Algemene gegevens Highlights -Deelproject Biofoam

Transcriptie

1 Algemene gegevens PPS-nummer Titel Innovatie slag groeisubstraat tuinbouw keten Topsector en innovatiethema T&U Samenwerkende Waardeketen; Meer met minder Projectleider (onderzoek) Andre van der Wurff PPS-coördinator (namens Andre van der Wurff (namens Adrie Veeken) private partij) Contactpersoon overheid Jan van Vliet Status (lopend of afgerond) lopend Type onderzoek (F, T of V) industrieel Werkelijke startdatum Werkelijke einddatum Alle projecten en deelproject biostimulatie 31/11/2017 Korte omschrijving inhoud Het programma beoogt een keten-brede innovatie agenda en de uitvoering daarvan voor vervangen van veen en kokos door lokale bio-based of hernieuwbare producten. Om deze transitie mogelijk te maken wordt daarbij gekeken naar een verhoogde verdiencapaciteit (ziekte weerbaarheid, verhoogde productie en aanpassing aan consument eisen). Highlights -Deelproject Biofoam Dit project is een onderdeel van de PPS Innovatie slag groeisubstraat tuinbouw keten en heeft de focus op BioFoam als substraat. De doelstelling van het project is het ontwikkelen van een hernieuwbaar en biologisch afbreekbaar substraat, welke voldoet aan de wensen en eisen van de kwekers (de markt) ten aanzien van o.a. de productkwaliteit en het rendement. De tuinbouw is om diverse redenen op zoek naar alternatieve substraten. Onderzocht wordt of (gemodificeerd) BioFoam een deel van dat alternatief kan zijn? Deze jaarrapportage beschrijft de activiteiten en de resultaten van de proef te PPO Randwijk in Proef substraatmengsels bomen/heesters In 2015 is een proef opgezet met verschillende substraatmengsels. De mengsels werden samengesteld uit grondstoffen van de verschillende deelnemers aan de PPS en was vooral bedoeld om aan te tonen dat met verschillende aandelen BioFoam in dat substraat een goede kwaliteit gewas geteeld kon worden. Het betreft een 2 jarige proef en de voorlopige resultaten geven aan dat alle behandelingen statistisch gezien even goed zijn. De voorlopige conclusie is dan ook dat BioFoam een prima basisgrondstof kan zijn. Opvallend was het effect van de substraatsamenstellingen op de levermosgroei. Samenstellingen met veen hadden veel levermosgroei, samenstellingen met minder veen en of meer BioFoam statistisch gezien minder levermosgroei. Levermosgroei is een belangrijk probleem. In 2016 wordt dit verder onderzocht. Biologische afbraak April 2015 is het rapport Composting trial with BioFoam products in a full scale commercial composting facility geschreven door Maarten van der Zee opgeleverd. Deze proef is uitgevoerd met producten van Synbra in de composteerfaciliteit van van Attero in Venlo. Op verzoek van Synbra is het rapport geschreven in het Engels zodat het ook

