Eindrapportage project Zuurstofvoorziening substraten

Transcriptie

1 Eindrapportage project Zuurstofvoorziening substraten Opdrachtgever: Productschap Tuinbouw Projectnummer:.97 Uitvoerder: TNO, afdeling Toegepaste Plantwetenschappen Projectleider: W.L. Holtman. / S. Heimovaara Adres: Wassenaarseweg AL Leiden tel. nr.: fax nr. : holtman@voeding.tno.nl

2 Achtergrond en probleemstelling: In zowel de wetenschappelijke wereld als in de tuinbouwpraktijk heerst het idee dat er in het wortelmilieu van glastuinbouwgewassen zuurstoftekorten kunnen optreden. Dit zou met name in natte (waterverzadigde) omstandigheden een belangrijke rol kunnen spelen omdat zuurstof zeer slecht door water diffundeert. Wortels hebben zuurstof nodig. Hoewel een plant (wortel) zich in sommige gevallen kan aanpassen aan zuurstoftekorten levert dit altijd een substantiële groeivermindering op. Ook, en minstens zo belangrijk, is de kans groot dat bij zuurstoftekorten de weerstand van de wortel sterk vermindert en er een vergroot risico op ziekten ontstaat. Ondanks het belang van deze feiten is er nog weinig bekend over de werkelijke zuurstofconcentraties in de het wortelmilieu, zowel in grond als in de substraten die worden gebruikt in de glastuinbouw. Door TNO zijn in het kader van het dikke wortelonderzoek in 997 een aantal metingen gedaan met een traditionele (membraan) zuurstofelektrode tijdens de opkweek van komkommer. Uit deze metingen bleek dat bij de opkweek van komkommers soms zeer lage zuurstofconcentraties werden gemeten die vrijwel zeker een zuurstoftekort voor de plant betekende (TNO rapport V97.9). Een goede inventarisatie van welke concentraties er in de praktijk optreden is echter nooit gedaan, onder andere door het ontbreken van een bruikbare meetmethode. De traditionele membraanelektrode is zeer gevoelig voor beschadiging en omdat deze elektrode zuurstof verbruikt, kunnen slechts punt metingen worden gedaan. Bij TNO is nu een nieuwe zuurstofsensor ontwikkeld die is gebaseerd op een nieuw principe. Deze sensor is dun en robuust en verbruikt zelf geen zuurstof. Deze onderzoekssensor is specifiek ontworpen om in substraten te kunnen steken en on-line zuurstof te kunnen meten. Met deze sensor is het mogelijk een goede analyse van zuurstofconcentraties in het wortelmilieu in de tijd te meten. Een ander probleem bij het maken van een goede inventarisatie van het belang van zuurstof in de praktijk is, dat er zeer veel factoren van groot belang zijn voor de zuurstofhuishouding in het wortelmilieu; het substraat, het watergehalte, de microflora, de plant zelf, het klimaat, de nutriëntensamenstelling enzovoorts. Voor een goede eerste inventarisatie zullen dus een aantal keuzes gemaakt moeten worden. Doelstelling: Het doel van onderzoek was om een beeld te geven van het belang van het lucht/watermanagement in de teelt. Er wordt een overzicht gegeven van de zuurstofconcentraties die zich tijdens de teelt en gedurende het dag-nacht ritme voordoen bij twee soorten tuinbouwgewassen, namelijk komkommers en rozen. Het onderzoek moest verder duidelijk maken of lucht/water management een punt is waar winst te behalen valt, en indien dit zo is, waar deze winst te halen is. Resultaten: Er is een overzicht verkregen van de zuurstofconcentraties, watergehaltes, temperatuur en EC waarden in het wortelmilieu van roos en komkommer tijdens verschillende teeltstadia (zie bijlagen en ). Voor dit project werd gebruikt gemaakt van een robuuste, door TNO ontwikkelde, zuurstofmeter die het mogelijk maakte om op wortelniveau (d.w.z. circa cm boven de onderkant van de mat) in de substraten continu zuurstofgehaltes te meten. Het bleek dat met name het watermanagement een grote invloed had op de zuurstofvoorziening. Voor komkommers werden bij telers, die een verschillende teeltstrategie hanteren, zuurstofgehaltes, waterhaltes, temperatuur en EC gehalte gevolgd gedurende langere tijd. Teler A kweekte 6 planten per m en teler B planten per m. Ten aanzien van het watermanagement kan worden gesteld dat teler B zowel in januari, april als juni meer watergiften per m toediende aan de matten, en meer liters water gaf per m. De drain was bij teler B ook altijd hoger dan bij teler A.

