Onderzoek met links naar

stadstuinbouw

22

Onderzoeksthema’s stadstuinbouw

• Hydrocultuur: teeltsystemen en teeltwijze

• Sluiten van afvalstromen

• Energiebesparing

• Intensieve teelt: belichting,

plantbewaking met sensoren

HYDROCULTUUR BLADGROENTEN

44

Vergelijking NFT en DFT

Floating systeem in praktijk

55

Vergelijking NFT en DFT

MGS in praktijk

66

Vergelijking NFT en DFTvia proefopstellingen Inagro

NFT: Mobiele goten systeem (MGS) DFT: Floating system

77

Vergelijking NFT en DFT

Eigenschap NFT DFT

Groeisnelheid = =

Kropomvang + - (meer “bolletjes”)

Parasitaire ziekten - (meer smet) +

Fysiologische ziekten - (meer rand) + (in winter meer glazigheid)

Plagen = =

Automatisatie ++ -

Ruimtebenutting +++ +

Kostprijs --- (duur) + (zelf te maken)

88

Beheersing van rand

IWT project: randpreventie

mogelijk door hoge RV ‘s nachts

(Ca voorziening jonge bladeren via worteldruk)

99

IPM in lettuce

Proef randbeheersing

Gardia

4 h spraying Control 1 Whole night spraying Control 2

Perc

en

tag

e (

%)

0

20

40

60

80

100

None

Light

Medium

Heavy

Hofnar

4 h spraying Control 1 Whole night spraying Control 2

Perc

en

tag

e (

%)

0

20

40

60

80

100

Teelt: 31/01 – 9/04• Control = RH < 85%• Spraying = RH > 85%

Tipburn occurrence on 2 april

1010

Spread:• at decrease of RH• triggered by light

Germination and penetration: • RH ≥ 90% for 2 h• Temperature:

• Optimum: 16°C• >24°C: strong check

Spread, germination and penetration of

conidia

Growth mycelium within plant

• RH air: less important• Temperature: determines length of period

to sporulation:• 20-22°C: 4-5 days• 6°C: 24-34 days

Sporulation: formation of

sporangiophoresand conidia

• When: at night

• Leaf wetness: ≥ 7u• RH ≥ 85% for 5 h• Temperature:

• optimum: 16°C• >24°C: check

IWT project Bremia

Study of epidemiology

RH ≥ 85% for 5 h

RH ≥ 90% for 2 h

1111

Effect of reduced RH (< 85%) during night on sporulation

1212

A. Prevention of spore germination

[Assumption: spores are always present]

1. Try to keep RH < 90%

2. If RH > 90% for more than 2 hours:

- apply fungicide within next 4 days

- Go to step B.

B. Prevention of sporulation

Starting at 6 days after possible spore germination

1. Try to keep RH < 85%

2. If RH > 85% for more than 5 hours:

apply fungicide as soon as possible

IPM in lettuce

Final integrated control strategy for Bremia

Validation of the IPM strategyin greenhouse experiment

0

5

10

15

20

25

30

35

40

standard applications no treatments model applications

disease

incidence

(%)

susceptible varieties resistant varieties

aa

b b

aa

3x5x

1414

IPM in lettuce

Proef beheersingrand en Bremia

Gardia

4 h spraying Control 1 Whole night spraying Control 2

Perc

en

tag

e (

%)

0

20

40

60

80

100

None

Light

Medium

Heavy

Hofnar

4 h spraying Control 1 Whole night spraying Control 2

Perc

en

tag

e (

%)

0

20

40

60

80

100

Teelt: 31/01 – 9/04• Control = RH < 85%• Spraying = RH > 85%

Tipburn occurrence on 2 april Bremia occurrence

4 h spraying Control 1 Whole night spraying Control 2

Dis

ease -

in

de

x (

%)

0

2

4

6

8

10

12

14

1515

Hydrocultuur bladgroenten

werkpunten

• Ontwikkeling van een optimaal systeem, met beter ruimtegebruik, en goedkoper

• Aanpassing teelttechniek zodat geen inzet van pesticiden meer

HYDROCULTUUR PREI

1717

Hydrocultuur prei

teeltsysteem

1818

Hydrocultuur prei - Eerste resultaten positief

Snelle groei : 24/07/2015 tot 13/10/2015

Goede kwaliteit : - 192 g/plant- Lange rechte stengel, ong. 20 cm wit. - Korte overgang wit/groen- Diameterklasse 2-3 cm: 54 %; diameterklasse 3-4 cm: 11 %

Quasi geen kuiswerk

1919

Hydrocultuur prei - Ziekten en plagen

Enkel curatief behandeld

Aantastingen:• roest• Alternaria (beperkt)

• preimot (beperkt)• thrips

Eén enkele spuitbeurt, met Ortiva top, Tebuzip en Mesurol, was voldoende om 98,5% Flandria af te leveren

2020

Hydrocultuur prei - Voordelen

• Hoge kwaliteit: product voor nichemarkten

(wortels zonder aarde –> export naar Canada/Japan).

