Krachtenbundeling versnelt technische innovatie in plantengroeikasten

Het simuleren van extremere kweekcondities vereist plantengroeikasten die in de breedte veel presteren, zoals extreem hoge lichtintensiteiten, temperaturen, relatieve vochtigheden en CO2-gehalten, dan standaardkasten, waarbij omgevingsparameters beheersbaar blijven. Een typisch voorbeeld hiervan is onderzoek op het grensvlak van klimaat en plantenwetenschappen naar de kweek van nieuwe droogteresistente gewassen onder de felle Spaanse zon. Gezien de groeiende vraag naar dit soort geavanceerde apparatuur gaan Bronson Climate en Snijders Labs nu een samenwerking aan om de productie van plantengroeikasten in het midden- tot high-endsegment op te kunnen schalen. Waar productiesnelheid en R&D samenkomen, kan er sneller worden geleverd en geïnnoveerd, stellen beide partijen. Goed nieuws voor plantenwetenschappers die de gevolgen van klimaatverandering op plantengroei onder realistische en beheersbare condities willen kunnen onderzoeken.

Klimaatonderzoek vraagt om maatwerk

Plantengroeikasten gebaseerd op decennia-oude standaardtechnologie voldoen vaak niet meer. Onderzoekers zoeken daarom partners die meedenken in experimentele opstellingen en maatwerkoplossingen ontwikkelen. Dat zit zo. Deze markt wordt gedomineerd door producenten die elkaar op prijs beconcurreren; de massa regeert. Klimaatonderzoek is voor deze zeker belangrijk, maar ze zullen niet snel overgaan op de productie van kasten met geavanceerde specs. Dit is voor hen een niche, waar veel R&D in gaat zitten, en die daarom producttechnisch minder interessant is.

“Hier geldt de wet van de grote getallen”, stelt Pieter Snijders, directeur van Snijders Labs. “Dat is gewoon: stekker erin, plug & play. Prima voor standaardonderzoek, maar door klimaatverandering verschuift de focus in onderzoek, en zijn de onderzoeken lang niet altijd meer zo gestandaardiseerd.”

Arno Wouters, commercieel directeur bij Bronson Incubator Service, knikt: “Zo’n standaardkast is prima voor het opkweken van drie lagen Arabidopsis, de populaire modelplant ‘zandraket’, maar kan niet opschalen naar bijvoorbeeld woestijncondities met hoge lichtintensiteiten, UV-waarden en een lage luchtvochtigheid.” Rob Hoogenboom, technisch commercieel directeur bij Bronson Climate, geeft een technisch voorbeeld. “Stel, je wilt maïs opkweken voor dat soort klimaten, dan ga je naar de 1000 micromol of naar de 1500 micromol. Dan vallen er ineens heel veel aanbieders af, omdat dit met hun kasten niet mogelijk is. Laat staan als je een stap verder wilt gaan.”

Extreme groeicondities reproduceren

Onderzoek naar bijvoorbeeld droogtebestendige gewassen voor een opwarmend klimaat vraagt om kasten die extremere klimaatcondities representatief en reproduceerbaar kunnen nabootsen. Dat betekent dat ze heel dicht op de real-life-situatie moeten zitten. “Onze plantengroeikasten zijn meer dan een stabiele omgeving; ze bieden een volledig programmeerbaar groeiscenario”, haakt Hoogenboom in. “Met onze besturingssoftware vertaal je onderzoeksvragen direct naar een reproduceerbaar klimaatprotocol, van eenvoudige dag-nachtcycli tot seizoenssimulaties met extreem hoge resolutie. Voor langere experimenten zet je dit moeiteloos om naar een weekprogramma met 7×24 stappen. Daarmee programmeer je complexe, realistische dagcycli met variaties per dag. Is dat nog niet verfijnd genoeg? Dan gaan we een stap verder. Via TSV-import of OPC-communicatie kan de kast per minuut schakelen. Zo laad je een compleet seizoen in, van zonsopkomst- en zonsondergangcurves tot weers- en lichtvariaties, met een schaal die je normaal alleen in dataplatformen ziet.”

Grensverleggende plantenstudies

Het is dit soort technologie waarmee wetenschappers op het vlak van klimaat- en plantenonderzoek hun grenzen kunnen verleggen. Dat lukt niet in kasten die bedoeld zijn om ‘begonia’s in op te kweken’. Dit soort geavanceerde studies vereist innovatieve apparatuur met alles erop en eraan. Dus ook softwarematig.

Hoogenboom: “Laat ik dit erover zeggen: met name die nieuwe generatie onderzoekers verwacht meer van een plantengroeikast dan zo’n model met standaardtechnologie. Die niet eens veel anders is dan dertig jaar geleden. Ik chargeer wellicht wat, maar er zijn echt fabrikanten die net zo bouwen als in 1990.”

Snijders haakt in: “Rob heeft helemaal gelijk. Die jonge onderzoeker verwacht moderne software, met alle functionaliteiten die je van je smartphone kent, wil mooie grafiekjes uit kunnen draaien en zit niet te wachten op een doos die maar één ding kan: ‘namelijk aan en uit’ en die direct tegen zijn grenzen aanloopt.”

Eigen serviceafdeling

Deze nieuwe generatie onderzoekers wil bovendien sparren met kennispartners om samen te werken aan uitdagende klimaatvraagstukken. Dat vraagt om een partner die meedenkt in onderzoeksopstellingen, investeert in R&D en buiten de standaardoplossing kan denken. En dat niet alleen. Ook de continuïteit van dit soort langlopende onderzoeken moet gegarandeerd zijn.

