Momenteel zijn vertical farms vooral nog in gebruik voor het telen van bladgroenten en kruiden in stedelijke omgevingen of ruige klimaten. Telers zijn echter voortdurend op zoek naar meer soorten om in vertical farms te telen. Dus ook tomaten. Signify deed vanaf april 2019 onderzoek naar het telen van tomaten in een daglichtloze omgeving en Jarno Mooren, plant specialist, deelt uit die drie jaar onderzoek vijf inzichten.
Signify deed in het Philips GrowWise Center een aantal langdurige onderzoeken naar hogedraad tomaten met als doel het bepalen van de optimale groeistrategie, het juiste lichtrecept en de best presterende tomatensoorten voor de daglichtloze teelt.
Voortborduren op eerdere proeven met tomaten
Om een doeltreffende indoor farm voor hogedraadteelt te bouwen, heeft Signify voortgeborduurd op jarenlange kennis en ervaring van telers in zowel kassen als vertical farms. Het afgelopen decennium is de tomatenproductie geoptimaliseerd met hightech automatisering en gegevensbeheer.
"Deze schat aan informatie kunnen we gebruiken en aanpassen om dezelfde visie en technologie toe te passen op een indoor farm", vertelt Jarno. Dezelfde constructie-, irrigatie- en teeltsystemen kunnen ingezet worden. Het is zelfs mogelijk om dezelfde soort hommels te gebruiken voor de bestuiving. "We moeten echter niet elk aspect van een kas zomaar overnemen, omdat er belangrijke verschillen zijn tussen een indoor farm en een conventionele kas."
De meest cruciale verschillen tussen een kas en een hogedraadsysteem voor een vertical farm, zijn waarschijnlijk dat een kas ventilatie gebruikt in plaats van actieve koeling en ontvochtiging en hoofdzakelijk zonlicht in plaats van alleen LED-belichting. Juist door de effecten van seizoensverschillen in temperatuur, luchtvochtigheid en licht uit te sluiten, kan de optimale groeiomgeving worden gecreëerd om het hele jaar door een uitstekend product te telen.
Klimaatoptimalisatie, de juiste soorten kiezen en groeirecepten bepalen
Signify heeft drie proeven gedaan. "Eerst wilden we leren van onze ervaringen met het telen van tomaten in kassen, door te zien welke lessen er te trekken waren uit klimaatomstandigheden en wat we konden hergebruiken en optimaliseren.
Ten tweede wilden we er zeker van zijn dat we de tomatensoorten teelden die het meest geschikt waren voor de daglichtloze teelt. Daarom plantten we 20 verschillende variëteiten.
Tot slot poogden we bij onze derde proef de ideale omstandigheden te creëren voor de 5 meest geschikte soorten, om zo het optimale groeirecept te vinden voor indoor teelt."
De klimaatcel werd uitgerust met Philips GreenPower LED toplighting linear en een enkele rij Philips GreenPower LED interlighting. "Deze combinatie van top- en interlighting is een bewezen oplossing voor gelijkmatige verticale en horizontale lichtverdeling binnen het gewas", aldus Jarno. Het Philip GrowWise Control Systeem wordt gebruikt om de juiste lichtniveaus te plannen tijdens alle groeifasen van de planten.
Hieronder deelt hij vijf inzichten die tot nu toe zij opgedaan in drie proeven:
Inzicht 1: het is cruciaal om de juiste balans te vinden tussen licht, temperatuur en opbrengst
Bij succesvolle teelt in een vertical farm draait alles om het vinden van de juiste balans tussen licht, temperatuur en opbrengst. Een hogere lichtintensiteit kan de opbrengst verhogen, maar dit gebeurt niet lineair. In het GrowWise Center kunnen we maar liefst 1200 µmol/s/m² bereiken, maar planten gebruiken al dat licht niet even efficiënt. Met het Philips GrowWise Control System kunnen we de lichtintensiteit aanpassen aan de behoefte van de plant en het optimale punt zoeken waar de meer opbrengst meer waard is dan de extra energie-input van zowel het licht als het klimaatsysteem. We concentreren ons dus niet alleen op maximale opbrengst, maar proberen een zo efficiënt mogelijk systeem te krijgen.
Om de plant in de juiste balans te krijgen tussen vegetatieve en generatieve groei, is het belangrijk om de temperatuur hierop aan te passen. Door de temperatuur te verhogen kunnen planten een generatievere groei bereiken. Maar als de temperatuur te hoog is, kan er juist te veel generatieve groei ontstaan. De planten besteden dan te veel energie aan de vruchten en de plant raakt als het ware overbelast. Dit zal in een later stadium zorgen voor een dip in de productie. Tomaten telen is een beetje als koorddansen: als een koorddanser gevaar loopt om naar links te vallen en te sterk corrigeert, kan hij juist naar rechts vallen. In een perfecte strategie zijn er slechts kleine aanpassingen nodig, zodat de planten zich evenwichtig blijven ontwikkelen. Zonder de wisselende invloeden van het buitenklimaat is dit ongetwijfeld een stuk eenvoudiger.