2 buiten Nederland gebruikt kan worden. Het doel van de composteer trial was het beoordelen of BioFoam materialen voldoende snel desintegreren in om met regulier groenafval gecomposteerd te kunnen worden in industriële composteer faciliteiten. In de proef zijn losse BioFoam beads gebruikt, blokken BioFoam van 10x10x10 cm en BioFoam substraat blokken uit een teeltproef inclusief wortelresten. Uit de proef is gebleken dat binnen een enkele composteercyclus van 13 dagen meetbare aanzienlijke polymeer degradatie (op moleculair niveau), volledig verlies van mechanische eigenschappen en ernstige disintegratie van BioFoam blokken tot 15cm dikte op trad. De conclusie uit het rapport die wordt onderschreven door Attero is dat BioFoam producten voldoende snel afbreken en desintegreren en het composteerproces, noch de compostkwaliteit negatief beïnvloeden. Het rapport is beschikbaar op navraag bij Synbra. In 2015 is tevens gewerkt aan toevoegingen die het degradatiegedrag van PLA kunnen beïnvloeden. Het onderzoek wordt in 2016 voortgezet en er wordt gekeken of de bevindingen beschermd kunnen worden. BioFoam modificatie Belangrijkst nadeel van BioFoam is dat het geen water opneemt omdat het een gesloten celstructuur heeft. Onderzocht is of BioFoam gemodificeerd kan worden om de wateropname te verbeteren. In eerder onderzoek zijn diverse methoden onderzocht om de wateropname van BioFoam te verbeteren. Voorbeelden zijn het inmengen van oplosbare componenten die na verwijdering een open-cellig schuim geven, het opblazen van de schuimstructuur of het toevoegen van vochtgevoelige componenten (zoals zetmeel. Belangrijkste bevindingen waren dat alle modificaties aanleiding gaven tot een verhoging van de dichtheid, diverse modificaties productie technisch problemen gaven en dat het effect van wateropname beperkt was. Op basis van een wetenschappelijk artikel is getracht open-cellig schuim te maken op basis van PLA/PBS blends. In de literatuur wordt geclaimd dat deze combinatie schuim oplevert met een percentage open cellen tussen 80 en 95%. Met behulp van extrusie zijn microbeads gemaakt met een percentage PBS tussen 15 en 25% en gebruikmakend van twee typen PBS. Deze microbeads zijn geïmpregneerd met CO2 en vervolgens opgeschuimd met behulp van hete lucht. Tijdens het schuimen wordt in eerste instantie het materiaal goed opgeblazen zakt het materiaal vervolgens snel in. Resultaat is een schuim met een dichtheid die een factor 2 tot 5 hoger is dan BioFoam. Wateropname metingen laten zien dat het schuim slechts beperkt water opneemt (25%) daar waar een zeer sterke wateropname (>100%) noodzakelijk is. Conclusie is dat de methode sterkt kostenverhogend is via de toevoeging van PBS als de verkregen hogere dichtheid en slechts beperk effect heeft op de wateropname. Hiermee is deze methode niet commercieel toepasbaar. Attero streeft naar de inzet van Nederlandse organische reststromen voor gebruik als substraatgrondstof. Attero beschikt over een procedé op basis van vergisting en hydrolyse waarmee vetzuren voor de biobased economy geoogst worden en tegelijk een hoogwaardig compost gemaakt wordt. Het procedé ondervangt veel van de huidige bezwaren tegen compost in potgrond toepassingen. In dit project wordt onderzocht hoe dit compost in potgronden waarde kan toevoegen boven de beschikbare alternatieven. In 2015 zijn twee desk studies, een labproef en een teeltproef uitgevoerd. 1. Desk study 1 Organische reststromen. Geschiktheid voor potgrond mengsels. Deze studie geeft een overzicht van de organische reststromen in Nederland. Op basis van verschillende bronnen zijn de hoeveelheden zowel in ton als in volume achterhaald en is een inschatting gemaakt van hun directe en potentiele geschiktheid als potgrondonderdeel. Veel materiaalstromen vallen af op ongewenste, gevaarlijke of onbeheersbare eigenschappen. Van de geschikte materiaalstromen worden sterke en zwakke punten besproken. Dit verslag bleek ook van belang voor de drie andere bedrijven binnen deze jaarrapportage en is door Attero om niet beschikbaar gesteld aan de deelnemers.

3 2. Desk study 2 Mengmodel potgronden met compost. Op basis van de metingen in 2014 was al duidelijk dat het mengen van compost met andere potgrondonderdelen neerkwam op het nauwkeurig in balans houden van een tiental eigenschappen. Omdat het vinden van de optimale verhoudingen veel herhaalde berekeningen vergde, lag het voor de hand dit werk te automatiseren met een eenvoudig mengmodel. Het model is ook nauwkeuriger, sneller en veiliger dan een gebruikelijke praktijk benadering door trial en error en menselijke inschattingen. Het model is gebruikt om de mengsels uit 2014 en 2025 door te rekenen. Het model is ook gebruikt om een schatting te maken van de benodigde toevoegingen van hulpstoffen als NPK voeding, calciumnitraat om nitraatfixatie te compenseren, bekalking om de zuurgraad in te stellen en ijzerchelaat om ijzerfixatie te compenseren. In het rapport is het model uitgebreid beschreven en bij het rapport is een spreadsheet met de berekeningen geleverd. 3. Labtest Zuurbufferend vermogen compost. Deze labtest beschrijft een experiment waarbij van een aantal materialen wordt bepaald wat de zuurbindende waarde is. Daarnaast wordt gemeten wat de base bufferende waarde van enkele zure materialen is. De uitkomsten worden gebruikt om uit te rekenen hoeveel basisch materiaal (waaronder compost) nodig is om zuur materiaal (venen) te neutraliseren. Daarna zijn een aantal mengingen uitgevoerd met de juiste en hogere en lager doseringen basisch compost in zuur veen. Hieruit bleek de methode goed te voldoen. Er is een kleine aanpassing op de doorlooptijd van de meting voorgesteld omdat het uitgassen van basisch compost na zuur doseren iets meer tijd vraagt dan het neutraliseren van zuur met base. In de bijlagen wordt de methode om het zuurbufferend vermogen van een compost te meten beschreven, en in de structuur van een EN norm procedure beschreven. 4. Teeltproef. Cultivation experiment with innovative potting soils including renewable constituents. In een teelt met Begonia en potchrysant is Attero product gebruikt in potgrondmengsels en vergeleken met in de markt bekende potgrond. Tegen de verwachting in bleef de groei in beide gewassen achter bij de standaard. Hier zijn een aantal redenen voor aangewezen. De belangrijkste hebben te maken met de noodzaak op gemeten behoefte vaker water en voeding te kunnen geven. Deze proef was een gedeelde proef met Pokon Naturado en meer details worden bij Pokon Naturado besproken. -Deelproject Klantgerichte potgrond Pokon Naturado biedt consumenten een reeks potgronden, waarbij veen vooralsnog een belangrijke grondstof is. Pokon Naturado wil als marktleider in de consumentenmarkt graag een voortrekkersrol vervullen waar het gaat om alternatieve grondstoffen. Centraal hierin staat de wens om over te schakelen naar een circulair model, waarbij meer gebruik wordt gemaakt van alternatieve grondstoffen die bij voorkeur lokaal te sourcen zijn. Pokon Naturado is geïnteresseerd in lokale biobased producten mits gebruiksgemak en groei gelijk blijven of verbeteren en mits de prijs niet oploopt. In een nieuwe basismix wordt naast veen gebruik gemaakt van groencompost, kokos en houtvezel. 1. Plant experiment verbeteren shelf life. Pokon Naturado: Houdbaarheid en TC5. Update 1: , eindresultaat. Naar aanleiding van korte proeven bestond het vermoeden dat bestandsdelen (uitvloeier) van het product Graszoden Douche (TC5) de shelf-life van potplanten kan verbeteren. Dit is onderzocht en beschreven. Er waren inderdaad positieve effecten maar de geadviseerde en gebruikte dosering is te hoog en gaf ongewenste neveneffecten. 2. Deskstudy. Fulvozuren en plant versterkers. Achtergrond en werking. In deze desk study zoekt WUR-GH naar plantversterkers die naast een duidelijke werking ook voldoen aan andere specifieke consumenteneisen zoals veilig, geurvrij en langdurig bewaarbaar zowel ongeopend als geopend. In dit verslag worden vele middelen genoemd, een zestal middelen in detail besproken en een viertal middelen aanbevolen voor direct gebruik. Daarnaast wordt in overweging gegeven om één

