Ag 4.0 in Aktion: Echtzeit-Pflanzenmessungen und optimierte Bewässerung

Ag 4.0 in Aktion: Echtzeit-Pflanzenmessungen und optimierte Bewässerung

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

Tatsächlich dreht sich bei 2Grow alles um das Messen. Entstanden aus Experimenten an der Universität Gent in Belgien, ist die zugrunde liegende Idee die gleiche wie bei den meisten Ag 4.0-Unternehmen: der Wille, sich von altmodischen Versuchen und Irrtümern, manuellen Messungen und Annahmen zu lösen und sich in Richtung Ultra-Effizienz, Sensoren und Big Data zu bewegen.

Für einen Züchter ist es entscheidend, die verschiedenen Entwicklungsstadien einer Pflanze zu verstehen, und diese neuen Echtzeitmessungen bieten eine Fülle neuer Erkenntnisse. Es ist, als würde ein moderner Sporttrainer plötzlich Zugang zu den biometrischen Echtzeitdaten eines Spitzensportlers erhalten und so ein extrem individuelles Entwicklungsprogramm erstellen können.

Das ist es, was 2Grow bietet – „Echtzeit-Feedback der Pflanze selbst mithilfe eines objektiven und kontinuierlichen Messinstruments“. Diese Technologie liefert wertvolle Erkenntnisse darüber, wie sich die Pflanze wirklich fühlt und auf alle Maßnahmen im Gewächshaus reagiert. Das Unternehmen ist schnell gewachsen und arbeitet mittlerweile mit mehr als 100 Erzeugern in den Niederlanden zusammen, darunter weltweit führende Unternehmen wie Delphy.

Da Aqua4D ähnliche Werte in Bezug auf die Effizienz im Gartenbau vertritt – insbesondere bei der Optimierung der Bewässerung –, war 2Grow sehr daran interessiert, die Auswirkungen dieser innovativen Wasseraufbereitung in Echtzeit zu messen.

Eine erste gemeinsame Studie wurde zwischen April und August 2019 bei Bioverbeek BV zum Anbau von Bio-Paprika durchgeführt.

Verfahren

Die 2Grow-Technologie verwendet zwei Arten von Sensoren, einen zur Messung des Saftflusses und einen zur Messung des Stammdurchmessers. „Jede Maßnahme 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 Maßnahmen wie Schnitt oder Ernte genau zu verfolgen.“

Indem man genau beobachtet, wie eine Pflanze auf jede Maßnahme im Gewächshaus reagiert, kann das Wachstum optimiert werden, und der Züchter kann entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen der Pflanze angemessen und so schnell wie möglich reagieren.

Im Falle der Bewässerung bedeutet dies, dass der Boden oder das Substrat in einem optimalen Feuchtigkeitszustand gehalten wird, was enorme Auswirkungen haben kann. Frühere Studien mit der hochmodernen Technologie 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 reproduzieren?

Die Studie von 2Grow / Aqua4D wurde von Olivier Begerem und Maxime Dedecker von 2Grow sowie dem Aqua4D-Experten Raymond Lescrauwaet betreut . Das Experiment wurde auf zwei identischen, benachbarten Parzellen durchgeführt – eine mit Pflanzen, die mit Aqua4D behandelt wurden, und eine Kontrollparzelle:

Ergebnisse

Anhand von Messungen des Stammdurchmessers und des Saftflusses wurden im Rahmen des viermonatigen Experiments täglich und minütlich Daten darüber gesammelt, wie die Pflanze auf die Bewässerung mit Aqua4D-behandeltem Wasser reagierte. „Mit unserem Tool konnten wir die Auswirkungen des Aqua4D-Systems sofort nach Beginn der Messungen erkennen“, sagt Begerem. „Auch nach vier Monaten Messungen beobachten wir weiterhin dieselben Effekte.“

2Grow hat die Ergebnisse von Aqua4D in drei Segmente unterteilt:

1. Größeres Durchmesserwachstum
2. Geringere tägliche Schwankungen des Stammdurchmessers
3. Frühere Wiederherstellung der internen Reserven

Ergebnis Nr. 1: Größeres Wachstum des Stammdurchmessers bei Pflanzen, die mit Aqua4D behandelt wurden

Das tägliche Stammwachstum gibt Aufschluss darüber, wohin die Pflanze ihre Energie und Reserven lenkt. Wenn das tägliche Stammwachstum sich der 0-Linie nähert, bedeutet dies, dass die gesamte Energie der Pflanze in die Früchte fließt und gerade noch genug für ihren Erhalt übrig bleibt.

Wenn die Linie unter 0 fällt, bedeutet dies, dass es zu einem Rückgang kommt. Dies wird durch eine zu generative/stressige Wachstumsweise verursacht.