3 Watermanagement teler A Aantal giften per dag Drain Watergift (Liter/ m ) Januari %.78 April 9 %.9 Juni 3 8 % 4.4 Watermanagement teler B Aantal giften per dag Drain Watergift (Liter/ m ) Januari 6 3 %.9 April 3 33 % 4.9 Juni Onbekend 3 % 4. Het bleek dat het watermanagement een grote invloed had op zuurstofgehaltes in de matten. Bij teler B, waar watergehaltes van % tot % op wortelniveau werden gemeten, waren de zuurstofconcentraties veel lager, dan bij teler A, waar de watergehaltes tussen de 3 en 9 % lagen. Dit is te zien in bijlage, waar bij teler A de zuurstofconcentraties in de matten op wortelniveau doorgaans tussen de en 9 mg/l lagen, terwijl bij teler B de waarden met - mg/l aanzienlijk lager lagen. Het meest opvallend zijn de verschillen in april. Terwijl bij teler A de matten op wortelniveau nog - 6 mg zuurstof per liter bevatten, zit er bij teler B nog amper zuurstof onder in de matten. De lage zuurstofconcentraties in de matten bij teler B gaan samen met veel hogere watergiften per m (zie tabel), een hogere drain en hogere watergehaltes in de matten. Opvallend is verder dat bij jonge planten, in het begin van het teelt seizoen, de zuurstof waarden bij beide telers hoger lagen dan aan het eind, in april en juni. Ook springt in het oog dat bij teler B de hoogste zuurstofwaarden, in het begin van het teeltseizoen, samen gaan met de lagere watergehaltes. Anders gesteld: bij volwassen planten treden bij teler B dikwijls zuurstoftekorten op, en dat gaat samen met hoge watergehaltes in de matten. De temperatuur en EC waarden verschilden niet significant bij de beide telers. In januari is de temperatuur vrij constant (- C), in april schommelt de temperatuur tussen de en 6 C, en in juni tussen de en 8 C. EC waarden liggen doorgaans tussen de 3 en. Ook in de rozenteelt werd een inventarisatie gedaan van zuurstofconcentraties, EC waarden, watergehalte een temperatuur bij twee telers, gedurende verschillende pen in het seizoen. Teler C had een jong gewas (ca. jaar oud). Hier werden alle rozen tegelijk geoogst, en was sprake van een snee-effect. Bij teler D stond het gewas inmiddels ca. 4 jaar en er werden continu rozen geoogst. Bij beide telers werd geteeld op steenwolmatten WFL 7. Terwijl bij teler C het watermanagement werd afgestemd op instraling, temperatuur, verdamping en drain, gaf teler D per dag continu 6 giften van 7 milliliter, ongeacht externe omstandigheden. Het bleek dat bij teler D, in matten die dagelijks voedingsoplossing kregen op vaste pen, onafhankelijk van instraling, temperatuur, verdamping etc., hoge watergehaltes werden aangetroffen (7-8%). Tevens werden in deze matten regelmatig zeer lage zuurstofconcentraties gemeten, nl. - mg/l (met lucht verzadigd water bevat ca. 9 mg/l). Tijdens de metingen van -3 december had teler D het water in zijn systeem ververst, omdat dat wel erg troebel was, zoals hij zei. Het viel op dat na deze verversing de hoogste zuurstofwaarden bij deze teler werden gemeten. De watergehaltes in de matten bij teler C, waar de voedingsoplossing toegediend werd afhankelijk van bovengenoemde parameters, waren belangrijk lager (4-7%) dan bij teler D, en ook waren zuurstofniveaus aanzienlijk hoger (3-7 mg/l) (zie bijlage ). 3