• Geen nutriëntenverliezen naar grond/oppervlaktewater

• Minder (misschien zelfs geen) pesticiden nodig

• Verregaande mechanisatie mogelijk

• Grote voorspelbaarheid van oogst

• Hoge opbrengst mogelijk

34,2 ton/ha (netto) aan plantafstand 25 x 25 cm

nauwere plantafstand mogelijk

minstens 3 teelten/jaar mogelijk

SLUITEN VAN AFVALSTROMEN

Aquaponics

2222

Aquaponics

Hoe duurzaam vis produceren ?

Visproductie is waterverslindend:

dagelijks 5 à 10% waterverversing !

Oplossing: combinatie met tomaat

• overloopwater vis -> tomaat

• waterbassin tomaat -> vis

FP7-project

Coördinatie: LeibnizInstitute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB)

Partners: Nederland, Spanje, Noorwegen, China, België

2424

Hightech INAPRO aquaponic system• Double recirculation aquaponic system (DRAPS) -> optimal conditions for both parts

Gain in efficiency and economy of water (1-3% vol./day) and nutrients (NO3, P, CO2), NO waste water!

one-way valve!

regain of evaporated water!

2525

INAPRO - pilootinstallatie in Abtshagen (D)

2626

“This setup can, together with the

experimental unit at IGB, deliver system

data for the development and test of models

and concepts.

The facility can be run as control before

building the 3 other rural farms and can be

extended later. “

Aquaponics

Task Inagro in WP 4

2727

Aquaponics

realisatie in Inagro

2828

Aquaponics

in Inagro

2929

Aquaponics

Characteristics of Inagro aquaculture

Fish:

pike perch

(Sander lucioperca)

Recirculating system (RAS)

Water source:

superficial well water (5-10 m)

(EC = 0,8 mS/cm

contains Na (25-30 ppm), NO3 (40 ppm) and Ca (120 ppm)

3030

drum

filter

Rinsing water aquaculture

=

Source water tomatoes

EC = 0,90 mS

Well

water

Removed solids

to bio-digester

NH4

NO3

Excess to sewage

(NO3

limit = 150 mg/L)

Aquaponics

Details of the Inagro RAS

Biological filter

3131

Aquaponics

Characteristics of the tomato cultivation

Greenhouse compartment of 320 m²

Variety: truss tomato Foundation

Substrate: rockwool

Reuse of drainage water

3232

Aquaponics

Experimental set-up tomato greenhouse

Standard nutrient solution

Fish water basednutrient solution

Standard nutrient solution:made with rain water + 20% tap water

Experimental plots:10 plants = 4,4 m²

Tomato planting:January 6th

Start fishwater usage: April 3rd

Harvest: 30/03 – 4/11

3333

Fish water: nutrient content

Nutrient Content (mmol/L)

pH 7,70 – 8,00

NO3 0,50 – 2,50

SO4 0,80 – 1,35

PO4 0,05 – 0,10

K 0,20 – 0,30

Ca 3,00 – 4,40

Mg 0,65 – 1,00

3434

0

1

2

3

4

5

6

7

30/mrt 13/apr 27/apr 19/mei 11/jun 1/jul 23/jul 6/aug 19/aug 31/aug 10/sep 25/sep

EC slab control

EC slab aquaponics

EC source water aquaponics

150kg NaCl

100kg

50kg

50kg

Cause of EC rise: addition of NaCl for disease prevention (Costia)

when adding new, young fishes

Aquaponics

Evolution EC fish water (mS/cm)

3535

0

5

10

15

20

25

30

35

40

13/a

pr

20/a

pr

27/a

pr

4/m

ei

11/m

ei

18/m

ei

25/m

ei

1/j

un

8/j

un

15/j

un

22/j

un

29/j

un

6/j

ul

13/j

ul

20/j

ul

27/j

ul

3/a

ug

10/a

ug

17/a

ug

24/a

ug

31/a

ug

7/s

ep

14/s

ep

K control

Na control

NO3 conttrol

K fish

Na fish

NO3 fish

NO3

K

Na

Standard

Aquaponics

Aquaponics

Aquaponics

Evolution NO3, K and Na in rockwool slabs

mmol/L

Nutrient content in the slabs was quite equal for both Standard

and Aquaponic systems, with exception for Na and Cl

3636

Tomato yield

0

10

20

30

40

50

kg

/m

²

Standaard Vis

Standard system

Aquaponic system

3737

Aquaponics

Tomato yield and quality

Yield

• Standard system: 48,4 ± 1,71 kg/m²

• Aquaponic system: 49,5 ± 1,05 kg/m²

difference not significant (t.test, p = 0,7842 – 4 repl.)

Blossom end rot

• Standard s.: 0,36% ± 0,19%

• Aquaponic s.: 0,14% ± 0,19%

difference not significant (t.test, p = 0,2121)

3838

Aquaponics

Conclusie exp. 2015

Gebruik van restwater vis voor aanmaak

voedingsoplossing tomaat is mogelijk

mits gebruik van NaCl in de visteelt

beperkt blijft.