4 middel door te ontwikkelen. 3. Teeltproef. Cultivation experiment with innovative potting soils including renewable constituents. In een teelt met Begonia en potchrysant zijn Pokon Naturado potgrondmengsels gebruikt en vergeleken met in de markt bekende potgrond. Tegen de verwachting in bleef de groei in beide gewassen in wisselende mate achter bij de standaard. Hier zijn een aantal redenen voor aangewezen. De belangrijkste hebben te maken met de noodzaak op gemeten behoefte vaker water en voeding te kunnen geven. De toediening van nitraat om de stikstoffixatie te compenseren werkt goed maar het verdiend aanbeveling de toegevoegde hoeveelheid deels in mindering te brengen op de bijmesting met NPK voeding. Deze proef was een gedeelde proef met Attero. Voor deze proef is een Italiaanse PhD student ingezet en is in het Engels gerapporteerd. De verschillende componenten -Deelproject Biostimulatie In overleg met het projectteam is besloten om het onderzoek naar RNA merkers voorlopig te stoppen omdat er eerst effecten moeten worden gedemonstreerd op plant fenotype (nl. groei/productie). Er zijn namelijk nog onvoldoende goed gedocumenteerde resultaten van effecten van biostimulanten op groei en productie. Er is daarom gekozen om eerst een fenotype data-bank aan te leggen. Er is voor opkweek gekozen omdat dit een korte proef betekent van maar 6 weken (i.t.t. een teeltperiode van tomaat) en er grote effecten gezien zijn tussen tomaat cultivars in de opkweek. Er wordt in deze databank gezocht naar relaties tussen diverse groei parameters en biostimulanten. Dit is dan meteen het model: m.b.v. gevalideerde (gewasfysio) merkers snel (6 weken) screen van biostimulanten op effect voor opkweek en teelt. Later kan dit alsnog uitgebreid worden met RNA merkers. Op dit moment zijn er drie cultivars onderzocht in kasproeven, namelijk cv s Komeett, Komeett op maxifort en Angelle. Daarbij wordt in opeenvolgende proeven steeds een cultivar herhaald om te kijken naar betrouwbaarheid van de resultaten e/o invloeden van het klimaat. Er is gekozen voor een meet set (afgeleide van het tomaat groei model), w.o. A. GEWASFYSIOLOGIE metingen: vers- en droog gewichten van stengel, bladeren, en totale bladoppervlakte, wortelgewicht, kopdikte, lengte stengel e.d. en B. VISION technieken: radiospectrometrische opnamen ( nm ASD), SPAD, Plantalyzer. In het laatste jaar (2017) worden de biostimulanten ingezet, indien de resultaten van 2016 consequent zijn, in een semi-praktijk jaarrond proef om te kijken of de relaties tussen biostimulanten in de opkweek proeven en de relaties met tomaat jaarrond teelt overeind blijven (validatie stap voor de teelt). Opgeleverde producten -Koepel: -website ontworpen -Deelproject Biofoam 1.2 Rapport Composting trial with Biofoam products in a full scale commercial composting facility. Rapport is net in januari 2016 opgeleverd aan Synbra. Deze wordt eerste verder met de opdrachtgever doorgesproken. 1.3 Poster Duurzaam substraat op basis van BioFoam en rondleiding. Open dag Boskoop, september Deelproject Reststromen (zonder verwijzing; werk uit 2014 dat pas in 2015 beschikbaar kwam)

