Eerste stap cijfermatige reactie van planten op omgeving

Onderzoeker Olivier Pieters werkt bij het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek en de Universiteit Gent. Als eerste in de plantwetenschappen is hij erin geslaagd het physical reservoir computing-raamwerk uit de computerwetenschappen toe te passen op planten, waardoor je met hun gedrag en hun omgeving aan het rekenen, simuleren en voorspellen kan.

De methode staat nog in de kinderschoenen, maar dankzij de ontwikkeling van een geschikt sensorplatform dat nu verder wordt uitgebouwd, openen zich snel nieuwe kansen. 'Zeker voor veredeling, maar op lange termijn ook voor precisielandbouw en gesloten productiesystemen zoals in de glastuinbouw, zijn heel wat toekomstige toepassingen te bedenken', zegt Pieters.

Complex systeem

Planten reageren op hun omgeving en passen zich aan om een bepaald doel te bereiken. Zo kan een plant zich bijvoorbeeld strekken voorbij een schaduwplek om zoveel mogelijk zon op zijn blaadjes te krijgen. Achterliggend treedt in de plant een complex systeem in werking, maar ondanks die complexiteit is zijn reactie op de situatie 'schaduw' redelijk voorspelbaar.

Die voorspelbaarheid biedt perspectieven om met plantengedrag te gaan 'rekenen'. Pieters zette bladdiktesensoren en camera's op aardbeiplanten en ontwikkelde een sensorplatform met bijbehorende hard- en software dat nauwkeurig genoeg was om de omgevingsvariabelen en plantkarakteristieken (bladdikte en bladverlenging) effectief op te meten.

Leeftijd en seizoen

Een plant reageert bijvoorbeeld niet altijd exact hetzelfde op een prikkel. Zijn gedrag varieert ook afhankelijk van andere factoren zoals leeftijd en seizoen. Planten veranderen regelmatig. Denk maar aan het ontluiken van de blaadjes in de lente en het verdorren in de herfst. Dat maakt het moeilijk.

Om die redenen deed Pieters enkel onderzoek met volgroeide planten, gedurende slechts één week. Met het nieuwe sensornetwerk lukte het hem van een gemeten plantenkenmerk, zoals bladdikte, terug te rekenen naar de (complexe) interactie tussen de plant en zijn omgeving, zoals lichtintensiteit en luchtvochtigheid.