4 Verder valt nog op dat bij teler D de temperatuur in de kassen tijdens vergelijkbare perioden enkele graden hoger is dan bij teler C. Bij teler C bedroeg de temperatuur tijdens alle meetsessies 7- C en bij teler D 8-4 C. EC waarden lag bij beide telers rond de.. Watermanagement teler C Aantal giften per dag Drain Watergift (Liter/ m ) November 4 3 %. December 4 % 3. Januari 3 4 %.4 Watermanagement teler D Aantal giften per dag Drain Watergift (Liter/ plant/dag) November 6 Onbekend.4 December 6 Onbekend.4 Januari 6 Onbekend.4 Conclusies en aanbevelingen Het project heeft naar voren gebracht dat wellicht in de toekomst teelt strategieën en watermanagement mede op grond van zuurstofmetingen kunnen worden bepaald. Na afloop van de metingen is met de betrokken telers (apart) gesproken over de meetresultaten, en is ook geprobeerd inzicht te krijgen in opbrengsten om zodoende een indruk te krijgen van het effect van de verschillende zuurstofniveaus. In deze gesprekken werd duidelijk dat het lastig is om aan de hand van de huidige resultaten vast te stellen wat het effect is van lage zuurstofniveaus in substraten op de opbrengst, omdat bij beide telers veel overige parameters verschilden. Bijvoorbeeld, de rozentelers teelden verschillende soorten rozen, verder waren de planten niet even oud, en ook was de temperatuur in beide kassen verschillend. Om een relatie te leggen tussen watermanagement en daaraan gekoppelde zuurstofniveaus enerzijds en opbrengst anderzijds is het daarom noodzakelijk om op één locatie rozen te telen (één soort) in verschillende vakken, gebruik makend van verschillende watermanagement systemen. De planten in de verschillende vakken dienen in hetzelfde groeistadium te verkeren. Tevens is het aan te bevelen gedurende verschillende perioden in een seizoen te meten. Wat is de invloed van zomerse omstandigheden met hoge instraling, en de overgang van zomer naar herfst en winter omstandigheden in december en januari met zeer lage instraling? Op grond van bovenstaande aanbevelingen is een vervolgproject gestart met een financiële bijdrage van het Productschap Tuinbouw, met titel Effect watermanagement en substraatkeuze op zuurstofniveaus in relatie tot opbrengst. De looptijd van dat project is 7 maanden en de resultaten worden medio 3 verwacht. Overige producten: De projectresultaten zijn gepubliceerd in twee nieuwsbrieven, één voor de rozen sector en één voor de komkommer sector. Verder is in het vakblad Groeten & Fruit, in week 33, een artikel geplaatst met titel Zuurstof in mat werkt sterk op wortels waarin de resultaten in de komkommerteelt zijn gepubliceerd. In het vakblad voor de Bloemisterij is in week 37 ook een artikel geplaatst met titel Onderzoek zuurstofvoorziening in wortel milieu helpt watermanagement waarin resultaten in de rozenteelt zijn gepubliceerd. 4

