NL2020007B1

NL2020007B1 - Werkwijze voor het telen of veredelen van een gewas, werkwijze voor het produceren van een gewasbeschermingsmiddel en werkwijze voor het aantonen van een ziekteverwekker in een drager, alsmede een gewasproductie-eenheid en gewasproductie-systeem daarvoor.

Info

Publication number: NL2020007B1
Application number: NL2020007A
Authority: NL
Inventors: Kers Martinus; Heijmans Klaas; Pieter Jacob Van Duijn Leendert
Original assignee: Plantlab Groep B V
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-08-27
Also published as: WO2018101829A3; NL2020007A; EP3547822A2; NL2017907B1; US11785899B2; EP3547822B1; US20190289799A1; WO2018101829A2

Abstract

Werkwijze voor het telen of veredelen van een gewas, werkwijze voor het produceren van een gewasbeschermingsmiddel en werkwijze voor het aantonen van een 5 ziekteverwekker in een drager, alsmede een gewasproductie-eenheid en gewasproductie-systeem daarvoor. Een gewasproductiesysteem omvat een aantal gewasproductie-eenheden (PPUl..4) die zijn gekoppeld aan een gewasbesturingscentrum (PRC). De gewasproductie-eenheden 10 zijn ingericht voor het uitvoeren van een werkwijze voor het telen en produceren van een gewas, waarbij alle klimatologische omgevingsfactoren en het lichtspectrum die in hun onderlinge samenhang de ontwikkeling van het gewas bepalen worden beheerst en gestuurd op basis van een teeltrecept (Rl..R2.2) dat van het gewasbesturingscentrum (PRC) kan worden betrokken. Ten behoeve van de productie en ontwikkeling van een 15 groeibevorderingsmiddel en/of gewasbeschermingsmiddel en ten behoeve van een verdeling van een plantenras worden een of meer planten van een gewas conform de werkwijze volgens de uitvinding althans nagenoeg exact gereproduceerd.

Description

Octrooicentrum

Θ 2020007

(2?) Aanvraagnummer: 2020007 (22) Aanvraag ingediend: 1 december 2017

Int. Cl.:

A01G 7/04 (2017.01) A01G 9/24 (2017.01) A01G

22/00 (2019.01)

(30) Voorrang:	0 Octrooihouder(s):
1 december 2016 NL 2017907	PLANTLAB GROEP B.V. te 's- Hertogenbosch.
0 Aanvraag ingeschreven:	0 Uitvinder(s):
8 juni 2018	Martinus Kers te 's-Hertogenbosch.
	Klaas Heijmans te 's-Hertogenbosch.
0 Aanvraag gepubliceerd:	Leendert Pieter Jacob van Duijn
19 juni 2018	te 's-Hertogenbosch.
0 Octrooi verleend:
27 augustus 2019	0 Gemachtigde:
	drs. A.A. Jilderda te Eindhoven.
0 Octrooischrift uitgegeven:
28 augustus 2019

54) Werkwijze voor het telen of veredelen van een gewas, werkwijze voor het produceren van een gewasbeschermingsmiddel en werkwijze voor het aantonen van een ziekteverwekker in een drager, alsmede een gewasproductie-eenheid en gewasproductie-systeem daarvoor.

© Een gewasproductiesysteem omvat een aantal gewasproductie-eenheden (PPUI..4) die zijn gekoppeld aan een gewasbesturingscentrum (PRC). De gewasproductie-eenheden zijn ingericht voor het uitvoeren van een werkwijze voor het telen en produceren van een gewas, waarbij alle klimatologische omgevingsfactoren en het lichtspectrum die in hun onderlinge samenhang de ontwikkeling van het gewas bepalen worden beheerst en gestuurd op basis van een teeltrecept (RI..R2.2) dat van het gewasbesturingscentrum (PRC) kan worden betrokken. Ten behoeve van de productie en ontwikkeling van een groeibevorderingsmiddel en/of gewasbeschermingsmiddel en ten behoeve van een verdeling van een plantenras worden één of meer planten van een gewas conform de werkwijze volgens de uitvinding althans nagenoeg exact gereproduceerd.

NL B1 2020007

Dit octrooi is verleend ongeacht het bijgevoegde resultaat van het onderzoek naar de stand van de techniek en schriftelijke opinie. Het octrooischrift komt overeen met de oorspronkelijk ingediende stukken.

Werkwijze voor het telen of veredelen van een gewas, werkwijze voor het produceren van een gewasbeschermingsmiddel en werkwijze voor het aantonen van een ziekteverwekker in een drager, alsmede een gewasproductie-eenheid en gewasproductie-systeem daarvoor.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het telen van een gewas, waarbij het gewas in een althans in hoofdzaak daglichtvrije, geconditioneerde teeltomgeving kunstmatig aan een aantal groeifactoren wordt onderworpen, welke groeifactoren ten minste omvatten een actinisch stralingspectrum waaraan het gewas wordt blootgesteld, een voeding en bevloeiing van het gewas alsmede een bladverdamping. Daarbij zij opgemerkt dat van een geconditioneerde teeltomgeving binnen het kader van de uitvinding sprake is indien een ruimtelijk klimaat daarin voor wat betreft althans de relatieve luchtvochtigheid en de omgevingstemperatuur, bij voorkeur tezamen met een kooldioxideconcentratie, binnen een aanvaardbare tolerantie onder controle zijn.

Een werkwijze van de in de aanhef bedoelde soort wordt gewoonlijk aangeduid als horticultuur. Horticultuur is het op commerciële basis op intensieve wijze telen van gewassen zoals (blad)groenten, fruit, bloemen, potplanten, bomen alsmede het ontwikkelen en produceren van bollen en zaden. Dit wordt gezien als de sleutel in het wereldwijde voedselvraagstuk dat zich met de almaar toenemende wereldbevolking steeds sterker doet gevoelen. Een specifieke plaats wordt daarbij van oudsher ingenomen door glastuinbouw, waarbij onder glas in een geheel of gedeeltelijk geconditioneerde omgeving een gewas tot ontwikkeling wordt gebracht. Externe klimaat-invloeden kunnen op deze wijze althans ten dele worden uitgeschakeld en hetzelfde geldt voor seizoenwisselingen.

