Eerste microkosmos voor binnenteelt en extreme omgevingen
Teelt in microkosmossen
Het ENEA, het Italiaans agentschap voor nieuwe technologie energie en duurzame, economische ontwikkeling, is erin geslaagd om de de eerste microkosmos voor binnenshuis kweken en kweken in extreme omgevingen gerealiseerd en gepatenteerd. Het gaat om een Hi Tech simulator die de teelt van planten mogelijk maakt in omgevingen die meestal niet geschikt zijn voor de groei van gewassen, zoals luchthavens, metro's, winkelcentra, maar ook extreme omgevingen, zoals palen, woestijngebieden of in gebied van ruimtemissies.
Dit innovatieve systeem voor slimme landbouw, ontwikkeld in samenwerking met Gruppo FOS, onderscheidt zich door kassen en gemeenschappelijke groeicellen voor verschillende factoren. Er wordt gebruik gemaakt van een sensornetwerk voor de controle van omgevingsparameters die de groei, ontwikkeling en reproductie van planten beïnvloeden, en van een LED-precisieverlichtingssysteem, dat in staat is om plant te voorzien van een verlichting van precisie, dat wil zeggen, via geselecteerde golflengten in plaats van het hele zonnespectrum.
Luigi d'Aquino in het laboratorium ENEA in Portici
"De belangrijkste innovatie wordt vertegenwoordigd door twee verschillende kamers waardoor er een zogeheten dubbel stadium ontstaat. Het gaat in de eerste plaats om een hypogeumkamer die is bedoeld voor het kweken van het wortelstelsel en de rizosfeer van de plant. Dat is het geheel van de organismen die leven in de zone van de substraat waarin de wortels groeien. De andere kamer van het dubbel stadium is de epigeale kamer, waar de bovenkant en de fyllosfeer van de planten worden gekweekt, dat is het geheel van de organismen die in zijn luchtomgeving leven", legt laborant Luigi d'Aquino uit.
Hoewel ze onafhankelijk zijn en autonoom worden beheerd op het niveau van milieuparameters, communiceren de twee kamers echter, net als in de natuur, dankzij de gasuitwisseling die plaatsvindt via de substraat van de groei van de wortels.
"Op dit moment experimenteren we met de doeltreffendheid van de microkosmos in combinatie met precisieverlichting. We hebben basilicumplanten van dezelfde variëteit voor dezelfde periode geplant en gekweekt, sommige in een laboratoriumpot, een typisch ongastvrije omgeving voor planten, anderen in een microkosmos onder wit licht en weer anderen in een andere microkosmos onder precisie LED-lampjes met de kleuren blauw en rood. Na ongeveer een maand zijn de planten in de microkosmos met wit licht veel meer gegroeid, maar die in de microkosmos met precisielicht hebben een biomassa ontwikkeld die tientallen malen hoger is", zegt d'Aquino.
Ecosystemen die de natuur kunnen nabootsen
De microkosmossen zijn echte ecosystemen en kunnen in een laboratorium nabootsen wat er gebeurd in de natuur. Ook als er omgevingscondities worden opgelegd, bijvoorbeeld parasieten, die in staat zijn om de plantfuncties te verstoren.
De microkosmossen zijn bedacht en gerealiseerd als onderdeel van de activiteiten van het openbaar, privaat laboratorium TRIPODE en worden momenteel verder ontwikkeld in het kader van het ISAAC-project (innovatief verlichtingssysteem voor plantenveredeling in gesloten omgevingen om het welzijn van de mens te verbeteren). Het project wordt mede gefinancierd door het Ministerie van Economische ontwikkeling.
"Naast de ontwikkeling van microkosmossen streven we er ook naar om binnen drie jaar naar een innovatief verlichtingssysteem dat niet alleen binnen en in extreme omgevingen planten kan kweken, ontwikkelen en effectief reproduceren, maar ook een adequaat welzijn van de mens kan ondersteunen. Op deze manier zullen we overgaan van een TRL 4 (Technology Readiness Level) naar een TRL 7, dat wil zeggen we gaan over van laboratoriumprototypes naar prototypes van praktische toepassing voor algemeen gebruik", zegt d'Aquino.
Toepassingen op praktisch gebied
"Ons patent kan de technologische basis zijn voor het ontwikkelen van prototypes die van belang kunnen zijn voor onderzoekslaboratoria die actief zijn in verschillende gebieden van de biologie zoals plantenfysiologie, pathologie en plantenparasitologie. Daarnaast kan het ook prima fungeren als basis voor het ontwikkelen van prototypen die nuttig zijn voor het verspreiden van de teelt van planten in onconventionele omgevingen met een uitstekend markt- en commercieel potentieel. In het kader hiervan zijn we samen met onze industriële partners in gesprek over het opstarten van een spin-off", zegt d'Aquino.