Module Water en watergeefsystemen De CO 2 -voetafdruk van dit drukwerk is berekend met ClimateCalc en gecompenseerd bij: treesforall.nl www.climatecalc.eu Cert. no. CC-000057/NL
Colofon Auteur Jan van den Langenberg, Helicon, Boxtel Redactie Marga Winnubst, Kristal Tekst- en communicatiebureau Beeld ARKA media BV, Beeldverwerving en beeldcreatie Resonans Ton van der Hoorn, Wellantcollege, Aalsmeer Wim Ottema, Boomkwekerij Ottema Onderwijskundige Annet Scholten Het Ontwikkelcentrum heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Bent u desondanks van mening dat we u hebben benadeeld, dan kunt u contact met ons opnemen. Eerste druk, 2016 2016 Ontwikkelcentrum Email: info@ontwikkelcentrum.nl Internet: www.ontwikkelcentrum.nl Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opname of op enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van het Ontwikkelcentrum.
Inhoudsopgave Inleiding 5 1 Water voor de plant 7 1.1 Oriëntatie 7 1.2 De functies van water 7 1.3 Waterstromen in de plant 8 1.4 Soorten water 10 1.5 Opdracht 13 2 Waterkwaliteit en waterbeheer 15 2.1 Oriëntatie 15 2.2 Kwaliteitsaspecten 15 2.3 Verbeteren van de waterkwaliteit - filteren 17 2.4 Verbeteren van de waterkwaliteit - ontijzeren en beluchten 19 2.5 Verbeteren van de waterkwaliteit - ontzouten 20 2.6 Verbeteren van de waterkwaliteit - mengen 23 2.7 Verbeteren van de waterkwaliteit - ontsmetten 23 2.8 Waterbeheer 25 2.9 Opdracht 27 3 Water geven 29 3.1 Oriëntatie 29 3.2 Beregenen en infiltratie 29 3.3 Beregenen als nachtvorstbestrijding 31 3.4 Mobiele watergeefsystemen - buizensysteem, haspelinstallatie, watergeefboom 35 3.5 Watergeefsystemen - regenleiding 37 3.6 Watergeefsystemen - druppelleiding 39 3.7 Watergeefsystemen - bevloeiingsmatten 40 3.8 Waterbehoefte gewas 41 3.9 Watergift instellen in de kas 43 3.10 Watergift instellen in de vollegrondsteelt 45 3.11 Opdracht 49 4 Onderhoud van het watergeefsysteem 51 4.1 Oriëntatie 51 4.2 Onderhoud en reinigen 51 4.3 Druppelsystemen reinigen 52 4.4 Onderhoud en beveiliging van beregeningsinstallaties 55 4.5 Montage van leidingen 57 4.6 Pompgebruik 58 4.7 Opdracht 61 5 Water afvoeren en opvangen 63 5.1 Oriëntatie 63 5.2 Drainage 63 3
5.3 Aanleg van een drainagesysteem 65 5.4 Drainafstand 67 5.5 Controle van het drainagesysteem 69 5.6 Onderhoud van het drainagesysteem 70 5.7 Recirculatie van water 73 5.8 Opslag van water 76 5.9 Wettelijke eisen ten aanzien van wateropslag 78 5.10 Opdracht 79 Begrippenlijst 80 4
Inleiding Kwalificatiedossier Agro productie, handel en technologie Binnen de Beroepsgerichte Kwalificatie Structuur (BKS) zijn er voor het kwalificatiedossier Agro productie, handel en technologie modulen ontwikkeld voor het basisdeel en voor het profieldeel. Modulen uit het basisdeel vormen voor alle deelnemers van het kwalificatiedossier een verplicht onderdeel. De modulen uit het profieldeel behoren bij een specifieke differentiatie uit dit dossier. Water en watergeefsystemen Water en watergeefsystemen is een van de modulen uit het basisdeel. Deze modulen behandelt de belangrijkste begrippen rond dit thema. Water is voor de plant, en dus voor de land- en tuinbouw van levensbelang. Telers proberen zich daarom ook in te dekken tegen watertekorten door watervoorraden aan te leggen. Ook nemen ze allerlei maatregelen om de kwaliteit van het water te beheersen en te verbeteren Hoofdstukken 1 tot en met 5 Hoofdstuk 1 gaat in op de functies die water heeft voor de plant. Ook worden de verschillende soorten water waar we in de plantenteelt mee te maken hebben beschreven en gaan we in op het beregenen. Hoofdstuk 2 gaat over waterkwaliteit en waterbeheer. Wat kun je allemaal doen om de waterkwaliteit te verbeteren, en welke organisaties spelen een rol op het gebied van waterkwaliteit en - beheer in Nederland. Hoofdstuk 3, watervoorziening, gaat in op watergeefsystemen, het bepalen van waterbehoefte en het instellen van de watergift. Je maakt kennis met de verschillende watergeefsystemen, de montage van leidingen en pompgebruik. Watergeefsystemen moeten ook onderhouden worden. Dat is het onderwerp van hoofdstuk 4. Hoofdstuk 5 tot slot gaat in op het opvangen, recirculeren en het afvoeren van water. Veel leesplezier! De auteur Bij dit boek ontvang je een éénjarige licentie op de digitale module. Je vindt de activatiecode op de achterzijde. In deze module vind je computersymbolen. Deze interactieve extra s, waaronder digitale opdrachten, bronnen en hulpmiddelen zijn te vinden in de digitale versie. 5
6
