Een goede productie bij 11% minder verdamping ... - Wageningen UR

NIR-SCHERM
KASSENBOUW
56
Effect van beweegbaar folie die NIR-straling reflecteert en en PAR-licht doorlaat
Een goede productie bij 11% minder
Cecilia Stanghellini en Frank Kempkes: “Planten blijken met minder verdamping toe te kunnen. Met het verkennen van de ondergrens van de verdamping
met behoud van productie, is nog heel wat energie te besparen.”
Het afgelopen jaar bekeken de Wageningse onderzoekers Frank Kempkes en Cecilia Stanghellini de effecten van
een scherm bij rozen dat een deel van de NIR-straling tegenhoudt, maar de PAR-straling zoveel mogelijk doorlaat.
De planten verdampen minder zonder nadelige effecten voor het gewas.
T E K S T E N B E E L D : M A R L E E N A R K E S T E I J N
Zonlicht bestaat uit straling met verschillende
golflengten: ultraviolette straling
(UV), fotosynthetisch actieve straling
(PAR) en nabij infrarode straling (NIR).
Ongeveer de helft van de energie-inhoud
van de zonnestraling zit in het NIR-golflengtegebied
en draagt alleen bij aan de
verwarming van de kas en de verdamping,
maar niet aan de fotosynthese.
Beweegbaar binnenscherm
Frank Kempkes: “Wij hebben het afgelopen
jaar in de proefkassen in Bleiswijk
een beweegbaar foliescherm getest dat een
deel van de NIR-straling reflecteert en het
PAR-licht zoveel mogelijk doorlaat. Het idee
erachter is dat door reflectie van de NIRstraling
de temperatuur van de kaslucht
lager blijft. Dat heeft tot gevolg dat de koel-
en ventilatiebehoefte van de kas vermindert,
energieneutraal telen in een semigesloten
kas eerder mogelijk is en de ‘water
use efficiency’ wordt verhoogd.”
De onderzoekers installeerden een beweegbaar
scherm aan de binnenkant van de kas
O n d e r g l a s n u m m e r 5 m e i 2 0 0 9
dat evenwijdig aan het kasdek gemonteerd
zit om de ventilatie zo min mogelijk te
hinderen. Ze kozen een schermfolie van 3M,
dat de NIR-straling voor 40% tegenhoudt en
de gewenste PAR-straling voor 80% doorlaat.
De proef is gefinancierd vanuit het
energieprogramma van LNV en PT.
Roos is gekozen als testgewas omdat
warmte een belangrijke rol speelt bij de
kwaliteit van dit gewas. In twee afdelingen
zit het 3M-folie en in de andere twee zit een
referentiescherm, dat ongeveer evenveel
PAR-licht doorlaat. De klimaatregeling is
verder zo ingesteld dat de kastemperatuur
en CO 2 -concentratie vergelijkbaar zijn.
12% minder warmtebelasting
“We wilden kijken naar het effect op het
gewas en de klimaatregeling als we de
helft van de zonne-energie wegnemen”,
zegt Stanghellini. “We ver-wachtten dat we
minder hoeven te ventileren om eenzelfde
kastemperatuur te bereiken.”
Door metingen en berekeningen bleek
de totale warmtebelasting van de kas
door toepassing van de NIR-schermen
gemiddeld 12% minder dan bij de referentiebehandeling.
Kempkes: “Dat betekent
dat we minder hoeven te ventileren
om dezelfde temperatuur te handhaven.
Door de verminderde ventilatie hebben
we minder verlies van CO 2 bij een gelijkblijvende
concentratie of de mogelijkheid
om een hoger CO 2 -niveau aan te houden.
In de semi-gesloten teelt betekent een
lagere warmtebelasting een verlaging van
de koelbehoefte.”
11% minder verdamping
De gewasverdamping lag als gevolg van
de lagere warmtebelasting 11% lager.
Stanghellini: “De lagere verdamping
was voor ons niet onverwacht, maar wél
dat het geen effect heeft op de gewasontwikkeling
en productie. Een lagere
verdamping zou kunnen betekenen dat
bepaalde nutriënten in mindere mate
worden opgenomen. Wij zijn in onze
proefopzet nog niet tegen grenzen aangelopen.”

verdamping
Er zijn watermonsters genomen en
geanalyseerd om te zien of er verschillen
ontstonden in nutriëntenopname. Ook
zijn er veelvuldig chemische analyses
van de drogestof en mineraalinhoud van
steel en blad bepaald. In alle gevallen
zijn er voor de meeste elementen geen
verschillen gevonden. “Enkelvoudige
ionen neemt het gewas sowieso actief
op. Tweewaardige ionen, zoals calcium
worden wel passiever opgenomen door de
zuigkracht ten gevolge van de mindere
verdamping van de planten. Dus als je
al problemen verwacht, zou je ze daar
hebben moeten vinden.”
