Belichting, CO 2 en rookgasschade

Transcriptie

1 2/18/28 Belichting, CO 2 en rookgasschade Wat komt er aan de orde? Leo Marcelis & Ep Heuvelink Wageningen UR: WUR Glastuinbouw Leerstoelgroep Tuinbouwproductieketens Met medewerking van: Anja Dieleman, Tom Dueck, Feije de Zwart, Ruud Maaswinkel CO 2 Trends Fysiologisch effect van CO 2 : fotosynthese Effecten van CO 2 op groei CO 2 balans van de kas Schadelijkheid van rookgassen Wanneer effect Welke concentratie in kas Belichting Waarom assimilatiebelichting Rol van licht plantkundig Verbeteren lichtbenutting Groeibijeenkomst Westland Energie Services Maasbree, 31 januari 28 Trends in CO 2 Effecten van CO 2 op de plant Op meeste bedrijven is CO 2 dosering standaard Verschillende bronnen: ketel, WKK, OCAP, vloeibaar Steeds hogere concentraties in met name zomerhalfjaar Semi gesloten kas: hogere productie vooral door hogere CO 2 concentratie Bewustwording schadelijkheid rookgassen Meer fotosynthese, waardoor meer groei (15 3%), productie, zetting, vertakking, minder abortie Meeste planten: CO 2 is alleen overdag van belang. Mogelijke uitzondering zijn CAM planten als Phalaenopsis Beetje sluiting huidmondjes (1%) In principe altijd meer groei door meer CO 2 (tot max 8 1ppm) Dikker blad (meer gewichtsgroei, gelijke oppervlakte) Wees alert op verontreiniging rookgassen Bruto gewasfotosynthese (mg CO2 m -2 s -1 ) CO 2 : tot circa 8 ppm duidelijke verbetering fotosynthese; vooral bij veel licht en hoge temperatuur 3 2,5 2 1,5 1, Globale straling buiten (W m -2 ) co2-25 co2-3 co2-35 co2-4 co2-6 co2-7 Vuistregel effect van CO 2 : Per 1 ppm toename CO 2 is % toename in groei te berekenen als 15 1 CO 2 CO 2 Van 35 naar 45 ppm: 12% extra groei Van 6 naar 7 ppm: 4% extra groei Van 1 naar 11 ppm: 1.5% extra groei Maar: van 35 naar 25 ppm kost 19% groei!! Fotosyntheseberekening bij 25 C Naar Nederhoff 1

2 2/18/28 Bij hoge CO 2 concentratie ligt optimum temperatuur hoger 3 1 ppm Blad fotosynthese (µmol CO2 m -2 s -1 ) ppm Temperatuur ( o C) CO 2 bij paprika: betere zetting hogere productie blad + stengel (g droge stof / plant) ppm 58 ppm 78 ppm Tijd (weken) Vruchten (g drogestof /plant) ppm 58 ppm 78 ppm Tijd (weken) Uit Dieleman et al. CO 2 gesloten kas 18 Berekening groeimodel (lijnen) en gemeten tomatenopbrengst CO2 concentratie (ppm) Open kas Gesloten kas Opbrenst tomaat (kg m -2 ) Gesloten Open Tijd na planten (weken) Dagnummer Meting en modelberekening: 16% hogere opbrengst door hoger CO2 Themato Themato Rasverschillen bij chrysant De CO 2 concentratie is een balans Tak drooggewicht (g) ppm 15ppm ras A ras B ras C Aantal bloemen ppm 15ppm ras A ras B ras C Ventilatieverlies CO 2 dosering CO 2 opname verademing Uit Maaswinkel e.a. 2

3 2/18/28 De CO 2 concentratie is een balans 4 kg/(m² jaar) 5 kg/(m² jaar) 1 kg/(m² jaar) 45 kg/(m² jaar) 5 kg/(m² jaar) Er zijn rekenprogramma s voor optimalisatie CO 2 CO 2 Optimizer Rookgassen bij gebruik van de WKK Doel: Zo efficiënt mogelijke inzet CO 2 bronnen Rekening houden met: klimaatomstandigheden binnen/ buiten de kas buffercapaciteit en gas /OCAP contracten weersverwachting Berekent continu extra kosten en extra opbrengsten van CO 2 dosering (rookgas, OCAP, vloeibaar) optimale instelling voor CO 2 regeling in klimaatcomputer Bij doseren van CO 2 ook rookgassen Rookgassen: vooral NOx en etheen Maar ook methaan, ethaan, benzeen, hexaan... Ontwikkeld door WUR Glastuinbouw en Hortimax Effectgrenswaarde: concentratie x duur = effect Effectgrenswaarden oud en nieuw 1 Expositieduur (uren) Gas NO NO2 NOx nieuw Conc (ppb) Acuut Duur uren uren 24 uur Conc (ppb) Chronisch jaar Duur maanden maanden 1.1 Etheen 5 uren 8 maanden Etheen concentratie (ppb) Etheen nieuw 11 8 uur 5 4 weken Uit Dueck et al. Uit Dueck et al. 3

