Tomaat onder full-led met helft energie

Een tomatenproef onder full-led toont aan dat tomaten telen met de helft van het energiegebruik mogelijk is. Het vraagt een totaaloplossing, met integratie van alle teeltfactoren en teeltsystemen. Waarbij onder andere een aangepaste voedingsstrategie een belangrijke rol speelt.

Doel van een driejarig project bij Botany in Meterik is het optimaliseren van een jaarrond energie-efficiënte tomatenteelt onder full-led, met tot wel 40% minder warmte-input. De afgelopen proef (zie kader) bevestigt dat het mogelijk is om een hoog kwaliteits- en productieniveau te handhaven bij een lager warmtegebruik.

Actief ontvochtigd

Een combinatie van full-led, zonder stralingswarmte zoals die van son-t bekend was, in combinatie met een laag energiegebruik, vraagt een generatieve plantsturing. Die werd in de proef nagestreefd via een combinatie van diverse maatregelen. Zo werd er actief ontvochtigd. Die ontvochtiging en luchtbeweging dragen bij aan een stabiel temperatuurprofiel met een gelijkmatig kasklimaat. Tijdens de teelt waren daardoor slechts kleine aanpassingen nodig in de vooraf geplande teeltstrategie. Het handhaven van voldoende plantactiviteit en opname van water en nutriënten waren mede dankzij het ontvochtigen geen issue in de proef, ondanks de lage energie-input.

Daarbij blijft het altijd zoeken naar een balans, om de juiste klimaat- en plantsturing te realiseren. Rond maart bleek de grootste piek in ontvochtigingscapaciteit nodig. De beschikbare maximum capaciteit van de ventilatoren was 15 kuub lucht per vierkante meter per uur, wat neerkomt op 2,5 keer kasluchtverversing per uur. Maar in de nacht onder de full-led belichting was 10 kuub per vierkante meter per uur vaak al afdoende. Het grootste luchtdebiet was steeds in de ochtend nodig. De ontvochtigingsinstallatie vroeg elektriciteit, maar dit is slechts een minimale fractie (4%) van de totale energievraag in de proef.

Ook met full-led en minder hoge kastemperaturen zijn goede producties te behalen.

Groeibuis primair warmtenet

Bij de temperatuurregeling lag de focus op de groeibuis, die het primaire warmtenet vormde en een directe invloed had op de planttemperatuur. De buisrail op warmtevraag leverde nog slechts een fractie van de totale verwarmingscapaciteit. Er deden zich tijdens de proefperiode twee koudepieken voor. In december zat een koudeperiode, en in januari werd het nog kouder. Op 22 april zat het energiegebruik na 30 teeltweken op slechts 10,7 kuub per vierkante meter. Een referentieteler in de praktijk kwam in dezelfde teeltperiode als de proef uit op 22,5 kuub gas. In de proef is daarmee dus meer dan 50% verlaging van het warmtegebruik gerealiseerd. De beoogde doelstelling van 40% werd dus zelfs nog overtroffen. De verwachting is dat het gebruik volgens de gevolgde strategie in de proef bij doortrekken naar een jaarrond teelt op ongeveer 15 kuub per vierkante meter uit zou komen.

In maart en april was het warmtegebruik laag. Plaatselijk gebrek aan warmte bij de afrijpende tros onderin het gewas zou een mogelijke reden kunnen zijn dat de uitgroeiduur van de vruchten toen wat trager was dan verwacht.

In de 30 teeltweken werden ongeveer 37 trossen aangelegd. De productie in de 23 oogstweken lag eind week 16 op meer dan 15 kilo per vierkante meter. Tot en met week 16 werd 50 gram productie per kWh energie gerealiseerd. In de gangbare praktijk is dat ongeveer 25 gram. De vruchtkwaliteit was goed. Alleen tijdens een grotere EC-verlaging was wat toename in vruchtscheurtjes te zien.

Mede als gevolg van de aangehouden eindstengeldichtheid van 5,1 stengels per vierkante meter, in combinatie met de uitgroeiduur, was het gemiddeld vruchtgewicht niet hoog. Achteraf had een stengeldichtheid van 4,5 of 4,6 per vierkante meter misschien toch gunstiger geweest. De hogere stengeldichtheid resulteerde ook in meer ongelijkheid in het gewas, met deels sterkere en deels wat zwakkere planten.

Wortelzone

Dankzij actief ontvochtigen en het stabieler kunnen regelen van de wateropname is het ook mogelijk de hoeveelheid watergift nauwkeuriger af te stemmen en te sturen, waardoor het gebruik van voedingsstoffen nog verder geoptimaliseerd kan worden. Minder water geven ondersteunt ook het gewenste generatieve effect. In voormalige proeven met full-led werd ongeveer 0,08 liter water per vierkante meter per mol licht opgenomen. In deze proef was dat 0,10 tot 0,11 liter per vierkante meter per mol. De optimalisatie werd verder bevestigd doordat er vrijwel geen sprake was van drain vanaf het opplanten in week 39 tot de eerste oogst in week 47.