Generaties lang zijn tuinbouwgrond (land) en overige locaties waar tuinbouw zou kunnen worden bedreven een schaars goed. Bovendien zijn dergelijke productiecentra slechts zelden nabij consumptiecentra zoals steden en andere dichtbevolkte gebieden gelegen. Daarom wordt gewoonlijk gestreefd naar een almaar hogere opbrengst per vierkante meter. Dit productierendement kan enerzijds worden verhoogd door per vierkante meter niet alleen meer kilogram opbrengst te genereren, maar tevens door de

-2nuttige, voedzame inhoud per kilogram product te verbeteren. Daarnaast is het productierendement gebaat bij een zo gering mogelijk verlies als gevolg van aantasting van het gewas door plantenziekten. In dit opzicht zijn gewasbeschermingsmiddelen, zoals insecticiden, herbiciden, fungiciden en andere biociden (pesticiden), naast gewasveredeling een niet meer weg te denken factor in hedendaagse grootschalige landen tuinbouw en van bijzonder groot belang.

Voor beide vormen van rendementsverbetering is er een behoefte om de samenstelling van een gewas op moleculair niveau te sturen. Enerzijds kan daardoor de nuttige inhoud per kilogram product worden verhoogd, anderzijds is het gewas daardoor goed reproduceerbaar waardoor proeven met nieuw te ontwikkelen gewassoorten en rassen alsmede met nieuw te ontwikkelen biociden op een genormeerde wijze uitvoerbaar zodat daardoor een sneller en betrouwbaarder testresultaat kan worden verkregen.

Een doel van de onderhavige uitvinding is daarom onder meer om te voorzien in een werkwijze voor het telen van een gewas en een daarvoor ingerichte teeltomgeving die dergelijke en andere rendementsverbeteringen mogelijk maken.

Om het beoogde doel te bereiken, heeft een werkwijze van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding als kenmerk dat het gewas gedurende een teeltperiode aan een vooraf bepaald teeltrecept wordt onderworpen dat een vooraf bepaalde verhouding aan water en droge stof in het gewas oplegt alsmede een voorafbepaalde verhouding tussen anorganische en organische bestanddelen in de droge stof bepaalt, waarbij het teeltrecept voor elk van de genoemde groeifactoren voorgeschreven groeiparameters omvat die de groeifactoren in een vooraf bepaalde onderlinge samenhang bepalen en de groeifactoren in de door het teeltrecept voorgeschreven onderlinge samenhang aan het gewas opleggen.

Aldus voorziet de uitvinding in een werkwijze waarmee anders dan op basis van genetica, teeltsubstraat of voeding, maar op basis van kunstmatig opgelegde klimaatfactoren een volledige sturing en bepaling van het gewas mogelijk is in termen

-3van een moleculaire uiteindelijke samenstelling daarvan. Die samenstelling is daardoor tevens van oogst tot oogst volledig reproduceerbaar, waarmee de uitvinding niet alleen voorziet in een sturing en eventuele optimalisatie op nuttige inhoud per kilogram opbrengst, maar tevens een standaard experimenteel platform verschaft waaraan een ontvankelijkheid voor plantenziekten en/of groeibevorderingsmiddelen kan worden getoetst.

Hierop kan met voordeel conform de uitvinding een plantenverdeling worden afgestemd voor de ontwikkeling van resistente plantensoorten en plantenrassen en/of de ontwikkeling van nieuwe bestrijdingsmiddelen en/of groeibevorderingsmiddelen. De uitvinding heeft dan ook tevens betrekking op een werkwijze voor het veredelen van een plantenras waarbij één of meer planten van een nieuw plantenras met de werkwijze volgens de uitvinding althans nagenoeg exact worden gereproduceerd.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het produceren van een gewasbeschermingsmiddel waarbij het gewasbeschermingsmiddel wordt getest op één of meer planten van een gewas die met de werkwijze volgens uitvinding althans nagenoeg exact werden gereproduceerd en zowel aan een ziekteverwekker als aan het gewasbeschermingsmiddel werden blootgesteld. Voor wat betreft de ziekteverwekker gaat het daarbij gewoonlijk om een schimmel, virus of bacteriologische infectie.

Door genetisch identieke planten, gebruikmakend van de werkwijze volgens de uitvinding, tevens fenotypisch te reproduceren, kan de effectiviteit van het gewasbeschermingsmiddel aldus bijzonder doeltreffend en efficiënt worden getest door de planten daarmee preventief te behandelen, alvorens aan de ziekteverwekker bloot te stellen, dan wel daarmee curatief te behandelen, nadat de planten aan de ziekteverwekker werden blootgesteld. Doordat steeds wordt uitgegaan van zowel in genetisch als fenotypisch opzicht althans nagenoeg identieke planten kan aldus een bijzonder betrouwbaar beeld worden verkregen van de effectiviteit van het middel, bijvoorbeeld bij uiteenlopende doseringen en toedieningsvormen en/of van verschillende middelen.

-4Daamaast heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het aantonen van een ziekteverwekker in een drager, in het bijzonder in zaad, waarbij één of meer voor de ziekteverwekker vatbare indicatorplanten met de werkwijze volgens de uitvinding worden gekweekt en aan althans een monster van de drager worden blootgesteld. Hierbij worden de indicatorplanten met de werkwijze volgens de ui hunding met voordeel op een zodanige wijze gekweekt dat deze, binnen hun genotype, fenotypisch uitzonderlijk vatbaar zijn voor de betreffende ziekteverwekker. Verrassend is gebleken dat een daarop gerichte sturing van de genoemde groeiparameters tot vaste-stof inhoud van het gewas leiden die een dergelijke uitzonderlijke vatbaarheid tot gevolg heeft. De aldus gekweekte planten lenen zich vervolgens bij uitstek als indicator voor de aanwezigheid van de ziekteverwekker.

