Op weg naar een volledige waterkringloopsluiting voor roos Erik van Os, Bram van der Maas, Ellen Beerling, Chris Blok, Wim Voogt Wageningen UR Glastuinbouw verdamping Gewas bescherming spui regenwater opvang condens water EC ph nutriënten drainwater mengbak ontsmetting Waterstromen regenwater basin hergebruik ontsmet water additioneel gietwater Afvalwater filterspoelwater teeltwisseling schoonmaken Waarom kringloopsluiting? Oppervlaktewaterkwaliteit Nutriënten Gewasbeschermingsmiddelen (GBM) Kaderrichtlijn Water (KRW) Eigenlijk 2: schoon oppervlaktewater GLAMI: Nagenoeg NUL lozing 227 Praktisch Doelvoorschrift ipv middel Emissienormen ipv bemestingsnormen Behoud middelenpakket Ontwikkelingen in waterverbruik teelt Efficiëntie watergebruik 9 8 7 Substraatteelt Belichting Semi gesloten kas?? 97 98 99 22 23 Meer techniek lager waterverbruik
Kas in Regenwater (7 9%) Bassin (>m 3 /ha) natrium (Na + ) GBM? Omgekeerde Osmose Welke bron? Leidingwater zouten Oppervlaktewater Zouten, ziekten, GBM Grondwater (= bronwater) zouten Condenswater GBM Kas uit Drainwater Ziekten: ontsmetten Spui Natrium Groeiremming Voeding verkeerd Overlopen tanks Filterspoelwater Nutrienten, GBM, ziekten, organisch materiaal Lek Druppelaar staat verkeerd Goot lekt Waarom? Hoeveel? Hoe vaak? Waarom loost u? Uit gewoonte Ziekten niet rondpompen Te hoog natrium Groeiremming voorkomen Te weinig wateropslag Storingen Wat kunt u er aan doen? Anders gaan telen Ontsmetters Beter gietwater, laag natrium Geavanceerde oxidatie Bassin vergroten Snel(ler) verhelpen, vasthouden Hoe spui te verminderen? 2
Kosten van spui Hoeveelheid spui Meststoffen:, per m 3 met EC, ms/cm Water: ca. /m 3 (.6.) Bij EC 2, ms/cm is elke m 3 water 2,2 waard Droog, nat jaar Grootte regenwater bassin:,, Natrium gietwater: leidingwater/osmose Grotere drainfractie: 2%,% 3m 3 /dg via Filterspoelwater DLV, LTO Groeiservice Basis Regenwaterbassin: m 3 /ha Aanvullend: leidingwater (,8mmol/l) 2% drain Droog jaar (mm regen) Waterverbruik: 223 mm Spui: 8% (2 m 3 /ha; =, ) Na> 4mmol/l dg elke dag drain: open systeem drain 2m 3 /d Bassin en Neerslag 94 87 26 32 8. 7. 4 6.. 3 4. 3. 2 2.. 94 87 26 8 7 6 4 3 2 94 87 26 Nat jaar Waterverbruik: 223 2 mm Spui: 8% (2 m 3 /ha) % 8. 7. 6.. 4. 3. 2.. ook in nat jaar droge perioden, dus > 4 mmol/l 94 87 26 leidingw nodig /6 4 3 2 7. 6.. 4. 3. 2.. Bassin en Neerslag 94 87 26 32 8. 7 6 4 3 2 94 87 26 8 94 87 26 8 4 3 2 Drain %: % ipv 2% Waterverbruik: 223 299 mm Spui: 8% (2 m 3 /ha) 23% Bassin en Neerslag 94 87 26 Groter bassin: m 3 /ha Waterverbruik: 223 8 mm Spui: 8% (2 m 3 /ha) % Bassin en,, Neerslag,, 8 94 87 26 32 8. 7. 6.. 4. 3. 2.. 8. 7. 4 6.. 3 4. 2 3. 2.. 7 6 4 3 2 8. 7. 6.. 4. 3. 2.. 8. 7. 4 6. 3. 4. 2 3. 2.. 4 3 2 94 87 26 94 87 26 94 87 26 94 87 26 omdat Na = 4 mmol/l meer spui dg elke dag drain: open systeem drain 4 6m 3 /d 4 2 8 6 4 2 blijft droog jaar Na > 4 mmol/l meer spui drain 2m 3 /d 8 7 6 4 3 2 / 94 87 26 /2 94 87 26 3
