Kas van straks

Nieuwe technieken maken de glastuinbouw productiever én groener

Er schijnt blauw en rood licht, een ingenieus klimaatsysteem berekent de temperatuur van elke afzonderlijke plant en tak, en een computer geeft de tuinder advies over het bijknippen van bladeren. Welkom in de kas van de toekomst.

Tekst: Dennis Rijnvis

Waarom groeit de ene roos in een kas veel sneller dan de andere? En waarom schimmelt de ene paprika wel en de andere niet? Met dit soort raadsels krijgen tuinders vaak te maken. Sommige planten blijven op onverklaarbare wijze veel te klein. Of ze worden ziek. En dat terwijl de telers het klimaat zo goed mogelijk regelen en hun andere planten zich wel op een goede  manier ontwikkelen.

Idealiter kan een computer straks klimaatverschillen binnen de kas tijdig opmerken en nog oplossen ook (beeld: Gerard-Jan Vlekke).

‘Dit kan heel frustrerend zijn’, zo weet Leo Marcelis, hoogleraar tuinbouw aan Wageningen University. ‘Telers lopen een deel van hun oogst mis en weten niet hoe dat komt.’ Als het aan hem ligt, komt daar snel verandering in.

Boven is het warm

Marcelis ontdekte dat er flinke klimaat-verschillen kunnen optreden in een kas. Een blad dat bovenin een kas aan een  rozen- of een tomatenplant groeit, is soms  wel twee of drie graden warmer dan een blad onderin de kas. ‘Dat komt doordat de bladeren bovenin direct licht ontvangen van de zon of van een lamp.’ De planten  onderin groeien in de schaduw van het  bladerdak. Daardoor zijn ze koeler. Dat kan vervelende gevolgen hebben. ‘Soms wordt het onderin een kas niet warm of licht  genoeg voor planten. Ze groeien dan niet goed.’ En dat hebben de tuinders niet altijd in de gaten. Nu houden ze bijvoorbeeld de temperatuur alleen in de gaten met sen- soren boven de planten. De klimaat- verschillen zorgen ook regelmatig voor ziektes. In bladeren vindt de verdamping plaats van water dat de wortels hebben opgenomen. Op plekken met veel loof wordt de lucht soms zo vochtig dat het  er een paradijs voor schimmels is.
Samen met zijn collega’s werkt Marcelis nu aan een computermodel dat het klimaat in kassen driedimensionaal kan weergeven, zodat tuinders in één oogopslag kunnen zien waar in hun kas planten te koud, te warm of te nat zijn. Als je het klimaat rond iedere plant, bloem of vrucht kent, zegt Marcelis, snap je beter waarom bepaalde rozen of tomaten minder goed groeien. En hoe je dat kunt veranderen. ‘Je hoeft dan veel minder vruchten en bloemen weg te gooien. Ook bespaar je energie, doordat je nauwkeuriger meet.’

Vind het probleem

Iedere plant zijn eigen sensor geven voor temperatuur- en vochtmetingen? Dat is volgens Marcelis te duur en te omslachtig. Hij hoopt computers te leren hoe ze het  klimaat tussen verschillende planten zo nauwkeurig mogelijk kunnen voorspellen met behulp van slechts een paar strategisch geplaatste sensoren. ‘De computer zou een simulatie kunnen maken op basis van  bijvoorbeeld de dikte van het bladerdak, diverse temperatuur- en vocht metingen  en het aanwezige zonlicht op bepaalde plekken. Je hoeft dan als tuinder niet zelf constant al je planten te checken. Daar is geen beginnen aan.’

Misschien krijgen tuinders in de toekomst zelfs aanwijzingen van zo’n systeem. ‘De computer zou kunnen adviseren om op  bepaalde plekken bladeren af te snijden om zo schimmels tegen te gaan, of om de groei te bevorderen.’ In sommige gevallen zou het systeem zelf kunnen ingrijpen. Marcelis stelt zich voor hoe de computer kwetsbare planten koelt, opwarmt of bij- licht. ‘Uiteindelijk wil je elke factor in de groei van planten apart kunnen sturen.’ Nu is dat nog lastig. Als tuinders de lampen in hun kassen feller zetten, verhogen ze  automatisch ook de temperatuur. Dat is  bij het kweken van bloemen en vruchten verre van ideaal. ‘Neem een roos. Die groeit beter bij veel licht. Maar als je zo’n bloem in een traditionele kas meer licht geeft, wordt hij ook warmer.’ En dat is weer niet goed. Want bij hoge temperaturen blijven rozen kleiner.

Geef een plant rood licht en hij schiet de hoogte in. Handig, zo groeien vruchten of bloemen snel.