De genoemde werkwijzen voor het veredelen van een gewas of voor het ontwikkelen van een gewasbeschermingsmiddel en/of indicatorplanten hebben allen als voordeel dat een ontwikkeltijd en daarmee de ontwikkelkosten drastisch kunnen worden gereduceerd doordat dankzij de uitvinding een teeltcyclus aanzienlijk kan worden verkort, zodat meer teeltcycli per tijdseenheid kunnen worden doorgevoerd, en doordat het gewas zich daarbij tot op moleculair niveau althans nagenoeg exact laat reproduceren en testresultaten mede daardoor betrouwbaarder zijn en sneller tot resultaten zullen leiden.

De uitvinding berust daarbij op het inzicht dat dit bij uitstek mogelijk is door sturing op de hiervoor genoemde groeifactoren, oftewel een gecontroleerd aanbod van actinisch kunstlicht - in het bijzonder een toegesneden spectrum, dosis en duur aan fotosynthetisch actieve straling (PAR) in combinatie met verdamping sturende straling in een geconditioneerde, daglichtvrije omgeving. Daarbij zij opgemerkt dat de bladverdamping van het gewas steeds een resultante zal zijn van een opgelegde worteltemperatuur van het gewas, de relatieve luchtvochtigheid en de bladtemperatuur. Deze laatste wordt in de praktijk mede door de door het blad ontvangen warmte bepaald, in het bijzonder in de vonn van verdamping sturende straling zoals infrarood en ver-rood straling waaraan het bladstelsel intentioneel en gecontroleerd wordt blootgesteld. Dit geeft aan de bladmondjes (stomata) een prikkel om te openen. De

-5worteltemperatuur stuurt de wortelactiviteit en daarmee een worteldruk voor een sapstroom door het gewas. Door meer of minder te openen, zullen de huidmondjes in het blad ervoor zorgen dat vocht in meer of mindere mate via het blad kan ontwijken. Bij een positief vochtdefïcit tussen de waterhuishouding binnen het blad(mondje) en de relatieve luchtvochtigheid buiten het blad(mondje) zal dit leiden tot verdamping aan het blad. Aldus reguleert de verdamping sturende straling in combinatie met de ruimtelijke relatieve luchtvochtigheid tezamen met de worteltemperatuur (worteldruk) de verdamping aan het bladstelsel van de plant.

Veel gewassen bestaan voor het merendeel uit water, terwijl daarin slechts een bescheiden aandeel voor droge stoffen is weggelegd. Niettemin schuilt de voedingswaarde of anderszins nuttige inhoud van het gewas gewoonlijk uitgerekend in het aandeel en de specifieke samenstelling van de droge stof van de plant. Om het rendement daarvan te verhogen heeft een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding als kenmerk dat het gewas op een voorafbepaalde verhouding tussen anorganische en organische bestanddelen in de droge stof wordt gestuurd. Meer in het bijzonder heeft een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding daarbij als kenmerk dat het gewas op een onderlinge verhouding van mineralen en organische stoffen in de droge stof wordt gestuurd, in het bijzonder op een koolstofgehalte in de droge stof, meer in het bijzonder op een koolstof/stikstof verhouding in de droge stof.

Daarbij is niet alleen de hoeveelheid droge stof, maar ook de samenstelling daarvan dankzij de uitvinding stuurbaar en controleerbaar. Een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft in dat verband als kenmerk dat het gewas op een vaste, dat wil zeggen voorafbepaalde, samenstelling aan mineralen en organische stoffen wordt gestuurd.

Behalve rechtstreeks als voedingsbron te worden geconsumeerd, worden sommige gewassen geteeld om daaruit naderhand een nuttige component te isoleren. Hierbij gaat het met name vaak om complexe organische moleculen die niet of slechts met grote

-6moeite of een lage opbrengst kunnen worden gesynthetiseerd. Dankzij de uitvinding kan desgewenst op een optimalisatie van het aandeel van een dergelijke nuttig bestanddeel in het gewas worden gestuurd. Met het oog daarop heeft een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding als kenmerk dat het gewas op een organische samenstelling wordt gestuurd, in het bijzonder op een gehalte aan koolhydraten, vetten, aminozuren, esters, aromaten, eiwitten, vitamines, geurstoffen, kleurstoffen en/of smaakstoffen.

Onder meer ten einde de werkwijze volgens de uitvinding in de praktijk te kunnen uitvoeren en implementeren, heeft de uitvinding tevens betrekking op een gewasproductie-eenheid, omvattende een althans in hoofdzaak daglichtvrije, geconditioneerde teeltomgeving om daarin een gewas te ontvangen en in een teeltperiode tot ontwikkeling te brengen, welke teeltomgeving een donkere ruimte omvat met stralingsmiddelen voor het genereren van actinisch kunstlicht met een specifiek fotosynthetisch actief stralingsspectrum en voor het genereren van verdamping sturende straling, aan welk stralingsspectrum en welke verdamping sturende straling het gewas althans tijdelijk wordt blootgesteld, en met klimaatbeheersingsmiddelen voor het beheersen van een aantal groeifactoren, welke groeifactoren ten minste een ruimtelijke omgevingstemperatuur en een ruimtelijke relatieve vochtigheid omvatten.

Volgens de uitvinding is een dergelijke gewasproductie-eenheid gekenmerkt doordat de klimaatbeheersingsmiddelen en de stralingsmiddelen zijn gekoppeld aan een besturingsinrichting welke in staat en ingericht is om een teeltrecept te ontvangen en gedurende de teeltperiode op basis daarvan de stralingsmiddelen en de klimaatbeheersingsmiddelen aan te sturen en in een modus te brengen die een door het teeltrecept bepaalde verhouding aan water en droge stof in het gewas oplegt alsmede een door het teeltrecept bepaalde samenstelling aan anorganische en organische bestanddelen in de droge stof, waarbij het teeltrecept voor de verschillende groeifactoren voorgeschreven groeiparameters omvat die de groeifactoren in een vooraf bepaalde onderlinge samenhang bepalen en de groeifactoren in de door het teeltrecept voorgeschreven onderlinge samenhang aan het gewas opleggen. Dankzij de

-7besturingsinrichting en de sturing op basis van het daardoor te volgen teeltrecept, kan de gewasproduetie-eenheid over de gehele teeltperiode voortdurend de genoemde groeifactoren volledig autonoom in een beoogde onderlinge samenhang aan het gewas aanbieden. Hierdoor is een uniforme, optimale gewasontwikkeling haalbaar die bovendien volledig reproduceerbaar is in termen van het te telen eindproduct. Eventueel kan een sturing van de ruimtelijke kooldioxide concentratie aan de klimaatbeheersingsmiddelen worden toegevoegd om ook deze parameter volledig onder controle te houden.