De proef hielp ons ook om meer inzicht te krijgen in de energieverdeling tussen de warmtebelasting van de LED's en het vocht dat de planten verdampen. Hiermee konden we verder kijken dan de optimale gebruiksefficiëntie van het licht en de efficiëntie van het systeem als geheel verbeteren.
Inzicht 2: zorg dat er een sterke businesscase is voor het telen van daglichtloze tomaten
Niet alle tomatensoorten zijn geschikt om te verbouwen in een vertical farm en niet alle soorten zijn financieel interessant voor deze vorm van hightech teelt. Sommige soorten zijn lastig te verbouwen in een conventioneel systeem, maar doen het misschien juist goed in een omgeving met minder kans op ziektes en een stabieler klimaat. In theorie kunnen de hoogste productiecijfers bereikt worden met grote tros- en vleestomaten, maar deze zijn zeker niet geschikt voor elke markt. Minder producerende cherry- en cocktailtomaten, of lastig te telen ‘coeur de boeufs’ zijn doorgaans echte smaakbommetjes en zien er mooi uit. Daardoor kunnen ze gretig aftrek vinden onder winkels in het luxe segment of koks in restaurants.
Inzicht 3: het telen van de juiste soorten kan de kosten voor verwerking en arbeid minimaliseren
In de proeven hebben we met succes meer dan 20 soorten cherry- en cocktailtomaten verbouwd om te bepalen welke variëteiten het beste presteren, het lekkerst smaken, het meest robuust zijn en die zeer weinig behandeling nodig hebben. Dit maakt ze ideaal voor vertical farmers die misschien niet veel ervaring hebben met het telen van een bepaalde soort tomaat, en de lagere arbeidskosten zullen de winstgevendheid van de city farm verhogen.
Inzicht 4: binnenteelt biedt eindeloze mogelijkheden om de plantengroei te sturen
Een belangrijk voordeel van indoor teelt is dat we de controle hebben over de groei van de plant. Met het juiste lichtspectrum, optimale lichtintensiteit, temperatuur en CO2-niveau kun je een uitstekende balans bereiken tussen vruchtzetting en vegetatieve plantgroei. Doordat we de controle hebben over al deze groeiparameters, kunnen we gewassen volledig optimaliseren voor zowel productie als smaak. Bovendien zijn de groeirecepten die we hebben ontwikkeld reproduceerbaar. Hierdoor ontstaat een consistente teeltomgeving die betrouwbare voorspellingen van de opbrengst mogelijk maakt. Dit geeft telers meer flexibiliteit en vertrouwen in hun productie, doordat ze hun opbrengst kunnen bijstellen om te voldoen aan de vraag van de markt. De juiste omgeving creëren maakt het bovendien ook mogelijk om bepaalde eigenschappen actief bij te sturen, zoals het suikergehalte, de zuurgraad, vitaminen en andere bestanddelen waarmee je kunt inspelen op bepaalde voorkeuren voor smaak en voedingswaarde.
Inzicht 5: tomaten kunnen nu ook worden geteeld in uitdagende markten
Een vertical farm bouwen in een gebied waar al veel kassen zijn, zou natuurlijk niet erg winstgevend zijn. Maar er zijn veel plaatsen waar lokaal verbouwde tomaten niet het hele jaar door verkrijgbaar zijn door het strenge klimaat of andere factoren. Een vertical farm in het Midden-Oosten is ontzettend logisch: er kan veel water worden bespaard, en de korte afstand tot de klant betekent dat het product supervers en van hoge kwaliteit kan zijn. Onze proeven tonen aan dat het mogelijk is het hele jaar door verse, smaakvolle tomaten te telen in een indoor, klimaat-gestuurde faciliteit, zonder het gebruik van pesticiden.
Blauwdruk voor hogedraadtomaten in een vertical farm
Op basis van de resultaten van de proeven heeft Signify nu een blauwdruk voor het kweken van heerlijk smakende hogedraadtomaten in een vertical farm met een volledig beheersbare omgeving. Dat biedt nieuwe mogelijkheden om het jaarrond verse tomaten te telen in extreem hete of koude klimaten. "We kunnen telers advies geven over het opstellen van hun systeem en hoe ze de juiste variëteit kunnen kiezen die het beste past bij hun klanten en markt. Nu we de basismeting van het onderzoek in handen hebben, kunnen we ons gaan richten op proeven voor specifieke concepten en markten."