5 Bijlage Zuurstof gehaltes, temperatuur, EC waarden en watergehaltes in de komkommer teelt, in januari, bij jonge planten, bij teler A teler A, 8 tot 3 januari mg O/l temp. O mat 7 O mat 3 Temp mat Temp mat 7 Temp mat 3 water gehalte en EC-waarde teler, A 8 tot 3 januari 8 mat mat 7 mat 3 3,8 7 3,6 6 3,4 4 3 : 3:44 :4 7:3 9:3 : 3: : 3: : 7: 8: : :4 4:39 6:34 8:9 :4 :9 :4 :9 4:4 :9 7:4 9:49 :44 3:39 :34 7:9 9:4 :9 3:4 :9 3:4 4:9 6:4 8:49 9:9 :9 3:9 :39 7:49 9:9 :9 :9 :9 4:39 6:49 8:9 :9 3:9 :9 7:39 9:49 :9 :9 :9 4:9 6:39 8:49 :9 3:9 :9 7:9 9:39 :49 3:9 :9 4:9 6:9 8:39 water percentage 3, 3,8,6 WC EC,4,

6 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes in de komkommer teelt, in april, bij volwassen planten, bij teler A zuurstof en temperatuur teler A, tot april 3 mg O/l temp. O mat 7 O mat 3 temp. mat temp. mat 7 temp. mat 3 :8: :8: 3:8: :8: 6:8: 8:8: 9:8: :8: :8: :8: :8: 3:8: 4:8: 6:8: 7:8: 9:8: :8: :8: 3:8: :8: 6:8: 8:8: 9:8: :8: :8: :8: :8: 3:8: 4:8: 6:8: 7:8: 9:8: :8: :8: watergehalte teler A, 6 tot april 7 mat mat 7 mat WC EC watergehalte % EC-waarde 3 9: : :4 9: : :4 : 8: :4 :4 8:4 :44 :4 4:4 7:44 :4 4:4 7:44 :4 :4 3:44 7:4 : 3:39 7: : 3:4 3: 6: 9:4 :9 6:9 9:39 :9 :9 :39 8:9 6

7 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes in de komkommer teelt, in juni, bij volwassen planten, bij teler A zuurstof en temperatuur, teler A, 8 tot 4 juni 3 3 mg O/l temp. O mat 7 O mat 3 Temp mat Temp mat 7 Temp mat 3 watergehalte en EC, teler A, 8 tot 4 juni mat dins/woens mat 7 dond/vrij mat 3 zat/zon , 7,,44 4,34 8,4, 6 9, 3,4 3,34 7,4, 8,,4,34 6,4, 4 7,,4,34,4 9, , 9,4 3,3 3,4 7,4 :34:4 3:4:4 :4:4 6:34:4 7:4:4 9:4:4 :34:4 :4:4 3:4:4 :34:4 :4:4 3:4:4 4:34:4 :4:4 7:4:4 8:34:4 9:4:4 :4:4 :34:4 3:4:4 :4:4 6:34:4 7:4:4 9:4:4 :34:4 :4:4 3:4:4 :34:4 :4:4 3:4:4 4:34:4 :4:4 7:4:4 8:34:4 percentage water water systeem uitgevallen 4 3 WC EC 7

8 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes in de komkommer teelt, in januari, bij jonge planten, bij teler B zuurstof en temperatuur teler B 3 jan tot 4 feb watergehalte temp. O mat 8 O mat Temp mat Temp mat 8 Temp mat :33 8:8 :3 3:48 :33 :8 8:3 :48 3:33 6:8 9:3 :48 :33 3:8 6:3 8:48 :33 4:8 7:3 9:48 :33 :8 4:3 6:48 9:33 :8 :3 7:48 :33 3:8 :3 4:48 7:33 :8 watergehalte en EC-waarde bij teler B, 3 jan tot 4 feb 8 mat mat 8 mat 4, watergehalte 4 3 3, 3 WC EC :3 7: : :4 : 3:3 6: 8: : 3:4 :39 8:4 :9 :4 :9 3:44 6:9 8:34 :9 3:4 :49 8:4 :39 3:4 :9 3:4 6:9 8:44 :9 3:34 :9 8:4 :49 3:4 :39 4:4 6:9, 8

