Projektbeschreibung
Nutzung dynamischer Photosynthese für eine bedarfsgerechte Beleuchtung von Nutzpflanzen
Pflanzen nutzen für die Photosynthese Lichtenergie, um aus Wasser und CO2 Sauerstoff und organische Verbindungen zu produzieren. Daher muss beim Anbau die erforderliche Menge an Licht und Wasser bereitgestellt werden. Mängel in der Lichtversorgung wirken sich auf die Gesundheit und Produktivität der Pflanzen sowie auf ihren Energieverbrauch aus. Da der Anbau von Nutzpflanzen aufgrund des Klimawandels und des Bevölkerungswachstums zunehmend unter Druck gerät, ist die dynamische Steuerung der Photosynthese ein wichtiger Weg zu einer nachhaltigen Landwirtschaft, die den globalen Anforderungen gerecht wird. Das EU-finanzierte Projekt DREAM entwickelt bahnbrechende Instrumente und Protokolle zur Datenerfassung, um die Dynamik der Steuerung der Photosynthese unter verschiedenen Bedingungen selektiv zu erfassen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in ein leistungsfähiges dynamisches Modell einfließen, das eine maßgeschneiderte modulierte Beleuchtung zur Steigerung der Beleuchtungseffizienz ermöglicht.
Ziel
Cultivation of plants consumes huge resources of water for irrigation and energy for lighting. Introducing disruptive technologies is key to improve plants and enable their parsimonious cultivation.
DREAM overtakes these challenges by gathering an interdisciplinary consortium sharing a same radical vision: to measure and exploit the dynamics of photosynthesis regulation under natural-like light conditions for selective sensing – monitoring the plant state – and enhancing lighting efficiency in controlled environments.
We develop ground-breaking instruments and acquisition protocols unraveling unprecedented kinetic data from microalgae and plants (including tomato as a crop species) by using novel periodically modulated or randomly fluctuating illuminations, chlorophyll fluorescence, and original luminescent nanosensors. These data are processed with comprehensive theoretical tools (system identification, dynamical systems, system control, machine learning) to build a powerful dynamical model which delivers categorizing fingerprints for highly selective sensing and tailored modulated illuminations for enhancing lighting efficiency. Finally, we implement a server with incremental learning from an open source community to extend sensing to organisms and environmental conditions much beyond the ones used in our DREAM project.
DREAM will expand knowledge on photosynthesis regulation and lead to major achievements: categorizing plant states (sensing stresses, selecting improved plants), improving controlled ecosystems (equipping lighting with sensing and decreasing its cost), and instrument design (targeting scientists and many more end-users). DREAM will further improve innovation in key European industries active in the fields of scientific instruments, phenotyping, and plant production while increasing resource use efficiency so as to improve environmental quality and offer better and safer products to consumers.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
HORIZON-EIC-2021-PATHFINDEROPEN-01
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsKoordinator
75794 Paris
Frankreich