Op zichzelf kan de besturingsinrichting op locatie met het teeltrecept worden gevoed. In een praktische uitvoeringsvorm is de productie-eenheid evenwel gekenmerkt doordat de besturingsinrichting van telecommunicatiemiddelen is voorzien en in staat en ingericht is om het teeltrecept via de telecommunicatiemiddelen in digitale vorm te ontvangen. Aldus kan het teeltrecept vanaf een verwijderde locatie worden betrokken en langs elektronische weg door de besturingsinrichting worden bemachtigd.

Een teeltrecept zal niet zelden langs een weg van trial and error en ten koste van een aanzienlijke investering in geld en mankracht tot stand komen. Om deze waardevolle informatie tegen misbruik en onbedoelde verspreiding te beschermen, heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de gewasproduetie-eenheid volgens de uitvinding als kenmerk dat het teeltrecept een digitale datareeks omvat die is versleuteld. Door middel van een geschikte encryptie van de teeltdata kan aldus een wederechtelijk gebruik daarvan worden tegengegaan door een selectieve uitgifte en eventuele periodieke verversing van een bijbehorende, passende decryptiesleutel.

In een bijzondere uitvoeringsvorm worden teeltrecepten voor uiteenlopende gewassen en voor uiteenlopende gewasontwikkelingen van hetzelfde gewas ontwikkeld en beschikbaar gesteld door een centrale organisatie om vervolgens in verschillende gewasproductiecentra ten uitvoer te worden gebracht. Met het oog daarop voorziet de onderhavige uitvinding tevens in een gewasproductiesysteem, omvattende een aantal gewasproductie-eenheden volgens de uitvinding, die zijn gekoppeld met een

-8gewasbesturingscentrum, gekenmerkt doordat het gewasbesturingscentrum is voorzien van data-opslagmiddelen voor het houden en het ter afgifte aan de gewasproductie-eenheden aanbieden van teeltrecepten uit een verzameling teeltrecepten die door de gewasproductie-eenheden verwerkbaar zijn voor aansturing van de kunstlichtmiddelen en de klimaatbeheersingsmiddelen.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een bijbehorende tekening. In de tekening toont: figuur 1 schematisch een opzet van een uitvoeringsvoorbeeld van een gewasproductiesysteem volgens de uitvinding;

figuur 2 een reeks planten van eenzelfde genotype geteeld volgens de uitvinding bij uiteenlopende groeicondities; en figuur 3 schematisch een overzicht van de groeifactoren die in de opzet van figuur conform de uitvinding door het teeltrecept worden opgelegd.

De figuur is overigens zuiver schematische en niet op schaal getekend. Met name kunnen terwille van de duidelijkheid sommige dimensies in meer of mindere mate overdreven zijn weergegeven. Overeenkomstige delen zijn in de figuur met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.

Het in figuur 1 weergegeven plant(re)productiesysteem omvat een centraal gewasbesturingscentrum PRC waar onderzoek wordt gedaan naar gewasontwikkeling en op basis van de onderzoeksresultaten concrete teeltrecepten worden ontwikkeld. Deze teeltrecepten omvatten waarden over de gehele teeltduur waarin een gewas zich ontwikkelt voor een aantal groeifactoren die in hun onderlinge samenhang gedurende de teeltduur de ontwikkeling en samenstelling van het gewas volledig beheersen, sturen en bepalen. Deze groeifactoren omvatten een spectrum van actinisch kunstlicht waaraan het gewas wordt blootgesteld, een ruimtelijke omgevingstemperatuur, een bladverdamping, een ruimtelijke relatieve vochtigheid en een ruimtelijke kooldioxideconcentratie, naast voeding en bevochtiging van het gewas.

-9Deze groeifactoren die de uiteindelijke ontwikkeling van het gewas bepalen zijn schematisch in figuur 3 weergegeven. In de eerste plaats gaat het daarbij om het ruimtelijke klimaat waaraan het gewas wordt blootgesteld en dat conform de uitvinding binnen praktische grenzen volledig wordt gecontrolleerd. Het gaat daarbij om de ruimtetemperatuur Ia, de relatieve luchtvochtigheid Ib en de kooldioxideconcentratie Ic. Door voortdurend een luchtstroom met een gecontroleerde luchtsnelheid ld door de ruimte te circuleren en buiten de ruimte door een luchtbehandelingsinrichting te leiden wordt dit omgevingsklimaat binnen aanvaardbare grenzen op een gewenst niveau gehouden. De genoemde parameters Ia,Ib,Ic,Id zijn in het teeltrecept vastgelegd.

Daarnaast omvat het teeltrecept waarden voor een bevloeiing Ha en bemesting Ilb voor geselecteerde tijdsintervallen gedurende de ontwikkeling van het gewas. Een verdamping vanuit het gewas is een resultante van de voorgaande parameters tezamen met de worteltemperatuur lila van het wortelstelsel en verdamping sturende (infrarood) straling Illb op het blad. Beiden zijn vastgelegd in het teeltrecept en worden met daartoe voorziene middelen aan het gewas opgelegd. Bovendien wordt ook het spectrum aan actinisch licht conform de uitvinding volledig beheerst. Hiertoe wordt in een daglichtvrije omgeving geteeld om de anders interveniërende invloed van zonlicht tegen te gaan en wordt in plaats daarvan actinisch kunstlicht aangeboden. Dit kunstlicht omvat enerzijds fotosynthetisch actieve straling IVa (PAR) in het blauwe en rode deel van het zichtbare licht, maar kan daarnaast ook andere actinische componenten bevatten zoals ver-rood IVb en UV straling, al naar gelang het gewas en de gewenste sturing op inhoud daarvan. Met al deze in een dergelijk teeltrecept per tijdsinterval voorgeschreven waarden blijkt aldus de chemische inhoud van het gewas volledig te kunnen worden gestuurd in termen van een verhouding water/droge stof en in termen van de uiteindelijke drogestof samenstelling van het gewas en vrijwel exact te kunnen worden gereproduceerd.