4 2/18/28 Metingen aan rookgassen uit de WKK Metingen van rookgassen in de kas LNV energie programma Wat komt uit de WKK aan rookgassen? Wat ziet het gewas ervan? CO 2, NO x, etheen, methaan (broeikasgas) 5 bedrijven, met verschil in gewas, type WKK, vermogen WKK, type reiniger ventilatie verlies NOx en CO 2 dagverloop bij roos Concentratie Methaan 5 1 ppm Etheen 1 4 ppb 8 12 NOx geen bypass gas 1 4ppm X Wkinstallatie CO 2 -ventilator rookgasreiniger ketel gas rookgassen Concentratie Methaan 2 ppm Etheen 5 2 ppb NOx 5 4ppb CO 2 > NO x binnen > NO x buiten > NOx concentratie (ppb) CO2 Nox binnen Nox buiten Dag (uren) CO2 concentratie (ppm) Uit Dueck et al. 24 uursgemiddelde NOx en CO 2 (potplanten) CO 2 > NO x binnen > (schadedrempel: 4) NO x buiten > NOx concentratie (ppb) Sept 2 Sept 24 Sept 28 Okt 2 CO2 Nox binnen Okt 31 Nov 4 Nov 8 Nov 12 Nov 16 Nov 2 Nov 24 Nov 28 Dec 2 Okt 6 Nox buiten Uit Dueck et al. CO2 concentratie (ppm) Metingen gedurende 3 dagen Etheen (etheen in kas <5ppb) NOx CO 2 rookgas Rookgas kas kas CO2 aan/uit 4

5 2/18/28 NOx 24 uurs gemiddelde concentraties in de kas i.r.t. de effect grenswaarde (let op seizoen en ventilatie) Bedrijf 5: lagere CO 2 conc. (5ppm) [ppb] bedrijf [ppb] bedrijf [ppb] bedrijf [ppb] bedrijf [ppb] bedrijf 5 gemeten NO x effect grensw aarde maart mei juni sept okt Conclusies t.a.v. rookgassen Negatieve consequenties van rookgassen (met name NO x ) behoeven aandacht Regelmatig onderhoud WKK (maar ook ketel) essentieel! Bij WKK niet doseren zonder reiniger Meer problemen bij weinig ventilatie (denk aan gesloten kas) Doseer rookgas CO 2 niet te hoog (<8 1 ppm) Metingen op gewasniveau gewenst (in ontwikkeling) Voor onderzoeksrapport zie: Waarom groeilicht? Betere concurrentiepositie door jaarrondproductie of productievervroeging betere kwaliteit Hogere productie Meer stuurmogelijkheden van gewas Gelijkmatiger arbeidsfilm Verschil in gevoeligheid menselijk oog / plant bij gelijke foton stroom per golflengte PAR oog (lux) plant PAR ( mol m 2 s 1 ) Belichting tuinbouw: mol/s/m2 van belang, lux zegt niets! Licht natriumlampen is geel/oranje: zeer goed zichtbaar voor mens/dier Plant kan wel degelijk ook groen licht gebruiken De rol van licht plantkundig bezien Fotosynthese Daglengte effect (b.v. chrysant en kalanchoë zijn kortedag planten) Een kortere daglengte in de zomer geeft bij gerbera tot 28 procent meer bloemen (DLV, 26) Lichtkleur: plantontwikkeling Lichtkleur: Rood/verrood verhouding (met name eind dag) Lage rood/verrood (of belichten met verrood): Strekking, toename bladoppervlak, afname bladdikte Minder vertakking, remming knopuitloop Tomaat klimaatkamers betere ontwikkeling met verrood nabelichting Hoge rood/verrood Minder abortie bloemen en vruchten Betere vertakking 5

6 2/18/28 Afkappen natuurlijke dag (geen schemering) plant blijft korter Lichtkleur: Blauw licht Remming lengtegroei, kleiner, dikkere blad Stimuleert opengaan huidmondjes anthocyaanvorming 8 uur 8 uur daglengte Natuurlijke Daglengte + 1 uur verrood daglengte Bron: Dr. Theo Blom, Universiteit van Guelph, Ontaria, Canada Lichtkleur: experiment Fuchsia Kalanchoe Invloedblossfeldiana lichtniveau op productkwaliteit Meer licht (met name in herfst en winter) Kortere teeltduur (reactietijd korter) Meer bloemschermen Zwaardere bloemschermen met meer bloemen 21 o C wit oranje (oranje= wit zonder blauw) mol.m ².s 1 : Belichtingsproef tomaat in 26 Kernvragen: Optimale belichtingsduur: de laatste 3 uur belichting leveren onvoldoende meerproductie? Korter intensief belichten of langduriger met lage intensiteit belichten? Behandelingen (tot week 14) Nr Lichtduur Lichtintensiteit Lichtsom Licht aan (uur) mol/m 2 /s lux mol/m 2 /dag (uur) : 16: : 16: : 16: : 16: 6