Snijders: “En wat denk je van het serviceverhaal? Dat is een heel belangrijk ding geworden. Service op locatie bedoel ik dan. Daarmee is het vaak droevig gesteld. Soms kun je maar beter een nieuwe kopen. Ik hoor verhalen dat ze geen monteur sturen en je het apparaat zelf op een pallet moet hijsen en op moet sturen. Waarom? Omdat distributeurs vaak geen eigen serviceafdeling hebben; ze zijn afhankelijk van een andere partij.”

Snijders vervolgt: “Wat dat betreft blijft goedkoop duurkoop. Als wij een storing doorkrijgen of een probleem, dan sturen we gewoon een monteur die kant op. En dan proberen we het op locatie te repareren. Voor de klant ook een stuk fijner, denk ik.” Wouters knikt: “Bij ons precies zo, ook daarin vinden we elkaar. Bovendien is de nieuwe high-end generatie plantengroeikasten met een onlineverbinding door ons benaderbaar. Op deze manier kunnen we, uiteraard met vooraf toestemming van de gebruiker, op afstand inloggen en negen van de tien storingen snel oplossen of de gebruiker ondersteunen.”

Representatieve gewasproeven

Kortom, wie stappen wil zetten in klimaatonderzoek, zoekt een technische partner die buiten de gebaande paden denkt. “Pas als je met je plantengroeikast naar de 1000 micromol of hoger kunt gaan, in staat bent om bijvoorbeeld overdag met hoge temperaturen te werken in combinatie met een nachtvorstsimulatie, hoge of lage rv’s en op CO2 te sturen, kun je je onderzoek naar gewasgroei in zeg het steeds droger wordende Zuid-Spanje professioneel uitvoeren. Je gaat dingen zien die je nooit eerder zag, omdat je onder veel extremere condities kunt werken,” weet Wouters. “We kunnen daarbij niet alleen in theorie, maar ook in de praktijk tot de hoogste intensiteit gaan die op aarde meetbaar is. Dat is zo’n 2300 micromol. Voor je beeldvorming: dat is een factor 10 hoger dan een standaardkast. Dan zit je echt helemaal in het topsegment. Wil je het telen van gewassen onder de extreemste condities onderzoeken, dan moet je wel kasten hebben die dat kunnen nabootsen. Dat bereik je niet door 10 keer zo lang je planten op 250 micromol te zetten.”

Dat laatste is bepaald niet representatief voor de praktijk in het veld. “Data extrapoleren omdat je de juiste condities niet nabootst, is altijd maar afwachten met planten. De realiteit is echt anders. Arabidopsis is in een paar minuten dood als je er een Death Valley-klimaat op zet.”

Synergie in plantengroeikasten

Snijders Labs en Bronson Climate zitten weliswaar beide in de markt voor plantengroeikasten, maar dat bijt elkaar niet. Het is juist synergie, stellen ze, omdat Snijders meer in het midden- en Bronson meer in het topsegment zit. “Samenwerking is de moderne manier van flexibel opereren”, reageert Snijders. “Kijk naar de automotivemarkt. Wie doet het nog alleen? Wij als Snijders zijn sterker in de grotere volumes, Bronson is sterker in de R&D. Samen kunnen we de professionele markt van het midden- tot het topsegment bedienen.”

Snijders vervolgt: “Natuurlijk investeer je meer als je voor een kast kiest die twee keer zo goed presteert als de middenmoot, maar als je daarmee wél dat onderzoek kunt doen, je veel flexibeler in je onderzoek wordt, en er wel 8 tot 10 jaar mee vooruit kunt, dan kun je dat prima uitleggen aan de inkoopafdeling.” Pauzeert kort: “Wil je professionaliseren, zit je niet in het standaardonderzoek, en wil je naar de geavanceerde simulaties, dan kom je bij ons terecht.”

Van standaard tot tailormade plantenonderzoek

De partijen willen zich in dit kader nadrukkelijk presenteren als kennispartner. Immers, bij een complexe onderzoeksvraag past geen standaardoplossing. Hier komt een hoop expertise om de hoek kijken en ervaring met geavanceerd plantenonderzoek. Wat werkt wel en wat niet? Is er maatwerk vereist? En zo ja, in welke mate? En past dat binnen het budget? En wat gaat die investering opleveren? Het gaat er bij klimaatonderzoek volgens Hoogenboom om kennis te delen. Zo kun je samen met onderzoekers tot een passende oplossing komen. Dat kan gaan van een bijna standaardoplossing tot de ‘sky is the limit’.

“Niet iedereen heeft behoefte aan een kast die realtime fotosynthesemetingen doet, met alle analyses, de software en alles erop en eraan. Met dag- en nachtritme, inclusief nachtvorstsimulatie. Maar we kunnen het. Net wat nodig is. Van standaard plus tot tailormade. Wil je dat je onderzoek reproduceerbaar is, zodat je plantjes in veldproeven niet doodgaan bij de eerste en beste nachtvorst? Wil je meer warmte inbrengen en meer licht en toch je RV onder controle houden, wat technisch gezien de grootste uitdaging wordt. Je wilt toch geen druppelende kast met schimmelvorming? Je wilt toch de simulatie waar jouw onderzoek om vraagt onder controle hebben? Dan moet je bij ons zijn. En dat inclusief een stuk automatisering, dat steeds belangrijker wordt. Dat kunnen we door deze samenwerking eenvoudiger realiseren en met snellere levertijden.”