Zoeken

Het gedrag van microgolven in media zoals grond is complex. Bij een bezoek aan een wetenschappelijk symposium vorig jaar werd dat al meteen duidelijk. Zelfs het gedrag van water onder invloed van microgolven is nog een serieus puzzelstuk voor de wetenschap. Laat staan voor een complex medium zoals een bodem. De praktijkproef bij chrysant liet zien dat de Agritron nog verbeterd kon worden. In de kas was het vochtgehalte hoger dan waarvoor de antenne was geoptimaliseerd. Het binnendringen van waterdamp leidde tot vonken in de antenne. Door de diverse veiligheidsmaatregelen sloeg de machine af. Op een lager vermogen werd deze eerste proef afgemaakt. Input voor rekenkundig model In twee ontwerpstappen is een oplossing ontwikkeld om dit te verbeteren. Dit is gedaan met zowel computersimulaties van de elektromagnetische verstrooiing, als met praktijktests. De hierbij betrokken Franse consultant heeft de simulaties met het programma HFSS uitgevoerd. Diverse bodemvariaties zijn toegepast om enerzijds de Agritron te beproeven, anderzijds om inzicht te krijgen in het verhittingsproces in de bodem. Een finale proef, met vol vermogen gedurende twee en een half uur op vochtige bodem zonder onderbrekingen, toonde uiteindelijk de effectiviteit van de aanpassing aan. Over een paar weken gaat het onderzoek verder met nog een proef op de testlocatie. Daar worden sleuven uitgegraven met een kraan. Vervolgens worden velden aangelegd met grond gemengd met vocht of zouten. Met diverse sensoren wordt dan het gedrag van de microgolven in kaart gebracht. Dit dient dan weer als input voor het rekenkundig model. Weer een stap om het proces te kunnen begrijpen, te optimaliseren en de effectiviteit te voorspellen. Verlate afdoding Gelijktijdig wordt er ook gewerkt aan een nieuwe methode om ziekten en plagen in te graven. Het gebruik van echte ziekten en plagen in de kas is natuurlijk een probleem als er iets mis gaat. Voor de zekerheid is daarom besloten om te werken met nauw verwante, maar niet-schadelijke soorten. Dat geldt voor aaltjes, schimmels, oomyceten (waterschimmels) en insecten. De methode is nagenoeg uitontwikkeld. Er wordt bij aaltjes ook gekeken naar verlate afdoding. Er wordt zowel één dag na inzet als na vier dagen gekeken naar de overleving. Bij aaltjes wordt ook onderzocht of ze nog in staat zijn om de plant aan te vallen. Dit gebeurt omdat in de wetenschappelijke literatuur wordt vermeld dat in de diepere lagen de soorten niet worden gedood, maar wel schade kunnen ondervinden. De nieuwe methode kan daar inzicht in geven. Terugkeer van bodemleven Ook wordt in november een praktijktoets uitgevoerd bij een biologische teler van glasgroenten. Hier wordt vooral gekeken naar de terugkeer van bodemleven na de microgolfbehandeling in vergelijk tot het grondstomen. Dat is belangrijk voor de biologische teelt, omdat deze bedrijven erg afhankelijk zijn van de natuurlijke bodem. Er wordt gekeken naar terugkeer en overleving van ‘goed’ bodemleven, zoals bacteriën en schimmels, met behulp van nieuwe DNA technieken (metagenomica). Indien dit jaar alles volgens plan verloopt, kan in overleg met de sector volgend jaar worden gestart met praktijkproeven in chrysant en lisianthus. In die praktijkproeven wordt de effectiviteit tegen bodemziekten en plagen onderzocht en wordt gekeken naar de weggroei en productie. Dit onderzoek wordt uitgevoerd door Stichting Control Food & Flowers, Groen Agro Control, Technische Universiteit Delft en Koppert Machines en mogelijk gemaakt door Kas als Energiebron. Glastuinbouw Nederland en het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit (LNV) trekken hierin samen op.