Osmosewater ipv leidingw. Waterverbruik: 223 mm Spui: 8% (2 m 3 /ha) % Bassin en Neerslag 94 87 26 32 Dagelijks 3 m 3 Waterverbruik: 223 3 mm Spui: 8% (2 m 3 /ha) 3% Bassin en Neerslag 94 87 26 8. 7. 6.. 4. 3. 2.. 4 3 2 8. 7. 6.. 4. 3. 2.. 4 3 2 8. 7. 6.. 4. 3. 2.. 4 3 2 8. 7. 6.. 4. 3. 2.. 7 6 4 3 2 94 87 26 94 87 26 94 87 26 94 87 26 geen Na het systeem in: weinig spui 6 4 3 2 % drain eenmaal spui om Na elke dag 3m 3 via filterspoelwater 7 6 4 3 2 /3 94 87 26 //3m3 94 87 26 Conclusies spui standaard osmose m3 nat jr drain % gunstig 3m3 waterverbruik 223 8 2 299 6 3 %afvalwater 8 23 3 Spui op basis van natrium Groter bassin Goet gietwater osmose Hoog drain% geeft meer spui Onbalans in mat: stapelbeurten Voedingsbalans is scheef Hoe komt dat? Kan je het voorkomen? Hoe vaak? Vervanging systeeminhoud = m 3 /ha =,3% van waterverbruik Waarom hoog drain%? Waarom dagelijks lozen? Overloop silo s Storingen: ontsmetter werkt niet te kleine silo s na verbouw overige technische storingen Resultaat Drain van één dag stroomt weg 2% drain: 2m 3 =.2% van waterverbruik % drain: 4 6m 3 =.6% Frequentie van overlopen belangrijk Tijd tot herstel belangrijk: reserve onderdelen op voorraad Maximumniveau van bv. 8% in vuilwatersilo, zodat bij storing silo nooit vol kan zijn bij storing max. niveau naar % brengen Overloop naar extra buffertanks 2 m 3 /ha =, /ha Spoelwater zandfilter Bedrijf: 6 ha Zandfilter: spoelt keer per dag met water met meststoffen 8 m 3 per spoelbeurt Stel: teeltdagen = spoeldagen: totaal 2. m 3 spui met EC 3, ms/cm ( m 3 /ha) Elke m 3 spui 2, Dagelijkse spoelbeurt kost 2 Totaal 6. per jaar. per ha per jaar 4
Kosten storing = spui Emissiechecklist Voorbeeld: Ontsmetter stuk 6 ha teelt; drain 2 l/m 2 per dag Één dag spui = 2 l/m 2 = 2 m 3 = per ha per dag Ontsmetten en risico op ziekten in gietwater Regenwater Leidingwater Oppvlaktewater Bronwater Osmosewater Condenswater Drainwater ontsmetten ziekten + ++ nutriënten ++ ++ + kosten ++ ++ ++ + hoog risico laag risico Fysische ontsmettings methoden () Verhitten dosering: 9 o C gedurende 3 s High pressure UV installation UV belichting (24nm, UV C) mj/cm 2 (bacteriën en schimmels) mj/cm 2 (virus; pepinovirus mj/cm 2 ) Membraan filtratie (micro, ultra & reverse osmosis) < micrometer Vaak alleen voor ontzouting Hoge investering, grote bedrijven, werkt goed Fysische ontsmettingsmethoden (2) Langzaam zandfiltratie korrelgrootte:..3 mm Filtratie snelheid: l/m 2 /h filter media: zand, steenwol, perliet, lava afmetingen (m 2 ) = x capaciteit (m 3 /h) Betrouwbaar, lage investering, kleine bedrijven
Chemische methoden, oxidators () Reactie met alle organische stof, zoals in leidingen (tegen verstopping + bijproducten) Zeer fijne voorfiltratie nodig: 8 um Ozon (O 3 O 2 + O. ) g.h.m 3, behandelingstijd h, lage ph Hoge investering, strikte regels bij toepassing On site maken van ozon betrouwbaar Waterstof peroxide (H 2 O 2 H 2 O + O. ).% (pythium),.% (fungi),.% (virus) Activator vereist voor stabiliteit (zwak zuur), ph verlaging Gemakkelijk schade aan plantenwortels (.