Het gewasbesturingscentrum PRC beschikt over digitale opslagmiddelen waarop de ontwikkelde teeltrecepten liggen opgeslagen en stelt deze recepten ter beschikking aan bij het gewasbesturingscentrum aangesloten gewasproductie-eenheden PPU1...4

-10waarvan er in de figuur een viertal is weergegeven. Deze productie-eenheden kunnen op een willekeurige plek worden voorzien, bijvoorbeeld dichtbij een stedelijk gebied SI, S2 of op het platteland, en zowel bovengronds PPU1...3 als ondergronds PPU4.

De productie-eenheden beschikken over een centraal besturingssysteem voor een klimaatbeheersing van de teeltruimte en kunstlichtmiddelen waaraan het te telen gewas wordt blootgesteld. Daglicht wordt zoveel mogelijk uit de teeltruimte geweerd om een verstorende invloed van zonlicht uit te sluiten en ook overigens wordt binnen de productie-eenheid een van de omgeving geïsoleerd klimaat gehandhaafd. Hiertoe omvat iedere gewasproductie-eenheid klimaatbeheersingsmiddelen voor een regeling van ten minste de hiervoor genoemde groeifactoren en beschikken de gewasproductie-eenheden over kunstlichtmiddelen in de vorm van LED-armaturen waarmee een gecontroleerd lichtspectrum aan het gewas wordt afgegeven dat behalve fotosynthetisch actieve straling (PAR) in het bijzondere tevens infrarood straling kan omvatten om de ontwikkeling van het gewas kracht bij te zetten.

De gewasproductie-eenheden PPU1...4 beschikken allen over telecommunicatiemiddelen waarmee een verbinding kan worden opgezet en onderhouden met het gewasbesturingscentrum PRC voor de overdracht van een teeltrecept R1...R2.2 dat van het gewasbesturingscentrum PRC wordt betrokken met het oog op de teelt van een specifiek gewas in de betreffende productie-eenheid of op een specifieke teelt van een gewas. Hiermee wordt gedoeld op de sturing van een gewas naar inhoudsstoffen zoals die wordt gewenst. Daarbij kan op een productie-eenheid behalve een enkel teeltrecept desgewenst ook meer teeltrecepten gelijktijdig worden uitgevoerd, zoals dat in de figuur voor de tweede productie-eenheid PPU-2 is aangegeven. Dit betreft dan bijvoorbeeld verschillende gewassen die gelijktijdig in de productie-eenheid worden geteeld of verschillende modaliteiten van hetzelfde gewas dat aldus op verschillende inhoudstoffen wordt gestuurd.

Het teeltrecept bevat alle parameters en waarden voor de in figuur 3 getoonde groeifactoren die tezamen met de klimaatbeheersingsmiddelen en de kunstlichtmiddelen

-Ilin een productie-eenheid deze sturing bewerkstelligen. Omdat het hierbij om bedrijfsgevoelige en extreem waardevolle informatie gaat, wordt het teeltrecept bij voorkeur in een versleutelde vorm uitgewisseld wat in de figuur door het sleutelsymbool wordt weerspiegeld. Iedere geaccrediteerde productie-eenheid omvat telecommunicatiemiddelen waarmee het teeltrecept kan worden ontvangen en beschikt over een passende decryptie-sleutel om het teeltrecept te decoderen. Een centrale verwerkingseenheid in de gewasproductie-eenheid vertaalt het teeltrecept naar overeenkomstige, daarmee corresponderende aansturingscommando's voor de verschillende onderdelen van de klimaatbeheersingsmiddelen en voor de kunstlichtmiddelen opdat het gewas specifieke klimatologische omstandigheden en een lichtspectrum zal ervaren zoals dat met het teelrecept wordt beoogd.

Een tekstuele weergave van een exemplarisch teeltrecept voor het telen van basilicum is hieronder ter illustratie weergegeven. De teeltcyclus van basilicum beloopt 25 dagen van zaaien tot aan oogsten. Gedurende deze teeltcyclus worden alle relevante groeifactoren volgens het navolgende recept volledig gecontroleerd aan het gewas opgelegd. Daarbij zij opgemerkt dat de bladverdamping van het gewas binnen het kader van de onderhavige uitvinding in de praktijk gewoonlijk zal worden bepaald door een combinatie van een eventueel specifiek opgelegde worteltemperatuur, de relatieve luchtvochtigheid en de blootstelling van het blad van het gewas aan verdamping sturende straling, zoals infrarood en ver-rood straling, vanuit daartoe voorziene armaturen. Het recept start op dag 0 met zaaien en loopt tot en met dag 25 voor oogsten. Gedurende deze periode worden de groeiparameters stapsgewijs als volgt aangepast:

TEELTRECEPT I:

Parameter:	Dag 0	Dag 3	Dag 6 '*	Dag 13	Dag 20
Ruimte Temperatuur (°C)	20	22	22	22	25
Wortel Temperatuur (°C)	19	21	21	21	24
Relatieve Vochtigheid (%)	99	84	78	58	50
Blauw (pmol/nf .s)	0	30	60	60	60
Rood (pmol/m².s)	0	55	110	110	110

Ver-Rood (pmof'nf.s)	0	25	50	50	50
Stralingsduur (h)	0	16	16	16	16
Concentratie CO₂ (ppm)	350	350	1000	1000	1000
L· lichtsnelheid (m/s)	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Substraat	P7	P7	P7	P7	P7
Elektrische Conductiviteit	1,0	1,0	2,0	3,5	3,5
pH	5,8	5,8	5,8	5,8	5,8
Voedingsschema	4	4	4	4	4