Doel: Het bepalen van de haalbaarheid van microgolf ontsmetting als alternatief voor grondstomen door te vergelijken 1. de effectiviteit van ontsmetting aan de hand van modelpathogenen op verschillende diepten en in verschillende gronden en onder verschillende omstandigheden (o.a. watergehalte, temperatuur), en 2. de energiekosten door het verbruik te monitoren. Microgolf ontsmetten kan mogelijk een alternatief zijn voor het stomen van grond. In de glastuinbouw wordt globaal hiervoor 100 miljoen m3 aardgas voor gebruikt. Aanpak: Uitdaging voor de tuinbouwsector is een klimaatneutrale-, fossielvrije glastuinbouw. Er wordt in de grondgebonden teelten 10% van de energie besteed aan grondstomen en gemiddeld 3-7 m3/m2 aan gas. Bij sommige gewassen zoals Freesia is dat zelfs meer dan 50% van hetenergieverbruik. Ook in de teelten los-van-de-grond wordt gestoomd, zoals bijvoorbeeld substraatbedden of matten. Een alternatief voor grondstomen is de ontsmetting met microgolven. Naar schatting kan dit de energiekosten terugdringen met 70% en wordt het gebruik van gas voor grondontsmetting volledig tot nul gereduceerd. In 2006 zijn er al proeven uitgevoerd met een machine (Agritron, Koppert Machines BV) maar de resultaten vielen tegen. Dit kwam door een slechte bundeling van de straling en daarbij werden onderzoeksmethoden gebruikt om afdoding te bepalen die, met de inzichten van nu, niet geschikt zijn. De afgelopen jaren is er internationaal meer kennis opgedaan over het gebruik van microgolven, zo zijn er aanwijzingen dat ziekten en plagen (tijdelijk) niet terugkeren in de behandelde grond. Ook is de Agritron machine sterk verbeterd, door een betere bundeling van de straling in de antenne (hoorn). Dit onderzoek wordt opgebouwd met de volgende werkpakketten: 1. Met software wordt gemodelleerd om de effectiviteit van microgolven voorspelbaar te maken voor verschillende bodem en vochtgehaltes. Ook wordt aan de hand van een bodemkaart van Nederland een voorspelling op basis van het model gedaan over te verwachtte effectiviteit (dieptewerking) van het gebruik van microgolfstraling. 2. Ontwerp van kolommen grond en pilot test voor onderzoek afdoden ziekteverwekkers op verschillende diepten met een selectie aan bodemtypen. De kolommen worden ingegraven en behandelt met microgolfstraling. Ziekteverwekkers (fusarium, pythium, nematoden en trips) worden ingegraven op 0-20, 20-40, 40-60 cm diepte. In een proefveld wordt de betrouwbaarheid van de methode onderzocht en het model gevalideerd. 3.lab toetsen voor het onderzoeken van effecten van microgolf op mijdgedrag door ziekten en plagen, op bodemweerbaarheid en op afdoding van stabiele Tobamo-virussen in vruchtgroenten, 4. Pilot run behandeling in de praktijk bij een chrysant en lisianthus bedrijf. Binnen dit onderzoek worden de praktische randvoorwaarden voor de inzet van microgolf behandeling praktisch onderzocht, zoals transport, aansluitingen hoog voltage, veiligheid etc. Er wordt vooral gekeken naar inpassing van de techniek op de met grondstomen moeilijk te bereiken plaatsen en belangrijke bronnen voor herintrede van ziekten GO / NO GO 5. Praktijktoetsen in het modelgewas chrysant op 2 bedrijven, met het effect op bodembiologie, autoxiciteit. Voorafgaande aan de ontsmetting worden kolommen met doelorganismen op 3 verschillende diepten (0- 20, 20-40, 40-60) en sensoren (glasvezel kabel) ingegraven. 6 .Het effect van microgolfstraling op de snelheid van rekolonisatie van het bodemleven bij een bedrijf van biologische glasgroenten of radijs. 7. In chrysant worden op 2 teeltbedrijven (zie WP5) 5 teeltrondes gevolgd met productie metingen aan het einde van de teeltronde van 3 velden van 1 m2 per kap na microgolf ontsmetting en na grondstomen. Hiervoor worden alle takken binnen dat veld gewogen en de lengte gemeten. In Lisianthus wordt ook de productie gevolgd na ontsmetting met Microgolfstraling. Hiervoor worden takken gewogen en de lengte gemeten. 8. Communicatie incl. symposium Dit project wordt mede gefinancierd door Koppert Machines (246.100,-). Projectnummer: 20121