%) In gebruik voor leidingen (bio fouling) Chemische methoden, oxidators (2) Natrium hypochloriet (NaOCl HOCl + NaOH or OCl ) Huishoud bleek fo chloorbleekloog (goedkoop) Ontbinding in NaClO 3 (weer) variabele resultaten Niet effectief tegen virus Na + toegevoegd aan gesloten systeem Giftig voor planten bij: >ppm Corrosie andere metalen Chloordioxide (ClO 2 ) <ppm, min. behandeltijd, ph onafhankelijk On site maken (hydrochloric zuur + natrium chloride) Duur Onbekend of werkt tegen plant pathogenen Andere methoden Koper zilver ionisatie Electrolyse: ca. 2 ppm Niet erg effectief, alleen pythium, phytophthora Actieve koolfiltratie Adsorptie van organische, niet polaire stoffen Regeneratie vereist Niet geschikt om pathogenen te verwijderen WERKING EN KOSTEN Verhitten UV belichting Membraan filtratie Langzaam zand filtratie Ozon Waterstof peroxide Natriumhypochloriet Chloordioxide Koper zilver ionisatie Actief kool WERKING ++ ++ ++ + ++ ++, +,, KOSTEN + + ++ Geen ontsmetting slechte werking ++ goede werking +++ hoge kosten + lage kosten Ontsmetten van andere materialen Substraten Eenmalig gebruik Druppelaars Jaarlijks Volzetten met loog of zuur Plastic folie Meestal verwijderd en vernieuwd Hygiene! 6
VOORKOMEN GROEIREMMING Voorgaand werk: Praktijk werking H 2 O 2 (tox test) Dit project: Praktijk duurproef (opbrengst). Alleen UV, lozen volgens teler 2. Alleen UV, % recirculatie, lozen op Na>4mmol/l 3. H 2 O 2 + UV, % recirc., lozen op Na>4mmol/l. Groeiremming meten Fytotoxkit Resultaten Biotoets Fytotoxkit 8 maart 9 Code UV H 2 O 2 (mj/cm 2 ) (mg/l) 3 7 7 2 7 3 7 6 2AA Sroos S2kk Wortellengte Scheutlengte (%) T M T M 4 9 88 93 9 92 88 2 92 97 3 8 98 9 43 4 47 24 6 8 3 4 96 88 9 93 8 97 72 89 8 96 8 93 RESULTATEN tuinkers mosterd gemiddelde wortellengte Productie: gewicht. percentage van cumulatief gewicht t.o.v. referentie (A) A gew icht 6. B gew icht wortellengte [mm]. 4. 3. 2.... C gew icht. Std R Std K 4 3 9 7 (= A schoon) 6 (= C schoon) 4 (= B schoon) (= A vuil) 9. 6 2 26 3 36 week behandeling 7
Optimaliseren bemesting Regeling op vaste EC (.8 ds.m ) vanuit de drain (= 4% van de gift; 2, ds.m ) Wat gebeurt er als er meer terugkomt dan wordt bijgemengd? Drain %, altijd Spui Is een dynamische regeling mogelijk (% van gift EC)? Drainfractie verlagen: b.v. 3% Wat is effect voorec =,6; gift 2,? Gewasgroei is gelijk per tijdseenheid Zorgen voor gelijke ionenconcentraties in wortelmilieu (streefcijfers) Onafhankelijk van drainfractie Onafhankelijk van verse/oude voeding (kalium = kalium) Berekend op basis praktijkmetingen REGELING VERBETEREN: Effect van spui regelingen op de hoeveelheid spui Regeling.7 EC.8 EC.9 EC Dynamisch 4% Dynamisch % Dynamisch 6% 4 92 46 4 spui l/m 2 %.6 7. 3..9 4.2.9 Conclusie: Verbeterde regelingen besparen % of meer spui Besparingen op nutriënten liggen hoger Aangetroffen middelen 8 Aantal aangetroffen stoffen 6 4 2 8 6 4 2 Gewasbeschermingsmiddelen Woudse Droogmakerij (8) jan8 feb8 mrt8 apr8 mei8 jun8 jul8 aug8 sep8 okt8 nov8 dec8 aangetroffen onder norm aangetroffen boven norm 8
Welke middelen? Substraat en grondteelt in de kas Active ingredient Aantal keren (%) boven MTR bassinwater condenswater Filter spoel water drainwater Bij x van 2 onderzochte telers imidacloprid(admire) 79 (33%) 9 3 7 39 2 pirimicarb((pirimor) 4 (9%) 9 6 8 2 3 methomyl((methomex) 39 (6%) 8 4 iprodion(rovral) 29 (2%) 4 9 6 8 azoxystrobine(ortiva) 27 (%) 8 6 3 6 kresoximmethyl(collis) 2 (8%) 3 2 2 7 methoxyfenozide(runner) (6%) 3 4 3 3 8 deltamethrin(decis) 4 (6%) 6 2 3 9 Carbendazim (Topsin) 3 (%) 6 cyprodinil(switch) 2 (%) 2 4 6 2 bitertanol(baycor) (%) 7 3 4 2 pymetrozine(plenum) (4%) 4 2 3 tolclofos