Studie av sensorteknologi og vannkvalitet i veksthusproduksjon med bruk av resirkulering av næringsløsning.

For at grønnsaksprodusenter skal opprettholde økonomisk fortjeneste og fortrolighet kreves det effektiv produksjon og tilfredse kunder. Produkter av høy kvalitet sikrer at kunder kjøper deres produkt flere ganger. Sammensetningen av næringsløsningen som tilføres plantene er helt avgjørende for å oppnå produkter av høy kvalitet. Her kan både høye og lave mengder av ulike næringsstoffer gi uheldige effekter for plantene og matproduksjonen. Produksjonen av salat i Norge benytter seg vanligvis av gjødsel basert på elektrisk konduktivitet (EC) i næringsløsningen. En slik målemetode gir kun et bilde av den totale mengden næring i løsningen og er i seg selv ikke tilstrekkelig for å optimalisere næringsløsningen for hvert enkelt grunnstoff etter plantenes behov. Dette er spesielt ugunstig når veksthuset resirkulerer vann og næringsstoffer, og det kan oppstå ubalanse i næringsløsningen uten at det oppdages. Denne masteroppgaven er en del av to større prosjekter (OptiDyrk og SensoDyrk) som koordineres av NTNU Samfunnsforsking AS / CIRiS. Prosjektene tar i bruk sensorteknologi fra andre bransjer for å oppnå løpende og automatisk overvåkning av en rekke viktige næringsstoffer i et kommersielt produksjonsanlegg for salat. Andre bransjer benytter allerede i dag sensorer for blant annet nitrogen, fosfor og kalium. Prosjektene vil teste slik sensorteknologi for mulig anvendelse i kommersiell veksthusproduksjon av salat. Det er også satt som mål å demonstrere et teknologikonsept for kontinuerlig overvåkning av kalium og nitrogen, samt jevnlige målinger av fosfor. Foruten å demonstrere et nytt teknologikonsept for detaljert overvåkning av næringsløsningen, er det også et mål at prosjektene skal gi innsikt om avvik mellom plantenes reelle næringstilgang under kommersiell produksjon og anbefalt næringstilgang. Store variasjoner og avvik medfører større muligheter for å optimalisere produksjonen. Å finne måter å optimalisere produksjonen er utvilsomt av interesse for veksthusprodusentene. Deres verdiskapning og økonomiske resultat harmonerer med deres målsetning om økt vekst og produktkvalitet samt større motstandsdyktighet mot sykdom i plantene. Prøvetakingen vil bli gjennomført ved hjelp av ulike sensorer som måler kontinuerlig samt manuelle prøver hvor elementanalyse vil utføres ved ICP-MS, oppløst organisk materiale ved forbrenning sammen med NDIR, utvalgte ioner med ioneselektive elektroder og ionekromatografi. Det vil også bli sett på hvordan endring av EC fører til endring av næringsløsninger, samt om næringsløsningen endrer seg over en kortere periode opp mot langtidsendringer. Resultatene fra dette prosjektet viser at flere av sensorene som ble testet var pålitelige og ga akseptable målinger. Særlig lovende var kaliumsensoren som målte verdier som ikke hadde signifikante forskjeller med verdier målt med ICP-MS (P>0.05, 95% konfidensintervall). DOC, temperatur, kalium og kalsium hadde en lav nedgang over perioden, mens pH og ammonium hadde en lav økning. Grunnet noen problemer med strømbrudd og ødelagte sensorer/membraner, ble de fleste sensorene påvirket av dette ved å ha noen hull i sine målinger. Målinger gjort over en mer intensiv periode på to dager viste at det var en merkbar nedgang i den totale konsentrasjonen av de ulike næringsstoffene, men at det var ulik nedgang. Økning av konsentrasjon for kalsium etter vanning kontra før vanning ble målt. Det ble også vist at EC påvirker næringsblandingen, og dermed næringstilgangen, for vanninger i form av en kaskade av ujevne målinger