De methode omvat het aanbrengen van voor micro-organismen makkelijk afbreekbare organische stof (‘Herbie’) in de juiste dosering in 'ruw eiwit' op een vochtig perceel. Vervolgens moet de grond worden doorgespit, beregend en luchtdicht worden afgedekt met hoogwaardig folie. Om de praktijkimplementatie mogelijk te maken, en zo ‘bodemresetten’ een rol van betekenis te geven in de nabije toekomst, is doorontwikkeling van de methode nodig op de volgende punten: Ervaring opdoen in praktijksituaties; Betrouwbaarheid van ontsmettingsresultaten bevestigen (gelijk aan stomen); Bedrijfskundige inpassing (periode, kosten/baten, procesversnelling, verbetering primer); Teelteffecten op de lange termijn bepalen; Betrouwbare Procesindicatoren ontwikkelen. Wageningen UR Glastuinbouw, DLV Plant en Thatchtec B.V. hebben voor dit vervolgonderzoek bij vier chrysantenbedrijven praktijkervaring opgedaan. Aanvullend onderzoek is uitgevoerd bij Wageningen UR Glastuinbouw naar procesversnellingsmogelijkheden en betrouwbare procesindicatoren. De teelt en ontsmettingsresultaten zijn bij 3 van de 4 bedrijven tot 5 teelten na ontsmetting even goed of beter dan na het stomen. Het proces kan verkort worden naar 9 dagen door gebruik te maken van een hogere dosering ruwe eiwit, maar dit leidt tot wat groeiremming in de eerstvolgende teelt. Uitvoering in juli biedt de beste inpassing: het geeft de hoogste bedrijfszekerheid en het beste bedrijfskundig resultaat. Het ontsmettingsproces kan betrouwbaar worden gevolgd met behulp van zuurstofmetingen, tellingen van totaal aaltjes en het gehalte aan nitraat, ammonium en bicarbonaat in het 1:2 volume-extract. Het bestaande protocol is met deze nieuwe kennis aangepast.

“In het project Het Nieuwe Telen Lisianthus hebben we inmiddels het eerste jaar afgerond en staat de zesde teelt er al weer in. Kijkend naar de gestelde doelen, dan kunnen we terugkijken op een succesvol eerste jaar waarin veel geleerd is. In vergelijking tot een gesimuleerde referentieteelt is er op de belichting ongeveer 26% bespaard en door het niet gebruiken van een minimum buis is op de verwarming ongeveer 37% bespaard. Waar in de praktijk ongeveer 4 m³ gas per m² wordt gebruikt per keer dat er gestoomd wordt, is dit in de proef terug gebracht naar 1 m³ per m² door korter te stomen. Uitgangspunt bij het stomen was dat het substraat minimaal een uur 70⁰ C was. Ondanks het kortere stomen is het in het eerste jaar niet nodig geweest om bestrijdingen uit te voeren tegen bodemziektes en schimmels. Daarbij moet wel gezegd worden dat er altijd maar één teelt in de afdeling stond. Als er meer teelten in de afdeling hadden gestaan dan was de kans groter geweest dat een ziektedruk zich op had kunnen bouwen door het altijd aanwezig zijn van gewas. Een belangrijke kanttekening is echter wel dat door de energiebesparing de teeltduur per ronde ten opzichte van de praktijk 4 tot 7 dagen langer duurde. De kwaliteit van de takken was over het algemeen iets lichter met wat minder bloemen per tak. Voor het nieuwe jaar is de grote uitdaging om de gestelde doelen nogmaals te realiseren maar de teeltduur gelijk te krijgen aan de praktijk met een gelijkwaardige kwaliteit. Momenteel is er in de nieuwe teelt bij de start meer temperatuur en uren belichting aan gehouden. De gedachte daar achter is om gelijk snelheid in het gewas te krijgen om later in de teelt de belichting op basis van straling makkelijker uit te schakelen en daar meer te besparen op uren belichting met behoud van groeisnelheid. Verder is 50% van de gronddoekgoten met kokos inmiddels vervangen door kleikorrels. De kwekers zien flinke nadelen tijdens de teeltwissel bij de gronddoekgoten en daarom wordt er verder gezocht naar een substraat dat makkelijker door de praktijk op kan worden gepakt. Dit geeft weer een nieuwe uitdaging aan de proef om te bekijken wat de teelttechnische mogelijkheden zijn van dit substraat." Dit project wordt gefinancierd vanuit het programma Kas als Energiebron, het innovatie- en actieprogramma van LTO Glaskracht Nederland en het ministerie van Economische Zaken (EZ).