Dit recept leidt tot belangrijk andere gehaltes aan geur- en smaakstoffen in het aldus in een volledig gecontroleerde omgeving geteelde basilicum in vergelijking met basilicum afkomstig van buitenteelt. Uitgaande van het hiervoor weergeven teeltrecept kan in het uiteindelijke gewas het gehalte aan geur- en smaakstoffen verder worden verhoogd door gedurende de cyclus het gewas gedurende één of meer bepaalde dagelijkse perioden bloot testellen aan UV straling. Deze periode vangt in het navolgende schema een uur voor de start van de fotosynthese aan en loopt door tot een half uur nadat het gewas ook de andere straling werd onderworpen. Deze modificatie is in het navolgende teeltrecept verwerkt en leidt tot een overeenkomstige gemodificeerde gewassamenstelling:

-13TEELTRECEPT II:

Parameter:	Dag 0	Dag 3	Dag 6 ♦	Dag 13	Dag 20
Ruimte Temperatuur (°C)	20	22	22	22	25
Wortel Temperatuur (°C)	19	21	21	21	24
Relatieve Vochtigheid (%)	99	84	78	58	50
Blauw (pmol/nf .s)	0	30	60	60	60
Rood (pmol/m².s)	0	55	110	110	110
Ver-Rood (pmol/m^z.s)	0	25	50	50	50
Stralingsduur (h)	0	16	16	16	16
UV (pmol/nr.s)	0	0	0	0	5-10
UV periode (h)	0	0	0	0	1,5
Concentratie CO₂ (ppm)	350	350	1000	1000	1000
Luchtsnelheid (m/s)	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Substraat	P7	P7	P7	P7	P7
Elektrische Conductiviteit	1,0	1,0	2,0	3,5	3,5
pH	5,8	5,8	5,8	5,8	5,8
Voedingsschema	4	4	4	4	4

Behalve op inhoudsstoffen kan ook op de gedaante (fenotype) van het gewas worden gestuurd door daaraan een vooraf bepaald, nauwkeurig gedefinieerd teeltrecept op te leggen. Dit wordt in figuur 2A-H geïllustreerd. Het gaat hierbij om basilicum met steeds hetzelfde genotype (soort, ras) dat werd onderworpen aan verschillende teeltrecepten voor wat betreft een stralingspectrum waaraan het gewas werd blootgesteld, een ruimtelijke omgevingstemperatuur, een worteltemperatuur, een ruimtelijke relatieve vochtigheid en een ruimtelijke kooldioxideconcentratie. Binnen ditzelfde genotype leidt dit tot de aangeven variatie in gewasbouw na gelijke teeltduur tussen zaaien en oogsten. Daarenboven kan bovendien worden gevarieerd met voedingsschema’s, luchtsnelheid en wortel/substraattemperatuur van het gewas. Belangrijk is dat de gewasontwikkeling zoals die in figuur 2A-H zichtbaar is, onder toepassing van de onderhavige uitvinding, volstrekt reproduceerbaar is. Dat wil zeggen dat met hetzelfde teeltrecept steeds weer dezelfde gewasontwikkeling na teeltduur zal worden verkregen.

-14Voor wat betreft de smaak van basilicum is ruwweg een vijftigtal verschillende smaaken geurstoffen bepalend. Vijf daarvan, waaronder eugenol, geranol en linalool, blijken daarbij dominant. Met het navolgende teeltrecept wordt een belangrijk verhoogd gehalte van deze stoffen verkregen:

TEELTRECEPT III:

Parameter:	Dag 0	Dag 3 ·*	Dag 6 ♦	Dag 13 *	Dag 20 ·*
Ruimte Temperatuur (°C)	20	22	22	22	25
W ortel T emperatuur (°C)	19	21	21	21	24
Relatieve Vochtigheid (%)	99	84	80	65	65
Blauw (pmol/m².s)	0	15	30	30	30
Rood (pmol/m².s)	0	35	85	85	85
Ver-Rood (pmol/m².s)	0	0	25	50	50
Stralingsduur (h)	0	20	20	20	20
Concentratie CO, (ppm)	350	350	1000	1000	1000
Luchtsnelheid (m/s)	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Substraat	P7	P7	P7	P7	P7
Elektrische Conductiviteit	LO	1,0	2,0	3,5	3,5
pH	5,8	5,8	5,8	5,8	5,8
Voedingsschema	4	4	4	4	4

Ook is het mogelijk de samenstelling van de droge stof te sturen al naar gelang het gewenste aandeel organische en anorganische stoffen daarin. Dit is een sturing op de totale koolstof/stikstof verhouding in het gewas. Ook als het gaat om een sturing al naar gelang het type of samenstelling aan organische en/of anorganische inhoudstoffen kan met een teeltrecept worden ingespeeld op de specifieke wensen en behoeften van de teler van het gewas. Zo kan een gehalte aan vitamines en/of phyto-hormonen en/of chlorofyl worden verhoogd of kan een aanwas aan aminozuren bijvoorbeeld worden gestimuleerd.

Een meer specifiek uitvoeringsvoorbeeld van de werkwijze volgens de uitvinding is de teelt van canabis, oftewel marihuana, in een geconditioneerde, daglichtvrije

-15bovengrondse of ondergrondse teeltomgeving, gewoonlijk aangeduid als city-farming. Canabis heeft een aantal hoofd-bestanddelen met ieder een specifieke eigen werking. De tachtig bestanddelen die alleen in cannabis worden aangetroffen staan bekend als cannabinoïden. Deze werken in op de receptoren in het menselijk lichaam en veroorzaken effecten in het zenuwstelsel en de hersenen.

THC is de bekendste en de meest aangetroffen cannabinoïde in cannabis; het staat voor delta-9-tetrahydiOcannabinol. Deze cannabinoïde is verantwoordelijk voor het belangrijkste psychoactieve effect dat men na het consumeren van cannabis ervaart, het stimuleert delen van het brein en veroorzaakt zo de afgifte van dopamine - dit creëert een gevoel van euforie en welbevinden. THC heeft ook verdovende effecten en vermindert de symptomen van pijn en ontsteking. In combinatie geven ze een geweldig gevoel van ontspanning.