methyl(rizolex) (4%) 3 2 3 4 linuron 9 (4%) 2 2 carbofuran(curater) 8 (3%) 6 4 Totaal 42 9 8 4 * De MTR voor oppervlaktewater is als grenswaarde voor concentraties IN de kas genomen, omdat er geen andere waarde is Spuitschema s (druppelen, spuiten) meeldauw wortelziekten luis j f m a m j j a s o n d j f m a m j j a s o n d j f m a m j j a s o n d 2 2 2 3 3 3 4 4 4 6 6 6 7 7 7 8 8 8 9 9 9 2 2 2 3 3 3 4 4 4 6 7 6 6 7 7 8 8 8 9 9 2 9 2 2 2 2 22 2 22 23 22 23 24 23 24 2 24 26 2 2 27 26 26 28 27 27 29 28 28 3 29 29 3 3 3 bespuiting 3 3 Baycor Flow bitertanol meedruppelen meedruppelen Meltatox dodemorph imidacloprid propamocarb penconazooltopaz Previcur Admire Frupica mepanipyrim behandeling om de 7 dagen blokken van 3 behandelingen met stof behandeling om de 6 weken eenmalig Middelen standaard osmose m3 nat jr drain % gunstig 3m3 waterverbruik 223 8 2 299 6 3 %afvalwater 8 23 3 propamocarb Previcur gewasopname 78.2 8.3 8.2 8.2 76.4 8.2 74.6 afgebroken 6. 6.7 6.7 7.8 7. 7.8 6.9 naar oppervlakte water 4.6.9..9 4.8.9 6.7 lek.....7..7 imidacloprid Admire gewasopname 63. 8.7 67. 73.9 4.7 83. 7.9 afgebroken 8.4.2 9..6 8.4.8.4 naar oppervlakte water 26.3.2 2. 2.8 33.9 2.3 4. lek.7 2.2.8 2. 2. 2.2 3.3 mepanipyrim Frupica gewasopname 73.6 74.2 73.6 73.8 74. 74.3 74.3 afgebroken 22. 22.4 22. 22.3 9.8 2. 2.8 naar oppervlakte water.... 3..2.8 lek.2.3.2.2.4.. lucht 2. 2. 2..9 2..9 2. Afbraak GBM met geavanceerde oxidatie H 2 O 2 + UV Groeiremming voorkomen is iets anders als GBM afbreken Resultaten GBM % 9% 8% 7% 6% % 4% 3% 2% % % H2O2 (mg/l) kresoximmethyl Kenbyo/Collis (fungicide) 22 7 UV (mj/cm2) Conclusie Veel middelen worden afgebroken Beperkt aantal niet Dosering UV en H 2 O 2 moet hoog zijn Recept nog niet beschikbaar % 8% 6% 2% 4% % 2% 8% % 6% 4% H2O2 (mg/l) 2% % 6% 4% 2% % 8% 6% 4% 2% 2 % 2 H2O2 (mg/l) 8 6 H2O2 (mg/l) 4 2 % thiam ethoxam Actara (insecticide) indoxacarb Steward (insecticide) 2 flonicamid teppeki 7 22 22 7 Imidacloprid, Admire, % H2O2 Admire 7 2 UV (mj/cm2) UV (mj/cm2) UV (mj/cm2) UV Spuitproef standaard 2 laagste dop dicht 3 afgedekt 9
Resultaten Twee dagen: Oktober, November Gespoten: L/ha, mg/ middel Massa balans Standaard Laagste dop dicht Gewas 3 Substraat waarvan 2 in water (2) in mat () Grond Condens water 2 2 Conclusies toediening GBM Teveel naast het gewas Teveel op grond en substraat: % Direct op mat/goot gespoten: <3% Betere toediening noodzakelijk Afstelling doppen Afdekking niet nodig Diffuse lek naar drainwater in goot Frequent spuiten Restanten middel niet afgebroken Afdruip naar substraat, drain, oppervlaktewater Zuiveren restant te lozen water Economisch en technisch haalbare techniek Opwerken afval tot een product met waarde (valorisatie) Visteelt Algen Wegenzout Nutriëntenterugwinning Zoute teelten Vollegrondsteelten
Conclusies Waterkringloopsluiting is technisch mogelijk Spuistroom kan nu al aanzienlijk worden verminderd Ontsmetten met verhitten of UV heeft voorkeur Groeiremming aangetoond en te bestrijden Door optimalisatie van bemesten minder spui GBM met geavanceerde oxidatie af te breken Onderzoek naar mogelijke reststromen Bedankt voor jullie aandacht! Wageningen UR Glastuinbouw Innovaties met en voor de glastuinbouwsector Wageningen UR