Wel licht, niet warm

De kassen van de toekomst zullen volgens Marcelis daarom aparte systemen voor warmte en licht hebben. Waarschijnlijk zullen buizen met warm of koud water de temperatuur gaan beïnvloeden. Ledlampen zorgen voor de verlichting. ‘Die geven  veel minder warmte af dan traditionele lampen. Daardoor kun je planten meer licht geven zonder dat je ze oververhit.’ Spelen met licht geeft je meer controle over de smaak en houdbaarheid van  producten. ‘Als je bijvoorbeeld een krop sla in een kas extra licht geeft tijdens de groei, krijgen de bladeren een bijzonder hoog vitamine-C-gehalte. De sla blijft door die vitamines ook langer houdbaar.’ Maar het grootste voordeel van ledlampen is het ‘disco-effect’.  Met één druk op de knop kun je de kleur aanpassen: van geel naar rood of zelfs blauw. Waarom dat handig is? Diverse soorten lichtgevoelige cellen, de fotoreceptoren, sturen de groei van planten. Sommige van die cellen reageren bijzonder sterk op licht van een bepaalde kleur. ‘Als je  planten bijvoorbeeld stimuleert met rood licht, dan schieten ze vooral de hoogte in. Bij veel planten is dit handig, omdat er dan snel veel vruchten of bloemen aan groeien.’ Met ledlicht kun je volgens Marcelis bovendien veel energie besparen, tot wel vijftig procent. ‘Voor zowel het klimaat als voor de portemonnee van de tuinder zijn deze ledlampen op de lange termijn dus  beter dan de oude lampen.’

Schermpje ervoor

En nog een voordeel: ledlicht kan lichtvervuiling flink terugdringen. Toen Duitse onder zoekers vorig jaar lichtmetingen deden op diverse plekken in de wereld, kwamen ze tot de conclusie dat de Nederlandse  gemeente Schipluiden ’s nachts de meest verlichte plek op aarde is, vanwege de vele kassen daar. Momenteel kunnen tuinders het licht van hun kaslampen niet blokkeren door schermen voor het glas te schuiven. De traditionele lampen geven daarvoor te veel warmte af. ‘Als je de ramen afschermt, blijft die warmte hangen. De planten worden dan te heet.’ Doordat ledlampen weinig warmte afgeven, kun je in de toekomst wél schermen gebruiken.

Hoe lang duurt het nog voordat Marcelis’ kas van de toekomst er is, met al zijn slimme  computers, ledlampen, gekleurd licht en lichtafscherming? Niet zo heel lang, denkt  hij. ‘De technieken zijn al volop getest. Het  zal een kwestie van jaren worden, niet van decennia.’

Telen op Mars

Als er ooit mensen naar Mars reizen, dan zullen ze daar niet zonder kennis uit de glastuin­bouw kunnen. Naast onder­zoeker aan de Wageningen University is Leo Marcelis  ook adviseur voor telen in de ruimte. Hij adviseerde bij­voorbeeld Mars One, een club die een bemande basis op de planeet wil beginnen.

Vrouw in astronautenpak bij kweekopstelling

‘Als je daar plantaardig voedsel wilt verbouwen, dan kun je dat onmogelijk buiten doen’, legt hij uit. ‘Het is er veel te koud.  Je zult dus moeten telen in een afgesloten omgeving. Waar­schijnlijk niet in een kas aan het oppervlak van de planeet, daar is te veel ruimtestraling. Je zult een bunker moeten graven of een grot gebruiken.’ In zo’n omgeving komen veel technieken uit de glastuinbouw van pas. ‘Je hebt lampen nodig, een systeem dat temperatuur en luchtvochtigheid regelt en misschien ook wel computers die het klimaat analyseren. Allemaal zaken waarmee wij ook bezig zijn in ons onder­zoek naar tuinbouw op aarde.’

De geschiedenis van de kas

(credits: Spaarnestad Photo/HH)

  • De eerste kassen werden mogelijk rond het jaar 14 na Christus aangelegd in het Romeinse Rijk. Keizer Tiberius zou dagelijks zogeheten Armeense komkommers hebben gegeten. In Rome was het te koud om die in de winter te kweken. De tuinmannen van Tiberius lieten de planten daarom groeien in huisjes met een doorzichtig dak, waar de zon doorheen kon schijnen.
  • De eerste beschrijvingen van verwarmde kassen komen uit boeken van een koninklijke tuinman uit Korea. Omstreeks 1450 kweekten leden van de Joseondynastie onder meer kleine sinaasappelbomen in kassen. Een oven onder de vloer diende als verwarming.
  • In de zeventiende eeuw deden de eerste kassen hun intrede in Nederland. In de botanische tuinen van Leiden verrezen kassen voor het kweken van tropische planten. In de negentiende eeuw kwam de glastuinbouw in het Westland op gang. Aanvankelijk werden er voornamelijk druiven verbouwd voor de export naar Engeland.
  • Na de Tweede Wereldoorlog kregen de druiven­telers veel concurrentie uit Italië, Frankrijk en Spanje. Veel tuinders schakelden toen over op bloemen en andere vruchten, zoals tomaten en komkommers.

(Beeld: Gerard-Jan Vlekke, George Frey/Getty Images, Wageningen University & Research, Spaarnestad Photo/HH)

Download


Screenshot magazine-artikel. Klik en download het volledige artikel (pdf)