1 Water voor de plant 1.1 Oriëntatie Water is van levensbelang Oorlog om water. Watertekort bedreigt voedselvoorziening. Dit zijn koppen uit Spaanse kranten die aangeven hoe belangrijk water is. In een waterrijk land als Nederland is watertekort geen groot probleem. Toch zijn er ook hier wel eens tijdelijke tekorten in de land- en tuinbouw, omdat er veel water wordt gebruikt. Water is voor de plant, en dus voor de land- en tuinbouw, van levensbelang. Telers proberen zich daarom ook in te dekken tegen watertekorten door watervoorraden aan te leggen en hun gewas tijdig van water te voorzien. 1.2 De functies van water Water en processen in de plant Water is niet alleen nodig voor de energievoorziening van een plant. Het is nodig voor veel meer processen in de plant. Denk maar aan: productie van suikers; transport van voedingsstoffen; temperatuurregeling; celspanning. Productie van suikers In het bladgroen vindt fotosynthese plaats. Daarbij worden water en koolzuurgas met behulp van licht omgezet in suikers en zuurstof. Deze suikers gebruikt de plant vooral voor: de groeiprocessen zoals het maken van eiwitten; celwanden; de dissimilatie; omzettingen zoals de vorming van zetmeel en vetten. Zonder water is fotosynthese niet mogelijk. Transport van voedingsstoffen Water brengt voedingsstoffen via de houtvaten naar de plaatsen in de plant waar ze nodig zijn. Het transporteert de suikers via de zeefvaten vanuit de bladeren naar de groeiende delen van de plant. In de grond of het substraat zorgt het water voor het oplossen van voedingsstoffen, zodat de plant de voedingsstoffen kan opnemen. WATER voor de plant 7
Temperatuurregeling Ongeveer 98 procent van het opgenomen water verdampt via de bladeren. Deze verdamping zorgt ervoor dat de plant koel blijft. Als je in een warme kas een blad tegen je wang houdt, voelt dit koel aan. Voor de verdamping neemt de plant het water uit de grond op, waardoor hij meteen ook meteen voedingsstoffen opneemt. Afb. 1.1 De plant verdampt water. Hierdoor wordt de koeling geregeld en water met voedingsstoffen opgenomen. Ijsfontein Celspanning Water zorgt voor spanning op de celwand, zoals lucht zorgt voor spanning in een fietsband. De kruidachtige onderdelen van de plant, bijvoorbeeld de bladeren, hebben hun stevigheid te danken aan deze celspanning. Wanneer een plant onvoldoende water kan opnemen, gaan de kruidachtige onderdelen van de plant dan ook slap hangen. Afb. 1.2 Links een cel op volle spanning, in het midden een tussenstadium, rechts een cel die te veel water heeft verloren. 1. Zijn de beweringen juist of niet juist? -- Een plant verdampt water om zich te koelen. Juist Onjuist -- Suikers gemaakt bij de fotosynthese worden niet naar de wortels getransporteerd. Juist Onjuist -- Bij een grote verdamping van water door het blad, de bloem en de vrucht wordt de celspanning minder. Juist Onjuist 1.3 Waterstromen in de plant Wateropname Planten hebben een ingenieus systeem om water op te nemen. Ze doen dat via de haarwortels. Door de worteldruk enerzijds en de zuigkracht van de bladeren anderzijds wordt het water door de houtvaten naar boven getransporteerd. In het water zitten de opgeloste voedingsstoffen. De capillaire werking zorgt voor extra ondersteuning van het transport door 8 WATER voor de plant
de zeer kleine houtvaten. De capillaire werking kun je vergelijken met het effect dat je bereikt door een dun reageerbuisje in een bak met water te zetten. Wanneer er boven het buisje lucht stroomt, gaat het water stijgen. Hoe dunner het buisje, hoe sneller het water stijgt. Via houtvaten gaat het water dus omhoog, via de bast- of zeefvaten vindt het transport naar beneden plaats. Wateropname door verdamping Omdat buiten de wortels, in het wortelmilieu, water en voedingsstoffen aanwezig zijn, zijn de celwanden van de wortels halfdoorlatend. Dat betekent dat ze sommige watermoleculen doorlaten en andere stoffen buiten houden. De celwanden werken dus als een semipermeabel membraan. Het proces van wateropname verloopt in één richting. De cellen nemen voedingselementen op en die blijven in de plant totdat ze gebruikt worden. Later verdampt het water. Dit eenrichtingsverkeer van watermoleculen ontstaat doordat de zoutconcentratie in de plantencellen hoger is dan in het wortelmilieu. De hogere concentratie aan zouten trekt water aan vanuit het wortelmilieu. Hoe groter het verschil in zoutconcentratie tussen cel en wortelmilieu, hoe meer water de plant opneemt. De wateropname wordt versterkt door de zuigkracht van de bladeren. Zo is er een voortdurende stroom water tussen wortelmilieu en plant. Osmose De opname van water door de plant is een voorbeeld van osmose, het passeren van stoffen door een semipermeabel membraan tussen een zwakkere en een sterkere oplossing. In het geval van de plant passeren in water opgeloste voedingsstoffen het membraam. En gaat het om water met een lage en een hoge zoutconcentratie. Door capillaire werking en een verschil in osmotische druk ontstaat er worteldruk. Proef Afb. 1.3 Osmose in een bekerglas Door middel van een proef kun je zien wat osmose is. In een bekerglas staat een semipermeabel membraan. Aan kant A bevindt zich een zoutoplossing van 4 procent, en aan kant B een zoutoplossing van 2 procent. De osmose zorgt ervoor dat het water van de laagste naar de hoogste zoutconcentratie gaat, totdat de concentratie aan beide kanten van het membraan even hoog is. Dat betekent dat de hoeveelheid water aan kant A uiteindelijk hoger is dan aan kant B. Er wordt dus water getransporteerd van B naar A. WATER voor de plant 9