In het project over biologisch grond ontsmetten (BGO) dat in 2011 en 2012 zijn op een chrysanten en een sla bedrijf goede resultaten geboekt met de methode. Vaak met een beter of minimaal gelijkwaardig effect als bij stomen. Op basis hiervan kan voorzichtig worden geconcludeerd dat de methode technisch gezien een alternatief kan zijn voor stomen. Het toepassen van bodemresetten in de praktijk vindt echter nog weinig opgang. Redenen hiervoor zijn: De kosten van ‘bodemresetten’ verschillen weinig van die van stomen. De benodigde tijdsduur voor bodemresetten van enkele weken is voor intensieve teelten, zoals Chrysant en Lisianthus een extra kostenverhogende factor in vergelijking met stomen. Stomen is voor de meeste bedrijven een ‘bedrijfszekere’ wijze van grondontsmetting. In dit project wordt op 5 praktijkbedrijven i.s.m. DLV experimenten met BGO aangelegd. Bij de 5 demonstratie-bedrijven wordt de toepassing van bodemresetten gevolgd en gerefereerd aan een controle perceel. Daarnaast worden bij Wageningen UR drie kassen ingericht, waarbij BGO vergeleken wordt met een stoombehandeling en een luchtdicht afgedekt maar onbehandeld perceel. Het resultaat van dit project is, naast demonstratie op praktijkbedrijven, een gecompleteerd protocol voor de toepassing van BGO. Wageningen UR Glastuinbouw en Thatchtec B.V. hebben voor dit vervolgonderzoek bij vier chrysantenbedrijven praktijkervaring opgedaan. Aanvullend onderzoek is uitgevoerd naar procesversnellingsmogelijkheden en betrouwbare procesindicatoren. De teelt en ontsmettingsresultaten zijn bij 3 van de 4 bedrijven tot 5 teelten na ontsmetting even goed of beter als na stomen. Het proces kan verkort worden naar 9 dagen door gebruik te maken van een hogere dosering ruwe eiwit, maar dit leidt tot groeiremming in de eerstvolgende teelt. Uitvoering in juli biedt de beste inpassing: het geeft de hoogste bedrijfszekerheid en het beste bedrijfskundig resultaat. Het ontsmettingsproces kan betrouwbaar worden gevolgd met behulp van zuurstofmetingen, tellingen van totaal aaltjes en het gehalte aan nitraat, ammonium en bicarbonaat in het 1:2 volume-extract. Het bestaande protocol is met deze nieuwe kennis aangepast. Projectnummer: 14889

In dit project wordt een systeem om lisianthus los van de grond te telen onderzocht. Er is voorzien in drie teeltronden in een proefkas waarin naar de invloed van cultivar, substraat, voedingsoplossing en belichtingsniveau wordt gekeken. Bij de lisianthusteelt wordt vijf keer per jaar gestoomd om problemen met Fusarium en Myrothecium te voorkomen. Door stomen uit te bannen kan bij lisianthus 20 tot 24 m3 gas/m2/jaar energie bespaard worden. Met onder andere een deel financiering van Kas als Energiebron is onderzoek gedaan naar de teelt op substraat. In dit onderzoek zijn lisianthusplanten gekweekt zonder problemen met grondgebonden ziekten en zonder chemische behandeling in een cassettesysteem van gevouwen geperforeerde aluminium met daarin en anti-worteldoek. Irrigatie was door eb en vloed of druppelirrigatie. Grof en fijn kokos substraat werden voor elke teeltcyclus ververst. Fijn substraat zonder perliet gaf een hoger gemiddeld steelgewicht en aantal bloemen per tak dan substraat met 15% perliet. Eb en vloed irrigatie gaf een hoger gemiddeld steelgewicht en aantal bloemen per tak dan druppelirrigatie. In de zomer en winter kwamen problemen met brandkoppen bij eb en vloed irrigatie het meeste voor. Verwelking bij de oogst was een probleem dat zich alleen voordeed in behandelingen met druppelbevloeiing, met name bij fijn substraat. EC-strategie had geen invloed op de productie en de kwaliteit van de bloemen. De kweek op voedingsoplossing in een drijvend systeem resulteerde in het laagste gemiddelde steelgewicht en minder bloemen per tak. In een aantal bakken van het drijvende systeem verwelkte en stierven planten in verschillende stadia van ontwikkeling als gevolg van Fusarium besmetting. Projectnummer: 14491

Op een drie bedrijven worden de haalbaarheid en gevolgen van biologische grondontsmetting als alternatief voor stomen onderzocht. Ook wordt een protocol ontwikkeld voor de toepassing van deze manier van biologisch ontsmetten. Gebleken is dat een hoge bodemtemperatuur het proces van biologische grondontsmetting stimuleert. Zonder anaerobe omstandigheden is er geen effect. Er is positief (dus bestrijdend) effect gevonden op: Verticillium dahliae, wortelknobbel aaltjes, Sclerotinia sclerotiorum, wortelduizendpoot, tripslarven, slakken en ook andere bodemorganismen, zoals bodemmijten en springstaarten. Er werd geen effect van bodemresetten aangetoond op verhoogde weerbaarheid tegen Pythium. Het proces kan worden gemonitord aan de hand van gasmetingen van O2 en H2S. In een uitgedroogde grond en een bodem die lang braak gelegen heeft verloopt het proces niet goed. De hoeveelheid broeikasgas die vrijkomt bij Bodemresetten wordt als verwaarloosbaar ingeschat in vergelijking met stomen. In een gangbare chrysantenteelt is bodemresetten zonder extra kosten ten opzichte van stomen toe te passen. Op voorwaarde dat dit maximaal twee weken duurt en uitgevoerd wordt rond periode 5, zodat het opbrengstverlies valt in periode 7-8. Projectnummer: 14230