9 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes in de komkommer teelt, in april, bij jonge planten, bij teler B zuurstof en temperatuur teler B, 3 tot april 3 3 mgo/l temp. O mat 8 O mat Temp mat Temp mat 8 Temp mat 9:: :3: - Watergehalte en EC teler B, 3 tot april mat mat 8 4 3, 9 3 WC EC 9, :3 : 4:4 :9 6:3 7: 9: : :3 : : : :3 3: : 6: 7:3 8: : : :3 3:49 :4 6:9 7:34 8:49 :4 :9 :34 3:49 :4 :9 3:34 4:49 6:4 7:9 8:34 % water EC uf,, 9

10 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes in de komkommer teelt, in juni, bij jonge planten, bij teler B zuurstof en temperatuur, teler B, tot 7 juni 3 mg O/l temp. O mat 8 O mat temp. mat temp. mat 8 temp. mat :39:7 :9:7 :39:7 3:9:7 4:39:7 6:9:7 7:39:7 9:9:7 :39:7 :9:7 :39:7 3:9:7 4:39:7 6:9:7 7:39:7 9:9:7 :39:7 :9:7 :39:7 3:9:7 4:39:7 6:9:7 7:39:7 9:9:7 :39:7 :9:7 :39:7 3:9:7 4:39:7 6:9:7 7:39:7 9:9:7 :39:7 :9:7 :39:7 watergehalte en EC, teler B, tot 7 juni 6 mat mat 8 mat, 8 waterpercentage 6 4 4, 4 3, WC EC 3, 7,,,4,4 9,4 3, 7,,,4,4 9,4 3, 7,,,4,4 9,4 3, 7,,,4,4 9,4 3, 7,,,4,4 9,4 3, 7,,,4,4 9,4 3, 3,

11 Bijlage Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes bij rozen, in november, midden in de teelt, bij teler C zuurstof meting teler C, tot november midden in de teelt fase 3 mg O/l temp. sensor verplaatst O mat Temp, mat Temp, mat Temp, mat : 4: 6: 8: : : : : 4: 6: 8: : 4:49 6:49 8:49 :49 :49 :49 :49 4:49 6:49 8:49 :49 :49 4:49 6:49 8:49 :49 :49 :49 :49 4:49 6:49 8:49 :49 watergehalte en EC-waarde, teler C, tot november 8 mat mat mat 7 6,8 watergehalte 4,6 wc ec 3,4 : 4:3 6: 8: 9: :3 3: : : 4:3 6: 8: 9: 3:34 :9 7:4 8:49 :34 :9 :4 :49 3:34 :9 7:4 8:49 :9 :4 3:49 :34 7:9 9:4 :49 :34 :9 :4 3:49 :34,

12 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes bij rozen, in december, juist voor de oogst, bij teler C zuurstofmetingen bij teler C, 3 tot 6 dec juist voor oogst mg O/l temp. O mat Temp, mat Temp, mat Temp, mat :4 4:9 6:4 8:9 :34 :39 :44 :49 4:4 6:9 9:4 :9 3:4 :9 7:4 9:9 :34 3:39 :44 3:49 :4 7:9 :4 :9 4:4 6:9 8:4 :9 :34 :39 :44 4:49 6:4 8:9 :4 Watergehalte en EC-waarde, teler C, 3 tot 6 dec :4 6:3 8: : : 3: :4 3:3 : 7: 9: : :4 4:34 6:4 8:4 :4 :4 3:44 :34 3:4 :4 7:4 8:4 :44 :34 4:4 6:4 8:4 9:4 :44 3:34 :4 3:4 :4 6:4 8:44 watergehalte sensor sensor 4 sensor,9,8 wc,7 ec,6, EC-waarde,4,3,,

