Hoeveel verdamping moet ik minimaal aanhouden?

Eén van de workshops op het LichtEvent op 27 maart ging over het verdampingsvraagstuk. Aangezien verdamping een energie-gedreven proces is en energiebesparing kosten bespaart, vragen veel telers zich af hoe hoog, of liever gezegd hoe laag, de verdamping door hun gewas mag zijn zonder negatieve gevolgen voor opbrengst en kwaliteit. Drie onderzoekers praatten de bezoekers bij over lopend onderzoek dat meer duidelijkheid moet opleveren.

Dat een gewas moet verdampen om nutriënten en aangemaakte suikers naar de plaats van bestemming te krijgen en zichzelf indien nodig te koelen, staat buiten kijf. Afgezien van de vraag hoe energie-efficiënt een gewas kan groeien, is er nog een goede reden om een beheerste verdamping na te streven. Minder verdamping betekent immers ook dat er minder vocht uit de kas hoeft te worden afgevoerd, een proces waarbij eveneens energie (en CO₂) verloren gaat. 

Binnen het door Kas als Energiebron gefinancierde project ‘Masterplan verdamping’ voeren onderzoekers van Delphy IC, Plant Lighting en Wageningen University & Research in verschillende gewassen experimenten uit die meer duidelijkheid moeten bieden over de minimaal benodigde verdamping voor optimale groei.

Stefan van den Boogaart van Plant Lighting beet in de workshop het spits af en schetste de aanleiding en het theoretische kader voor het verdampingsonderzoek. Het project kwam vooral tot stand door problemen waar belichtende telers in de winter van 2022-2023 mee te maken kregen in hun streven om zoveel mogelijk energie te besparen. “Er is snel en drastisch omgeschakeld op LED, terwijl er ook meer is geschermd en vaak minder werd gestookt”, schetste de onderzoeker. “Per saldo resulteerde dit vooral in de vroege ochtenden in minder verdamping en vochtafvoer. Kennelijk werden daarbij grenzen overschreden, die zich onder andere vertaalden in verminderde houdbaarheid van chrysanten, slechte doorkleuring en kroonschimmel bij tomaten, broeikoppen, bolblad en vruchtabortie bij komkommer en bladranden, rotkoppen en afwijkende bloemkleuren bij gerbera’s. Om die problemen te vermijden en toch meer ruimte te bieden aan energiezuinige teeltstrategieën, moeten we voor elk gewas achterhalen waar de grenzen liggen en hoe je daar goed op kunt sturen.”

Factoren die de verdamping beïnvloeden
Verdamping is vooral een energie-gedreven proces. Bij het opstellen van de energiebalans kijken we aan de inputkant naar straling (zon + lampen en de IR-straling van kasdek, scherm en verwarmingsbuizen) en naar convectiewarmte voor zover de luchttemperatuur hoger is dan de gewastemperatuur. Aan de outputkant staan eveneens straling (reflectie van straling zon en lampen, IR-uitstraling van gewas naar scherm of kasdek), convectiewarmte wanneer de luchttemperatuur lager is dan de gewastemperatuur, fotosynthese (maximaal 5%) en de verdamping (volgt uit berekening netto-straling minus convectie).

De beschikbare hoeveelheid energie voor verdamping wordt voor een deel ook beïnvloed door luchtbeweging en de relatieve luchtvochtigheid c.q. een gering vochtdeficit. In theorie zou ook een zeer hoge EC in de mat de verdamping kunnen beperken. 

Factoren die de verdamping stimuleren, zijn: meer luchtbeweging, een lagere RV / hoger VD en/of hogere kastemperatuur, het verminderen van de uitstraling door meer schermen of toepassing van low-e glas of het opvoeren van de belichting, waarbij wordt opgemerkt dat LED’s bij een gelijk PAR-niveau veel minder stralingswarmte afgeven dan SON-T’s. 

Experimenten in chrysant 
Om snel bruikbare antwoorden te vinden hebben de drie onderzoeksinstellingen de handen ineen geslagen en de taken verdeeld. Plant Lighting richtte zich op chrysant, dat gedurende twee teelten met elk twee rassen (Chic en Pina Colada) onderzocht hoeveel verdamping, en op welke momenten, er minimaal nodig is voor een goede gewasontwikkeling en houdbaarheid.  Daarvoor is een reeks van experimenten uitgevoerd met variaties in RV en EC en is de verdamping zowel overdag als ’s nachts gemonitord met behulp van weegschalen. Voor het beoordelen van de houdbaarheid is na de oogst ook gekeken naar het gedrag van de huidmondjes van de bladeren die onder de verschillende regimes waren ontwikkeld.