5 Eveleens, B. and C. Blok (2015). Rapport teeltproef met compost. Deeltaak voor Attero, PPS Innovatieve Substraten. B. Wageningen UR Glastuinbouw, the Netherlands. Bleiswijk, Wageningen UR Glastuinbouw. GTB Eveleens, B. and C. Blok (2015). Producteisen en marktsituatie voor compost in de substraatmarkt. Deeltaak voor Attero in de PPS Innovatieve Substraten. B. Wageningen UR Glastuinbouw, the Netherlands. Bleiswijk, Wageningen UR Glastuinbouw. GTB Blok, C. Rijpsma, E. Ketelaars, J New Growing Media and Value Added Organic Waste Processing. Invited speaker article. Acta Hort. Brisbane Accepted, in press. 2.2 Blok, C. and Eveleens, B Mengmodel potgronden met compost. PPS Innovatieve Substraten: Deeltaak voor Attero. Wageningen UR Glastuinbouw, Bleiswijk, GTB-xxxx. 2.3 Regelink, I., Blok, C., and Eveleens, B Zuurbufferend vermogen compost. Wageningen UR Glastuinbouw, Bleiswijk, GTB Pica, F., Eveleens, B., van Winkel, A., and Blok, C Cultivation experiment with innovative potting soils including renewable constituents. PPS: Innovative Substrates 2015, combined experiment for Attero and Pokon Naturado. Wageningen UR Glastuinbouw, Bleiswijk, GTB Blok, C., Kokos en biochar geschikte alternatieven voor veen in potgrond. Onder Glas 8: Blok, C., Omgaan met minder stabiele materialen. Onder Glas 1: Eveleens, B. and Blok, C., Pokon Naturando and Attero: Innovative Potting soil. Update 1: , trial start. Update 1. -Deelproject Klantgerichte potgrond (zonder verwijzing; werk uit 2014 dat pas in 2015 beschikbaar kwam) Eveleens, B. and C. Blok (2015). Rapport teeltproef. Deeltaak voor Pokon Naturado, PPS Innovatieve Substraten. B. Wageningen UR Glastuinbouw, the Netherlands. Bleiswijk, Wageningen UR Glastuinbouw. GTB Blok, C. Rijpsma, E. Ketelaars, J New Growing Media and Value Added Organic Waste Processing. Invited speaker oral. IHC congress, Brisbane Blok, C. and Eveleens, B Fulvozuren en plantversterkers. Wageningen UR Glastuinbouw, Bleiswijk, GTB Pica, F., Eveleens, B., van Winkel, A., and Blok, C Cultivation experiment with innovative potting soils including renewable constituents. PPS: Innovative Substrates 2015, combined experiment for Attero and Pokon Naturado. Wageningen UR Glastuinbouw, Bleiswijk, GTB Blok, C., Pica, F., Eveleens, B., and van Winkel, A., 2016 Attero / Pokon Naturado: plant experiments with substrate mixes. Begonia and Chrysanthemum persons BCO Innovative Substrates Blok, C., Kokos en biochar geschikte alternatieven voor veen in potgrond. Onder Glas 8:7-9.

6 3.6. Blok, C., Omgaan met minder stabiele materialen. Onder Glas 1:39. -Deelproject Biostimulatie 4.1 A.W.G. van der Wurff, T. Kierkels, E. Heuvelink (2016) Meten plantweerbaarheid lijkt mogelijk maar nog veel opbouw kennis nodig. In druk Onder Glas. 4.2 Framewerk onderzoek en praktijk voor inzet biostimulanten - Bijdrage aan de groei, productiviteit en weerbaarheid. Onder Glas. Staalduinen, J. van; Wurff, A.W.G. van der Onder Glas 12 (2015)5. - p Systematische aanpak overmatige wortelgroei loont Biostimulant werkt alleen in de goede omgeving. Kierkels, T. ; Streminska, M.A. ; Wurff, A.W.G. van der - \ 2015 Onder Glas 12 (2015)2. - p Biostimulants are marching ahead in horticulture (interview met Andre van der Wurff) Reinders, U. ; Wurff, A.W.G. van der - \ 2015 Hortibiz / TuinbouwCommunicatie 2015 (2015)2. - p Website PPS Koepel