„Die letzte Option kann kurzfristig gut für die Produktion sein (die Pflanze steckt ihre Energie in die Fortpflanzung/Früchte), führt jedoch zu einer Schwächung der Pflanze und kostet langfristig tatsächlich Produktionskosten“, erklärt Begerem.

 Wir können feststellen, 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 Wasser leichter aufnehmen können – zwei Dinge, die das Aqua-4D-System nachweislich fördert. Bei den mit Aqua4D behandelten Pflanzen können wir den Schluss ziehen, dass die Pflanze über mehr Reserven/Energie verfügt, 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 statt in das Wachstum fließt und somit zu höheren Erträgen führt“, sagt Begerem.

Ergebnis Nr. 2: Geringere tägliche Schwankungen des Stammdurchmessers bei Pflanzen, die mit Aqua4D behandelt wurden

Die hier erwähnte Variation ist der Unterschied zwischen dem dicksten und dem dünnsten Punkt im Durchmesser des Stängels. Je höher die Variation, desto mehr Stress hat eine Pflanze, da sie mehr arbeiten und mehr innere Reserven aufwenden muss, um ihre Aktivitäten aufrechtzuerhalten.

Hier sehen wir, dass die behandelten Pflanzen (blau) weniger Schwankungen aufweisen und daher tagsüber weniger arbeiten müssen als die unbehandelten Pflanzen (grün).

Dies steht im Einklang mit Erkenntnissen, wonach die Bewässerung mit Aqua4D zu weniger Stress bei den Pflanzen und insgesamt zu einem besseren Pflanzenverhalten führt.

Ergebnis Nr. 3: Frühere Wiederherstellung der internen Reserven 

Die täglichen Leistungsdurchschnitte zeigen, dass die unbehandelte Pflanze insgesamt eine eher negative Leistung aufweist, während die behandelte Pflanze ihre Reserven wirklich auffüllen kann und tagsüber mehr Wachstum verzeichnet. Die Grafik auf der rechten Seite zeigt eine eher vegetative Wachstumsweise, während die Grafik auf der linken Seite eine eher generative Wachstumsweise darstellt.

„Die Tageszeit ist hier wichtig zu beachten“, erklärt Begerem. „Die behandelten Pflanzen können sich vom Abend (bis zum Mittag) viel schneller erholen als die unbehandelten Pflanzen (bis ca. 16:00 Uhr).“ Das Gleiche gilt für das Ende des Tages – die unbehandelten Pflanzen schrumpfen gegen Ende des Tages weiter, aber die mit Aqua4D behandelte Pflanze füllt ihre Zellen weiterhin auf. Dies ist wichtig, da es zu mehr vegetativem Wachstum und einer viel höheren Stressresistenz kommt. Auch dies steht im Einklang mit früheren Erkenntnissen, die zeigen, dass 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 erzielt. Dies bestätigt auch die Ergebnisse früherer wissenschaftlicher Studien aus aller Welt (eine Zusammenfassung davon finden Sie hier). Unterdessen wurden in kalifornischen Obstplantagen Studien zum Saftfluss durchgeführt, die das gleiche Verhalten beobachten – die Ergebnisse werden Ende 2019 veröffentlicht.

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

• Kann Wasser leichter aufnehmen.
• Erholen Sie sich gegen Abend besser.
• Sind weniger gestresst.
• Wachsen Sie vegetativ.

Der in Hilversum ansässige Experte Raymond Lescrauwaet arbeitet seit vielen Jahren mit dem Aqua4D-System: „Mir ist klar geworden, dass diese innovative Technologie für Spitzenanbauer von Pflanzen und Gemüse einen großen Mehrwert bieten kann.“ Er fügt hinzu, dass das Potenzial von Agriculture 4.0 durch die Kombination dieser Technologien enorm ist: „Durch die Überwachung des Anbaus mit 2Grow-Pflanzensensoren können die Erzeuger die Vorteile von Aqua4D in Bezug auf Qualität und Ertrag maximieren. Aqua4D ist der Unterschied zwischen guten und schlechten Reifen für ein Auto, während 2Grow ein umfangreiches Dashboard zur Überwachung aller Parameter bietet.“

Olivier Begerem von 2Grow ist ebenso optimistisch hinsichtlich der Ergebnisse und der Möglichkeiten, die neue Agrartechnologien bieten: „Ohne Messungen wissen wir nicht, wie die Pflanze tatsächlich auf alle äußeren Bedingungen reagiert – das wollen wir mit Echtzeit-Feedback ändern. Tools wie diese werden in Zukunft nur noch an Bedeutung gewinnen, insbesondere wenn wir an autonome Gewächshäuser denken.“

Weitere Informationen:

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

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