Het toekomstgerichte onderzoek biedt tomatentelers ook nu al inspiratie om hun teeltstrategie aan te passen.

In februari en maart werd een meting uitgevoerd naar de verhouding tussen het volume aan watergift en de PAR-som. In die periode bleek er een nette 1:1 relatie gerealiseerd te zijn. Het sturen van de watergeefstrategie op basis van de omstandigheden in de mat biedt kansen om de teelt beter aan te sturen, want gehaltes aan voedingselementen in de plant toonden geen duidelijke relatie met die in de drain, wel met die in de gift en de mat. Het sturen op sensoren zal ook nodig zijn, gezien langere tijd helemaal geen drain werd gerealiseerd, zodat toen ook geen draincijfers beschikbaar kwamen.

Gemiddeld bleef het drainpercentage beperkt tot slechts 8% van de gift. Een verwachting op grond van de stuurbaarheidsvoordelen en goede resultaten is dat, in een winterteelt, het gehanteerde drainpercentage in de praktijk mogelijk ook nu al iets omlaag kan, in plaats van vast te houden aan de gedachte dat een ruime overmaat altijd nodig is om zeker te zijn van gelijkmatigheid tussen planten en matten.

Verlaagde nitraatniveaus

Binnen de proef werd ook onderzocht of een aangepaste voedingsstrategie met een verlaagde nitraatgift een bijdrage kan leveren aan het creëren van een extra generatieve balans in het gewas. Hierbij werd 14 mmol per literl N gedoseerd in de helft van het proefcompartiment, tegenover 22 mmol per liter in de standaard voedingsstrategie, onder exact dezelfde klimaatomstandigheden.

Met aanpassing van de nitraat-gift valt de LAI te beïnvloeden.

Het lukte inderdaad om hiermee met een lagere bladoppervlakte-index (LAI) te realiseren, wat op zijn beurt weer resulteerde in de gewenste lagere gewasverdamping. In de afdeling waar met hogere nitraatwaarden werd gedruppeld, kwam de LAI uit op 2,5. De behandeling met een 30% lager nitraatgehalte wist de LAI tot 2,0 te beperken. Dit maakte het gewas zoals bedoeld generatiever, terwijl productie en gemiddeld vruchtgewicht vergelijkbaar bleven. Ditzelfde resultaat met een goede plantbalans valt niet te bereiken middels extra bladplukken.

In week 45 was het watergehalte in de mat bij het laag stikstof niveau lager, omdat de verdamping bij de lagere LAI minder gestimuleerd werd. Hierdoor kon een extra irrigatiegift vermeden worden, die bij het hoge N-niveau wel noodzakelijk was en daar het gewas juist nog vegetatiever maakte.

De opgedane kennis biedt tomatentelers handvatten om door middel van een aangepaste voeding de hoeveelheid verdamping en overtollig vocht te verminderen, zonder dat dit extra energie kost voor vochtafvoer. Zo is flexibeler om te gaan met het energiebesparend terugbrengen van de kastemperatuur.

EC-aanpassing

Bij verhoging van de EC daalt de wateropname. Bij een lagere verdamping en wateropname is de nutriënten-opname te bevorderen door middel van zo’n EC-verhoging. Dit resulteerde in de proef per mS/cm EC-toename in een 3,5% verhoogde stikstofopname en 16% meer kali-opname. Die extra N-opname bij een hogere EC compenseert de geringere aanvoer bij een kleinere wateropname. Of anders gesteld: bij een gelijkblijvende EC kan een nitraatverhoging in de gift de stikstofopname verhogen. En verhoging van het kaliumpercentage in het druppelwater verhoogde de kalium-opname. In de praktijk wordt er altijd vanuit gegaan dat kalium antagonistisch is met calcium. Maar in deze proef namen calcium en kalium bij de verhoogde kaliumgift beide toe in opname en gemeten gehaltes in de vruchten.

Aandachtspunt is dat de aangepaste strategie gedurende de eerste acht oogstweken zorgde voor een beduidend hoger brix-gehalte. Dat zit gekoppeld aan een hoger drogestofpercentage, waardoor het brix-voordeel in de genoemde periode wel gepaard ging met een lager vruchtgewicht. Een EC-verlaging en de aangepaste voedingssamenstelling met meer kalium en nitraat deden het gemiddeld vruchtgewicht stijgen, en het brix-gehalte dalen.