Cannabidiol, oftewel CBD, is de één na meest voorkomende cannabinoïde in marihuana. Deze stof heeft goede toepassingsmogelijkheden op het gebied van de geneeskunde en is het bestanddeel dat zich bij uitstek voor medicinaal gebruik leent. Vermoed wordt dat dit niet-psychotische bestanddeel de effecten van THC vermindert en reguleert. Dit betekent dat soorten die, naast THC, relatief veel CBD bevatten een veel helderder psychotische ervaring veroorzaken dan soorten die relatief weinig CBD bevatten. CBD heeft een lange lijst medicinale eigenschappen. De belangrijkste zijn het verminderen van chronische pijn, ontstekingen, migraine, artritis, spasmen, epilepsie en schizofrenie.

De onderhavige uitvinding staat toe om, op basis van een daarop toegesneden teeltrecept, binnen hetzelfde genotype canabis een fenotype te ontwikkelen en te reproduceren dat een dergelijk verhoogd aandeel CBD heeft. Daarmee kan op belangrijk efficiëntere wijze worden voorzien in canabis voor medicinale toepassingen.

Ook kan met behulp van de uitvinding op basis van een daarop toegesneden teeltrecept steeds aan een gewenste waarde van een gekozen minerale kwaliteits-index worden

-16beantwoord, zoals bijvoorbeeld de zogenaamde Eric Gun Index (EGI), die een minerale samenstelling weergeeft in de vorm van een formule waarin elementaire concentraties van elementen zoals stikstof (N), calcium (Ca), magnesium (Mg) en kalium (K) zijn verwerkt. Dit is een maatstaf, bijvoorbeeld bij fruit, waarmee een vooraf bepaalde resistentie van het gewas tegen bepaalde plantenziekten, een gewenste smaak en/of een bewaarkwaliteit na plukken wordt opgelegd en als het ware wordt ingebouwd. Naast of in plaats van de EGI kan daarbij desgewenst ook op een andere index worden gestuurd zoals die op het gebied van een bepaald gewas (type) in de markt gewoonlijk als maatstaf wordt gehanteerd. Een relevante parameter kan bijvoorbeeld ook worden gevonden in de verhouding tussen kalium en calcium in het gewas. Ook hierop kan desgewenst specifiek worden gestuurd door daarvoor een daarop afgestemd teeltrecept te hanteren.

Niet alleen de inhoud of gedaante (fenotype) van het gewas kan aldus binnen een zelfde genotype kunstmatig worden opgelegd en gestuurd door het gewas te onderwerpen aan specifiek daarop afgestemd teeltrecept; ook kan een weerbaarheid of juist gevoeligheid voor plantenziekten, met name als gevolg van een besmetting met micro-organismen zoals een schimmel, bacterie of virus, of voor insecten worden beïnvloed door een specifiek teeltrecept op te leggen. Een verhoogde weerbaarheid leidt tot een betere resistentie van het gewas en dus een geringere vatbaarheid, terwijl een standaard gevoeligheid juist kan dienen als genormaliseerd testplatform voor proeven met nieuw te ontwikkelen biociden die aldus op een genormeerde wijze uitvoerbaar zijn zodat daardoor een sneller en betrouwbaarder testresultaat kan worden verkregen.

Op basis van een zorgvuldig geselecteerd teeltrecept kan daarentegen ook juist een verhoogde gevoeligheid voor bijvoorbeeld schimmels of virussen worden bewerkstelligd. Dit is van voordeel indien het gewas wordt toegepast als indicator voor de al of niet aanwezigheid van die bepaalde schimmel of dat bepaalde virus in een bepaalde omgeving. Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld de kweek van de planten Nicotiana (tabak) en Chenopodium (melganzevoet) die gebruikt worden bij virustesten.

-17De gevoeligheid van het gewas voor deze virussen kan worden gestuurd met verschillende teeltrecepten. Hetzelfde geldt voor gevoeligheid voor schimmels zoals bijvoorbeeld valse meeldauw. Ook hier kan met verschillende teeltrecepten de plant worden gestuurd in verschil in gevoeligheid. Niet alleen de vatbaarheid voor virus of schimmel kan aldus belangrijk worden vergroot of verminderd; ook kan dit op een volstrekt reproduceerbare wijze worden herhaald waardoor iedere plant met zekerheid een genormaliseerde, constante vatbaarheid voor een bepaalde ziekteverwekker of groep van ziekteverwekkers ontwikkelt. Hierdoor kan op een betrouwbare en gestandaardiseerde wijze op aanwezigheid van die ziekteverwekker, zoals een virus, bacterie of schimmel, worden getoetst door een aldus gekweekte indicatorplant aan een monster van een daartoe bemonsterde drager bloot te stellen en vervolgens een al of niet aantasting van het gewas vast te stellen.

Van belang is ook dat het teeltrecept een volledige beheersing omvat van alle omgevingsfactoren die de ontwikkeling en inhoud van het gewas bepalen. De enige overblijvende factor die niet door het teeltrecept wordt opgelegd, is nog slechts de genetica van het gewas. Binnen de grenzen van die genetische inhoud van het gewas, wordt de ontwikkeling van het gewas evenwel volledig door het teeltrecept opgelegd en daarmee gestuurd. Aldus kan worden verzekerd dat het eindproduct altijd althans in hoofdzaak dezelfde samenstelling zal hebben, waarmee een dusverre ongeëvenaarde reproduceerbaarheid wordt gehaald. Dit biedt een waardevolle uitgangssituatie voor verdelingsonderzoeken naar nieuwe plantenrassen en -soorten alsmede voor de ontwikkeling van nieuwe gewasbeschermingsmiddelen, waarbij bijvoorbeeld een resistentie voor plantenziekten aldus steeds aan eenzelfde, genormaliseerde plant kan worden geëvalueerd.

