Vertical farming: onderzoek toont potentie aan

Van het vakblad Onder Glas verscheen het nieuwe themanummer Verticaal & Autonoom Telen. Hierin worden verschillende onderzoeken gedeeld over de ontwikkelingen in vertical farming. Qua gewassen ligt de focus vooral op aardbeien, sla, basilicum, tomaten en komkommers. Waardecreatie en energiebesparing zijn ook een centraal thema voor een succesvolle teelt in vertical farms.

Aarbeien: in de teeltcel zijn productie en vruchtkwaliteit al acceptabel

In het project ‘Taking vertical farming to higher levels’ is aardbeienteelt onderzocht in een volledig geconditioneerde enkellaagse klimaatcel. Het project moet bijdragen aan een gezonde voedselvoorziening in een snel veranderende wereld. In de aardbeienteelt is onderscheid gemaakt tussen de teelt van doordragers en juni dragers. Doordragers werden onder warmere omstandigheden geteeld om zo min mogelijk energie te steken in koeling. Voor de teelt van junidragers werd geteeld voor optimale productie en kwaliteit. Laura Bautista, teamleider vertical farming bij Delphy Improvement Centre in Bleiswijk zegt dat het logisch is dat we in Nederland (nog) geen indoor bedrijven hebben die aardbeien telen. “We hebben onvoldoende kennis over de bijbehorende teelstrategie”. Maar daarnaast kan vertical farming nog niet financieel concurreren met de gangbare teelt. “Het grootste struikelblok is de energie-input. Voor een hoge productie en goede kwaliteit vruchten zul je flink moeten koelen”. Maar, als met een goede controle van het vertical farming teeltsysteem, zou je waar ook ter wereld, ongeacht de buitenomstandigheden, op grote schaal groente kunnen telen. Zo zou de groeiende wereldbevolking gevoed kunnen worden, ongeacht zaken als klimaatverandering, bodemziekten of een tekort aan zoet water.

Sla: betere lichtbenutting sleutel tot hogere opbrengst

Betere lichtbenutting in vertical farming is de sleutel tot een hogere opbrengst in slateelt. In een serie proeven onderzoekt Wageningen Universiteit & Research de grenzen omtrent de productie: theoretisch gezien is 700 kilo per m2 te bereiken. Vertical farms kosten veel energie door de belichting. Daarom moet lichtbenuttingsefficiëntie (LUE) verbeterd worden. Er zijn vier manieren om de lichtbenutting te verbeteren:

1. Ten eerste kan de lichtonderschepping verbeterd worden. Veel licht valt namelijk niet op de planten, maar ernaast zoals op de vloeren, paden en wanden. Vooral bij jonge planten is het lichtverlies groot. Door een dynamische plandichtheid kan dit opgelost worden, want dan plant je de slaplanten dicht op elkaar als ze nog klein zijn en geef je ze meer ruimte als ze groter worden.
2. Ten tweede kan de lichtdistributie verbeterd worden door niet alléén licht van bovenaf te geven, dan raakt de toplaag van het gewas namelijk verzadigd terwijl de onderste bladen meer licht kunnen gebruiken. Bij gedeeltelijke belichting van onderaf werd de LUE verbeterd.
3. Als derde kan de fotosynthese verbeterd worden door plantkundig onderzoek.
4. Tot slotte, kan de LUE verbeterd worden als zoveel mogelijk assimilaten naar het oogstbare product worden gestuurd. Bij sla, momenteel het dominante product in vertical farming, gaat het om het bovengrondse deel, dan is een klein wortelstelsel beter. Naarmate meer vruchtgroente geteeld worden de hoeveelheid assimilaten naar het oogstbare product belangrijker.

Daarnaast is uit de onderzoeken gebleken dat verrood licht ook een effect heeft op de LUE. Toevoegen van verrood kan LUE verbeteren doordat ten eerste de bladeren meer strekken, daardoor is er meer lichtonderschepping. Ten tweede kan daarmee LUE verbeterd worden omdat fotosynthese beter verloopt onder verrood licht. Ook dynamisch belichten kan nuttig zijn in het verhogen van de opbrengst door het verbeteren van LUE.

Tomaat: ideale tomaat voor vertical farm is ook voor kasteelt aantrekkelijk

Leo Marcelis van Wageningen Universiteit werkt aan het veredelen van de ideale tomaat voor vertical farms. Deze tomaat is totaal aders dan de huidige rassen, maar toch heel aantrekkelijk voor kasteelt.

Voor vertical farming wordt ingezet op een eenmalig oogstbare dwergtomaat met vruchten die allemaal tegelijk rijp zijn èn een beperkt aantal trossen hebben. De bestaande rassen zijn vaak niet geschikt voor vertical farms, omdat de hogedraadteelt vaak niet past in het huidige teeltsysteem. Een tomaat met goede kwaliteit, die compact is en optimale assimilatenverdeling waarbij zoveel mogelijk suikers naar de vruchten gaan, is een vereiste voor een tomtenras in vertical farms. Een ras voor vertical farms hoeft minder weerbaar te zijn tegen ziektes, omdat de ziektedruk laag is. Daarnaast zijn er weinig eisen aan het wortelstelsel omdat het gewas maar een korte tijd mee gaat. Je streeft naar een snelle groei, waarin het gewas zichzelf kan uitputten met maximaal veel assimilaten naar de vruchten omdat het een eenmalige oogst is. Dit is heel belangrijk, Leo Marcelis zet namelijk zelf een goede kwaliteit op de eerste plaats: “Productie in een vertical farm is relatief duur. Je moet daarom een premium product leveren dat veel opbrengt. Die kwaliteit kun je wel sturen met teeltomstandigheden, maar het ras helpt zeker mee” zegt hij.

Lastige punten voor de veredelaars zijn belichting en lichtintensiteit. Verdelingsprocessen duren lang, terwijl de ontwikkeling in LED’s snel gaan, net als de ontwikkelen in lichtintensiteit. Eerst was het de tendens om het lichtniveau op te schroeven, maar wellicht remt de ontwikkeling van de energieprijzen de gang naar hogeren lichtniveaus. Het is dus als veredelaar moeilijk om te weten waarop je moet mikken.

Toch zijn de kwaliteiten van de veredelde tomaat, die automatische oogst mogelijk maken, ook belangrijk voor de teelt in de huidige kassen. Met deze veredelde tomaten is nauwelijks arbeid nodig: dieven, indraaien, bladplukken en laten zakken zijn dan verleden tijd. Daarnaast is een eenmalige automatische oogst is niet zo ingewikkeld, dat lukt bij druiven en bessen ook.