Voor het Diëlektrisch ontsmetten van potgrond is inmiddels een prototype gebouwd. In dit project worden de mogelijkheden onderzocht van een installatie voor kasgrond. Zowel de technische als economische aspecten worden onderzocht. Op basis van deze resultaten wordt een ontwerp gemaakt van de installatie. Opwarming van de grond met radiofrequente techniek geeft een homogenere opwarming zodat een goede ontsmetting plaatsvindt over de volle diepte van de grond. De kosten komen rond de € 5/m2 te liggen, hoger dan bij stomen. De voordelen zijn echter; een aanzienlijk betere ontsmetting, een veel minder arbeidsintensieve ontsmettingsmethode, een besparing op energie en een reductie van CO2-emissies van 10 tot 40% afhankelijk van ontsmettingstemperatuur. Een betere ontsmetting geeft een belangrijk economisch voordeel. Dit verschilt per ondernemer en is niet meegenomen in het onderzoek. In de praktijk is aangetoond dat de techniek goed werkt. Aanbevolen wordt om een mobiele prototype-installatie te bouwen om via praktijktesten de goede werking aan te tonen. Projectnummer: 12395

In dit onderzoek wordt eerst de technische en economische aspecten van diëlektrisch ontsmetten onderzocht ten opzichte van stomen. Daarnaast wordt de effectiviteit voor potgrond getest. In het tweede deel van het onderzoek wordt naast de afdodingstemperatuur van 70°C ook de afdodingstemperatuur van 60°C getest om een verdere energiebesparing te realiseren. De resultaten uit het onderzoek zijn: Als stoom wordt vervangen door diëlektrisch ontsmetten kan aanzienlijke reductie van de CO2-emissie worden bereikt. De grootte van de reductie hangt af van het vochtgehalte van de potgrond. Voor het ontsmetten van potgrond met diëlektrisch ontsmetten werkt de radiofrequent techniek beter dan micro-golven. Op laboratorium schaal is een ontsmettingstemperatuur van 60°C voldoende. Op grote schaal geeft 70°C een goede ontsmetting. Door betere afstelling van de apparatuur en isolatie is hier nog winst te halen. Belangrijk winstpunt is dat de kwaliteit van de potgrond in tegenstelling tot stomen goed blijft, waardoor het gewas beter en sneller groeit ten opzichte van gestoomde potgrond. Diëlektrisch ontsmetten is economisch rendabel. De installatie kan in 1 tot 3 jaar worden terugverdiend. Voor toepassing in de tuinbouw moet een mobiele installatie worden ontwikkeld. Aanbevolen wordt om deze installatie in een pilot op een praktijkbedrijf te testen. Projectnummer: 12078

In dit onderzoek worden de technische en economische aspecten van diëlektrisch ontsmetten onderzocht ten opzichte van stomen en wordt de effectiviteit voor potgrond getest. Uit een literatuurstudie blijkt dat 55°C al voldoende moet zijn om voldoende afdoding te krijgen. Indien een afdodingstemperatuur van 60° gedurende 2 uur voldoende blijkt te zijn, dan levert dit een verdere besparing op van 20%. Als stoom wordt vervangen door diëlektrisch ontsmetten kan aanzienlijke reductie van de CO2-emissie worden bereikt. De grootte van de reductie hangt af van het vochtgehalte van de potgrond. Gebleken is dat voor het ontsmetten van potgrond met diëlektrisch ontsmetten de radiofrequenttechniek beter werkt, dan micro-golven. Op laboratoriumschaal is een ontsmettingstemperatuur van 60°C voldoende. Op grote schaal geeft 70°C een goede ontsmetting. Door betere afstelling van de apparatuur en isolatie is hier nog winst te halen. De kwaliteit van de potgrond blijft in tegenstelling tot stomen goed, waardoor het gewas beter en sneller groeit ten opzichte van gestoomde potgrond. Het project toont aan dat diëlektrisch ontsmetten economisch rendabel is. Projectnummer: 11682