7 2/18/28 Productie gerelateerd aan totale lichtsom (t/m wk 2) Cumulatieve vruchtproductie (kg FW m -2 ) X H H H L 2% 8% Cumulatieve straling in de kas (mol PAR m -2 ) X Conclusies belichtingsproef tomaat Hoogste productie bij 18 uur belichten met hoge lichtintensiteit Ca. 6 weken na effect 15 uur 162 mol m 2 s 1 hogere productie dan 18 uur 135 mol m 2 s 1 (zelfde lichtsom) Heeft LED de toekomst? Voordelen Lichtkleur Geen warmtestraling Plaats in gewas Onderzoek 28 Metingen in praktijk Onderzoek bij WUR /Eerste_ervaringen_met_LED verlichting_in_de_praktijk.htm Heeft LED de toekomst? Heeeeele grote föhn???? Foto: LEDs bij tomatenbedrijf v/d. Kaaij Vakblad voor de bloemisterij, januari 28 Plantkundige verbetering van belichtingsefficiëntie: Hoe? Timing: Houdt rekening met etmaalpatronen Fotosynthesecapaciteit na start belichting Betere timing van belichting Betere plaatsing van belichting Lichtkleur Betere lichtonderschepping door gewas Afstemming andere teeltfactoren Netto fotosynthese (µmol m-2 s-1) lampen aan : 1: 2: 3: tijdstip van de dag (uur:min) Eerste 3 minuten lagere fotosynthese niet direct alle lampen aan (metingen tomaat) 7

8 2/18/28 Timing: Houdt rekening met gewasstand en gewasfase Vruchtgroenten: niet vanaf planten volop belichten want dan gewas uit balans Gewassen met fluctuaties in source/sink (roos op snee, paprika): niet te veel licht als source/sink hoog is Plaatsing aandacht voor verticale licht en temperatuurverdeling aanpassing rijstructuur aanpassing armatuur tussenbelichting Tussenbelichting zou lichtbenuttingsefficiëntie kunnen verbeteren, want betere lichtverdeling in het gewas Plaatsing: Tussenbelichting Plaatsing: Tussenbelichting Finland 27 SON tussenlicht Noorwegen 25 TL tussenlicht Onderzoek op IJsland 1% licht van boven (1%) versus boven (55%) en tussenbelichting (45%) bij tomaat 18 uur per dag 6.5% productie toename gemeten Onderzoek bij komkommer in Finland: 6 8% productietoename Proef in Nederland: geen productieverhoging, wel betere kwaliteit door tussenbelichting bij komkommer Tussenbelichting met LEDs Afstemming teeltfactoren Belichting veelal hogere plantdichtheid optimaal Effect op fotosynthese groter bij hoge CO 2 concentratie en temperatuur Afstemming aanbod en vraag assimilaten Meer licht, meer assimilaten hogere temperatuur voor hogere assimilatenvraag Voorkom schaduwwerking door belichting. Begin optimalisatie bij natuurlijk licht 8

9 2/18/28 Conclusies CO 2 en rookgas Conclusies ten aanzien van licht CO 2 werkt vooral via fotosynthese Verdubbeling van CO 2 van 35 naar 7ppm: +3% productie CO 2 positief effect bij alle gewassen Gemiste kans dat niet iedereen CO 2 doseert CO 2 grootst effect op plant bij veel licht en hoge temperatuur Echter als ramen open zijn veel kg s CO 2 nodig om CO 2 concentratie te verhogen Open kas: meeste CO 2 verdwijnt naar buiten (1% in plant) Wees alert op verontreiniging rookgassen (niet te hoge conc. Rookgas CO2, onderhoud reiniger, alleen doseren als reiniger aan) Inzet assimilatiebelichting sterk toegenomen; zet verder door. Belichting vraagt om aangepast teeltsysteem Tussenbelichting kan productie verhogen LED veelbelovende toekomst, maar pas op voor fabeltjes Er zijn nog groot aantal deels niet goed bekende mogelijkheden tot verhoging lichtefficiëntie Spanningsveld tussen energieverkoop en tuinbouwproductie Bedankt voor uw aandacht Wageningen UR 9