Het weg schermen van de NIR-straling
had een lichte kwaliteitsverbetering tot
gevolg: een iets langere steel en meer
versgewicht. Waarschijnlijk omdat de
uitgroeiduur onder deze schermen ongeveer
een dag langer was.
Kempkes: “Deze manier van schermen
biedt potentie voor gewassen waar telers
nu krijten of schaduwschermen toepassen.
Dus niet bij licht minnende gewassen,
waar dit schermmateriaal toch nog teveel
PAR-licht weg vangt.”
Efficiënter watergebruik
Achter de waarneming dat de verdamping
minder afneemt dan de vermindering van
de stralingsbelasting in het NIR-gebied
zit een verhaal. Stanghellini: “Door de
evolutie zijn planten geselecteerd die meer
van de nuttige, PAR-straling absorberen en
de niet-bruikbare NIR-straling voor bijna
de helft reflecteren. Dit betekent dat de
plant opwarmt door de geabsorbeerde
PAR-straling en dat een deel van de NIRstraling
terugkaatst, de kas uit. Het weg
schermen van de NIR-straling heeft dan
ook minder effect op de kastemperatuur
dan verwacht: de kastemperatuur blijft
iets hoger. Daarmee samenhangend,
neemt de verdamping nog steeds af, maar
ook minder dan verwacht.”
Daarnaast heb je te maken met hydraulische
feedback in de kas. Door de lagere
verdamping was de NIR kas droger dan
de referentiekas. De onderzoekster: “Door
de drogere lucht zou het gewas juist meer
verdampen, waardoor de netto afname van
de verdamping kleiner is dan je op basis
van het energiesommetje zou denken.”
Het scherm is interessant voor semi-aride
gebieden. Kempkes: “Door het verlagen
verdamping (g/m 2 per uur)
gemiddelde uurlijkse verdamping van de vier proefafdelingen in de periode van 29 juni tot en
met 3 juli 2008.
van de gewasverdamping zonder effect op
de productie, is efficiënter watergebruik
mogelijk.”
Twee processen
Zeker zo interessant vinden beide onderzoekers
de invloed van de verdamping
op de productie. Kempkes: “Veel telers
denken dat verdamping synoniem is aan
groei. Wij zien dat er twee processen los
van elkaar een rol spelen: Fotosynthese en
verdamping, waarbij de verdamping zorgt
voor nutriëntentransport en koeling van
het gewas. Verdamping reageert op straling
en op luchtvochtigheid.”
In eerdere onderzoeken is de verdamping
altijd verlaagd door vochtiger te telen,
waarbij geen effect op de productie is waargenomen.
“In deze proef zien we dat we
de verdamping ook kunnen sturen door
minder energie (NIR-straling) in de kas toe
te laten, zonder nadelige effecten.”
Grenzen verkennen
Het nieuwe schermmateriaal, dat de
warmte-instraling vermindert, biedt
nieuwe mogelijkheden voor het onderzoek.
Tot nog toe ging verlagen van de
energietoevoer meestal samen met òf
minder PAR òf een lagere temperatuur
in de kas.
“Nu zou je de grenzen kunnen opzoeken
van de hoeveelheid verdamping die de
plant nodig heeft. Als je een grens kent,
kun je ernaar toe sturen. Alle uren dat de
kas wordt verwarmd voor verdamping, is
verspilde energie. Een andere reden om ‘s
ochtends te stoken, is het voorkomen van
condensatie en daarmee het ontstaan van
schimmelziekten. Zolang er geen condensatie
optreedt, kan de plant het aan.”
Nu wordt veel gestookt om het gewas ‘te
activeren’. Uit dit en eerder onderzoek
blijkt dat planten met minder verdamping
toe kunnen. Met het verkennen van
de ondergrens van de verdamping met
behoud van productie, is nog heel wat
energie te besparen, denken de onderzoekers.
Het afgelopen jaar bekeken de onderzoekers
Frank Kempkes en Cecilia Stanghellini de
effecten van een scherm dat de NIR-straling
voor 40% tegenhoudt en de gewenste PARstraling
zo veel mogelijk doorlaat.
De warmtebelasting wordt met gemiddeld
12% verminderd. De verdamping van de
planten gaat met gemiddeld 11% omlaag. Dit
heeft geen negatieve gevolgen voor de productie.
Onderzoek naar de grenzen zou een
toegevoegde waarde kunnen hebben, want
onnodige verdamping is verspilde energie en
verspild water.
S A M E N vAT T I N g
O n d e r g l a s n u m m e r 5 m e i 2 0 0 9
NIR-SCHERM
57
KASSENBOUW