Hoewel de uitvinding aan de hand van louter een enkel uitvoeringsvoorbeeld nader werd toegelicht, moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt. Integendeel zijn voor een gemiddelde vakman binnen het kader van de uitvinding nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk. Hoewel de voorbeelden zich beperkten tot basilicum, canabis, tabak (Nicotiana) en melganzevoet (Chenopodium), leent in

-18principe ieder gewas zich voor een gesloten en volledig gecontroleerde teelt en teeltsysteem volgens de uitvinding, zoals bijvoorbeeld naast kruiden vele vormen van bladgewassen, in het bijzonder bladgroenten, en andere gewassen met een specifieke nuttige inhoudsstof die daaruit kan worden geïsoleerd, zoals naast canabis bijvoorbeeld 5 ook stevia, met het oog op het daaruit winnen van een voor menselijke consumptie betsemde zoetstof alsmede gewassen met geur- en kleurstoffen voor parfums, voedingswaren en dergelijke. In feite opent de uitvinding de weg naar een geheel nieuwe vorm van horticultuur waarin niet langer de natuur maar de mens de ontwikkeling van het gewas stuurt binnen de grenzen die nog slechts door de genetische 10 inhoud van het gewas worden bepaald.

Claims

Conclusies:

1. Werkwijze voor het telen van een gewas, waarbij het gewas in een althans in hoofdzaak daglichtvrije, geconditioneerde omgeving kunstmatig aan een aantal groeifactoren wordt onderworpen, welke groeifactoren ten minste omvatten een fotosynthetisch actief stralingspectrum waaraan het gewas wordt blootgesteld, een ruimtelijke omgevingstemperatuur en een bladverdamping met het kenmerk dat het gewas gedurende een teeltperiode aan een vooraf bepaald teeltrecept wordt onderworpen dat een vooraf bepaalde verhouding aan water en droge stof in het gewas oplegt alsmede een voorafbepaalde samenstelling in de droge stof bepaalt, welk teeltrecept ten minste voor de genoemde groeifactoren daarvoor voorgeschreven groeiparameters omvat die de genoemde groeifactoren in een vooraf bepaalde onderlinge samenhang bepalen en de groeifactoren in de door het teeltrecept voorgeschreven onderlinge samenhang aan het gewas opleggen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het gewas op een voorafbepaalde verhouding tussen anorganische en organische bestanddelen in de droge stof wordt gestuurd.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat het gewas op een vaste samenstelling aan mineralen en organische stoffen wordt gestuurd.
4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3 met het kenmerk dat het gewas op een onderlinge verhouding van mineralen en organische stoffen in de droge stof wordt gestuurd, in het bijzonder op een koolstofgehalte in de droge stof, meer in het bijzonder op een koolstof/stikstof verhouding in de droge stof.
5. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het gewas op een organische samenstelling wordt gestuurd, in het bijzonder op een gehalte aan koolhydraten, vetten, aminozuren, esters, aromaten, eiwitten, vitamines, geurstoffen, kleurstoffen en/of smaakstoffen.
6. Werkwijze voor het veredelen van een plantenras met het kenmerk dat één of meer planten van een nieuw plantenras met de werkwijze volgens één of meer der conclusies 1 tot en met 5 althans nagenoeg exact worden gereproduceerd.
7. Werkwijze voor het produceren van een gewasbeschermingsmiddel met het kenmerk dat het gewasbeschermingsmiddel wordt getest op één of meer planten van een gewas die met de werkwijze volgens één of meer der conclusies 1 tot en met 5 althans nagenoeg exact werden gereproduceerd en zowel aan een ziekteverwekker als aan het gewasbeschermingsmiddel werden blootgesteld.
8. Werkwijze voor het aantonen van een ziekteverwekker in een drager, in het bijzonder in zaad, met het kenmerk dat één of meer voor de ziekteverwekker vatbare indicatorplanten met de werkwijze volgens één of meer conclusies 1 tot en met 5 worden gekweekt en aan althans een monster van de drager worden blootgesteld.
9. Gewasproductie-eenheid omvattende een althans in hoofdzaak daglichtvrije, geconditioneerde teeltomgeving om daarin een gewas te ontvangen en in een teeltperiode tot ontwikkeling te brengen, welke teeltomgeving een donkere ruimte omvat met stralingsmiddelen voor het genereren van actinisch kunstlicht met een specifiek fotosynthetisch actief stralingsspectrum en voor het genereren van verdamping sturende straling, aan welk stralingsspectrum en welke verdamping sturende straling het gewas althans tijdelijk wordt blootgesteld, en met klimaatbeheersingsmiddelen voor het beheersen van een aantal groeifactoren, welke groeifactoren ten minste een ruimtelijke omgevingstemperatuur en een ruimtelijke relatieve vochtigheid omvatten met het kenmerk dat de klimaatbeheersingsmiddelen en de stralingsmiddelen zijn gekoppeld aan een besturingsinrichting welke in staat en ingericht is om een teeltrecept te ontvangen en gedurende de teeltperiode op basis daarvan de stralingsmiddelen en de klimaatbeheersingsmiddelen aan te sturen en in een modus te brengen die een door het teeltrecept bepaalde verhouding aan water en droge stof in het gewas oplegt alsmede een door het teeltrecept bepaalde samenstelling aan anorganische en organische bestanddelen in de droge stof, waarbij het teeltrecept voor de verschillende groeifactoren voorgeschreven groeiparameters omvat die de groeifactoren in een vooraf bepaalde onderlinge samenhang bepalen en de groeifactoren in de door het teeltrecept voorgeschreven onderlinge samenhang aan het gewas opleggen.

5 10. Gewasproductie-eenheid volgens conclusie 9 met het kenmerk dat de besturingsinrichting van telecommunicatiemiddelen is voorzien en in staat en ingericht is om het teeltrecept via de telecommunicatiemiddelen in digitale vorm te ontvangen.

11. Gewasproductie-eenheid volgens conclusie 10 met het kenmerk dat het
10 teeltrecept een digitale datareeks omvat die is versleuteld.
12. Gewasproductie-systeem omvattende een aantal gewasproductie-eenheden volgens conclusie 9, 10 of 11 die zijn gekoppeld met een gewasbesturingscentrum met het kenmerk dat het gewasbesturingscentrum is voorzien van data-opslagmiddelen voor
15 het houden en het ter afgifte aan de gewasproductie-eenheden aanbieden van teeltrecepten uit een verzameling teeltrecepten die door de gewasproductie-eenheden verwerkbaar zijn voor aansturing van de kunstlichtmiddelen en de klimaatbeheersingsmiddelen.

1/2

PPU-3