13 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes bij rozen, in januari, aan het begin van de teelt, juist na de oogst, bij teler C zuurstof en temperatuur, teler C, tot 4 jan begin van teelt mgo/l temp. O mat 3 O mat Temp, mat 3 Temp, mat Temp, mat :49 :9 :9 7:9 9:9 :39 3:49 :9 4:9 6:9 8:9 :39 :49 4:9 7:9 9:9 :9 3:39 :49 3:9 6:9 8:9 :9 :39 4:49 6:9 9:9 :9 3:9 :39 3:49 :9 8:9 :9 (3 dagen) Watergehalte en EC, teler C, -4 janauri, begin van de teelt 8 mat 3 mat mat, 7 6 watergehalte % 4 3, WC EC, 3:34 :3 7:3 9:3 :3 3:3 :3 3:3 :3 7:3 9:3 :3 3:34 :34 7:34 9:34 :34 3:34 :34 3:34 :34 7:34 9:34 :34 3:34 :34 7:34 9:34 :34 3:34 :34 3:34 :34 7:34 9:34 :34 3:34 3 dagen 3

14 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes bij rozen, in november, bij teler D zuurstof en temperatuur, bij teler D, tot 9 november 3 mg O/l temp. O mat 3 Temp, mat Temp, mat Temp, mat 3 3:3 6:8 8:3 :38 :3 3:8 :3 8:38 :3 4:8 6:3 9:38 :3 :8 3:3 6:38 9:3 :8 4:3 7:38 :3 3:8 :3 4:38 7:3 :8 :3 :38 8:3 :8 3:3 :38 :3 8:8 :3 watergehalte en EC-waarde, tot 9 november, teler D 78 mat mat mat,9 76,8 74,7 watergehalte 7 7,6 wc ec :4 :4 6:44 8:4 :4 :44 3:4 :4 :44 4:4 6:4 7:44 9:4 :4 :44 4:4 6:4 7:44 9:4 :4 :44 :4 :4 3:44 :4 7:4 8:44 :4 :4 3:44 :4 7:4 8:44 :4 :4 3:44 :4 3:4,,4,3 4

15 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes bij rozen, in december, bij teler D zuurstof en temperatuur, teler D, tot 3 dec mg O/l temp. O mat 3 Temp, mat Temp, mat Temp, mat 3 :39 :44 4:49 6:4 8:9 :4 3:9 :4 3:9 :4 7:9 9:34 :39 3:44 :49 7:4 9:9 :4 :9 :4 4:9 6:4 8:9 :34 :39 4:44 6:49 8:4 :9 3:4 :9 3:4 :9 7:4 9:9 watergehalte & EC-waarde, teler D, tot 3 dec sensor sensor 4 sensor,6 9,4, watergehalte 8 7,8,6 wc ec 6 3:4 : 7: 9: : 3: : : 4:4 6:4 8:3 :3 : 4:9 6:4 8:9 :4 :9 3:4 :49 3:44 :39 7:34 9:9 :4 3:9 :4 7:9 9:4 :9 :4 :49 :44 4:39 6:34,4,

16 Zuurstofgehalte, temperatuur, EC waarden en watergehaltes bij rozen, in januari, bij teler D zuurstof en temperatuur, teler D, 4 tot 7 januari mg O/l temp. O mat 3 O mat 3 Temp, mat 3 Temp, mat Temp, mat 3 : 3: : 7: 9:3 :4 3: : 4: 6: 8:3 :4 : : 7: 9: :3 3:4 : 4: 6: 8: :3 :4 4: 7: 9: : 3:3 :4 3: 6: 8: : watergehalte en EC teler D, 4 tot 7 januari sensor sensor 4 sensor,8,6 9,4, % water in blok 8 7,8 wc ec 6 3:34 : 7: 9: : :4 :3 : 4: 6: 7: 9:4 :3 3:4 :4 7:4 8:4 :44 :34 :4 :4 4:4 :4 7:44 9:34 :4 3:4 :4 6:4 8:44 :34 :4 :4 :4 3:4 :44 7:34,6,4, 6