantagen durchgeführt, bei denen das gleiche Verhalten beobachtet wurde - die Ergebnisse werden Ende 2019 veröffentlicht.

Auf der Grundlage aller gesammelten Messungen kam 2Grow zu dem Schluss, dass Pflanzen, die mit Aqua4D:

• Kann leichter Wasser aufnehmen.
• Erholen Sie sich besser gegen Abend
• Sie sind weniger gestresst.
• Mehr vegetativ wachsen.

Der Experte Raymond Lescrauwaet aus Hilversum arbeitet seit vielen Jahren mit dem Aqua4D-System: "Mir ist klar geworden, dass diese innovative Technologie einen großen Mehrwert für Spitzenbetriebe im Pflanzen- und Gemüseanbau darstellen kann." Er fügt hinzu, dass das Potenzial der Landwirtschaft 4.0 durch die Kombination dieser Technologien enorm ist: "Durch die Überwachung des Anbaus mit 2Grow-Pflanzensensoren können die Landwirte die Vorteile von Aqua4D für Qualität und Ertrag maximieren. Aqua4D ist der Unterschied zwischen guten und schlechten Qualitätsreifen für ein Auto, wobei 2Grow ein umfassendes Dashboard zur Überwachung aller Parameter bietet."

Olivier Begerem von 2Grow ist ebenso optimistisch, was die Ergebnisse angeht und wie weit neue landwirtschaftliche Technologien gehen können: "Ohne Messungen wissen wir nicht, wie die Pflanze wirklich auf alle äußeren Bedingungen reagiert - das wollen wir mit Echtzeit-Feedback ändern. Werkzeuge wie diese werden in Zukunft noch wichtiger werden, vor allem wenn wir an autonome Gewächshäuser denken."

Erfahren Sie mehr:

Aqua4D & 2Grow werden in Zusammenarbeit mit Delphy Agriconsult diese und weitere Ergebnisse auf einer Reihe von Seminaren in den Niederlanden im September vorstellen. Weitere Informationen finden Sie hier: http://www.lescrauwaet.com/Programma-info/

2Grow: http://2grow.earth/en/ | Aqua4D: https://aqua4d-irrigation.com/solutions/