Voorlopige conclusies chrysant

• Een lage RV blijkt een sterke aanjager van de verdamping te zijn. Aangezien de straling in beide gevallen gelijk was, is dit effect energetisch volledig toe te rekenen aan hogere convectie.
• Een lage EC resulteerde in verminderde groei en als gevolg daarvan tot minder verdamping. 
• Tijdens de oogst was de takkwaliteit van beide rassen goed. De bladkwaliteit van Chic nam echter sneller af wanneer het geteeld was bij hoge RV; de huidmondjes leken zich na langdurige blootstelling niet meer volledig te kunnen sluiten. 
• Het vervolgonderzoek wordt toegespitst op de vraag of de verminderde kwaliteit is te schrijven aan de verdamping of aan klimaatfactoren.

Oedeem in tomaat

Delphy IC zoomt in op de belichte tomatenteelt (ras: Perimos) onder twee schermen bij een lichtniveau van 250 µmol/m2/sec. Er zijn afdelingen gecreëerd met hoge en lage RV, waarbinnen proefvakken staan met een hoog en een laag EC-regime.  “Daarmee hoopten we antwoord te kunnen geven op de vraag of het vooral een hoge RV is die in de wintermaanden tot een mindere vruchtkwaliteit leidt, of dat de oorzaak meer gezocht moet worden in het voedingsniveau”, zei Stijn Jochems over de opzet. 

Na een gelijke start werden de variabelen in de teeltregimes doorgevoerd. Op grond van alle data en waarnemingen concludeerde hij dat een lagere verdamping niet per definitie tot kwaliteitsproblemen hoeft te leiden. “Bij hoge RV zagen we wel meer oedeem ontstaan, wat tot Botrytis kan leiden. Voor de praktijk betekent dit dat luchtbeweging en vochtafvoer uit het gewas cruciaal zijn om onder een hoge vochtregime te kunnen telen. Bij een lage RV kan een hoge EC beperkend werken op de verdamping, bij hoge RV lijkt de EC minder van invloed te zijn.” 

In het vervolgonderzoek zoomt Jochems in op hoge luchtvochtigheid/lage verdamping en de interactie met luchtbeweging.

Komkommer

Nieves Garcia van Wageningen UR belichtte het verkennende onderzoek in komkommer, waarvoor twee hypothese zijn geformuleerd:

• Een lage verdamping in de nacht leidt tot verminderde passieve opname van calcium;
• Bij een hoge RV in de nacht maakt het blad meer huidmondjes aan, wat overdag tot meer verdamping kan leiden. 

Het eerste onderzoek vond plaats in twee klimaatcellen met een RV van 75% overdag en verschillende RV-setpoints voor de nacht, namelijk 88% (referentie) en 95%. De bijbehorende VD’s zijn 2 en 0,8 g/kg. 

In de cel met hoge RV lag de verdamping ’s nachts (8 uur) 34% lager en overdag (16 uur) 6%. Per etmaal kwam dit neer op 10% minder verdamping dan ion de referentiecel. “Met 3 en 2,7 liter per m2 per dag is de verdamping in beide gevallen hoog, wat te maken heeft met de luchtbeweging en actieve ontvochtiging in de cellen”, verklaarde de onderzoekster. “Qua productie, zowel in aantal vruchten als in het vruchtgewicht, zagen we geen verschillen. Die zagen we ook niet in het gewas en in de gewasanalyses.”

Meer vocht, meer problemen
De verschillende behandelingen hadden ook geen effect op het aantal huidmondjes, noch aan de bovenzijde, noch aan de onderzijde van het blad. Er zijn ook geen verschillen gemeten in snelheid van uitdroging van het blad of de vruchten. 

Van die kant dus geen nieuwe inzichten of handvatten voor komkommertelers. Wellicht kan het lopende tweede onderzoek daarin verandering brengen. Hierin wordt de verdamping nog meer gereduceerd door de RV in de referentiecel te verhogen tot 85% overdag en 95% ’s nachts en in de vochtige cel 96% overdag en 95% ’s nachts.

“In de referentiecel met een verdamping van 1,5 liter per dag zien we geen afwijkingen, in de vochtige cel is de verdamping 1 liter per etmaal en zien we nu wel broeikoppen, bolblad en misvormde vruchten”, rapporteerde Nieves. “Deze problemen zijn dus wel degelijk gerelateerd aan de verdamping.”

Vervolg in nieuw PPS Verdamping
Uit de drie presentaties bleek dat de onderzoekers vooruitgang boeken, maar dat het te vroeg is voor definitieve antwoorden en dat er wordt voortgeborduurd in vervolgprojecten. Deze vallen onder de noemer van het nieuwe PPS Verdamping, dat inmiddels met steun vanuit Kas als Energiebron van start is gegaan.