Zoniet: alternatief nodig voor NaCl !

SLUITEN VAN AFVALSTROMEN

Opname zilte kruiden ?

4040

Sluiten afvalstromen

nut van zilte kruiden

Opstapelend element bij gesloten

voedselproductie is vaak Na

Verwijderen uit de waterketen kan

evt. door teelt van zilte kruiden

4141

Zilte kruiden

lessen uit Interreg project AquaVlan: zeekraal

Geen NaCl + NaCl

4242

Zeekraal: teelt in ‘eb-en-vloed’

4343

Zeekraal:

vergelijking substraten

ENERGIEBESPARING

Temperatuurintegratie

4545

• Uitgangspunt

Plantengroei plant wordt bepaald door de gemiddelde temperatuur over een bepaalde periode, eerder dan door de momentaletemperatuur

• Werking

Na een warme dag mag de nachttemperatuur dalen onder de ingestelde temperatuur

Temperatuurintegratie

Gemeten temp –berekende temp >0

Verwarmingstemp‘s nachts

4646

• Instelling:– Verwarmingstemperatuur:

• Dag: 7°C

• Nacht: 6°C

– Integratieperiode : 3 dagen

– Maximale negatieve compensatie: 4°C

Na een warme dag mag de ‘opgespaarde warmte’ gebruikt worden

om de temperatuur tijdens de nacht te laten dalen tot minimum 2°C (6°C – 4°C )

• Opmerking:– geen calorimeters aanwezig

Temperatuursintegratie

Proef kropsla winter 2009-2010

4747

• Waarnemingen:

• Besluit

Temperatuursintegratie leverde :

– een zwaarder en gezonder gewas.

– energiebesparing (lagere nachttemperatuur)

Temperatuursintegratie

Proef kropsla winter 2009-2010

41

7,4 9

47,7

9 90

10

20

30

40

50

60

Gewicht Smet Rand

Standaard

Temp. Int.

4848

• Koude periode – geen compensatie

Temperatuursintegratie

Proef late herfst 2010-2011

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Standaard

Temp int

Buitentemp

Berekende verwarmingstemperatuur

Kas-temperatuur

Buiten-temperatuur

4949

• Warme periode

Temperatuursintegratie

Proef late herfst 2010-2011

0

2

4

6

8

10

12

14

16

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

Standaard

Temp int

Buitentemp

Berekende verwarmingstemperatuur

Kas-temperatuur

Buiten-temperatuur

5050

• Teeltresultaat (tussentijds)

Energiebesparing: ± 13 %

(Gelijkaardige proef in PCG: energiebesparing 19 %)

Temperatuursintegratie

Proef late herfst 2010-2011

31,5

6,25

33,5

8,5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Gewicht Smet

Standaard

Temp. Int.

ONDERZOEK IVMARTIFICIËLE BELICHTING

5252

Onderzoek ivm artificiële belichting

• Hydrocultuur kropsla:

vgl Son-T met LED

• Aardbei: vervanger gloeilamp ?

5353

Aardbeivgl. van verschillende types stuurlicht

5454

Vroege voorjaarsteelt: plantdatum 21/12/2015

2 rassen : Sonata en Clery

4 types stuurlicht

• Gloeilamp• Spaarlamp• LED Philips Greenpower• LED Philips Euroshop

Oogst: 16/03/2016 t.e.m 29/04/2016

Aardbei - Vgl types stuurlicht

Proefopzet

5555

Type lamp Lumen Kelvin Verbruik op verpakking (W)

Gemeten verbruik in serre (W)

Gloeilamp 1340 2700 100 92,80

Spaarlamp 1140 2700 20 21,11

LED Philips Greenpower

18 16,88

LED PhilipsEuroshop

470 2700 6 7,56

Start belichting: 29/12/2015Einde belichting:

LED Philips Greenpower en gloeilamp: 10/02/2016 1

Spaarlamp en LED Euroshop: 18/02/2016 2

OPM:1 29/12/2015 -28/01/2016: continu, daarna cyclisch (17u30-08u00 (30 min))2: continu

Aardbei - Vgl types stuurlicht

Lampkarakteristieken

5656

Spaarlamp

Gloeilamp 100 W

Aardbei - Vgl types stuurlicht

Lichtspectra

LED Philips Greenpower

LED Philips Euroshop

PAR

PAR

PAR

PAR

5757

100

80-100

60-80

40-60

20-40

0-20

LED Euroshop LED Philips Greenpower

Gloeilamp Spaarlamp

PAR straling (µmol/(m²s))Gemeten in serre ter hoogte van gewas (t.o.v 1,00 µmol/(m²s)

Hoogte lamp-gewas:+/- 1,80 m

Aardbei –Vgl types stuurlicht

IntensiteitSpreiding

5858

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Clery Gloeilamp

Clery LED Philips Euroshop

Clery Spaarlamp

Clery LED Philips Greenpower

Gloeilamp en LED Philips Greenpower

Spaarlamp en LED Philips Euroshop

Aardbei - Vgl types stuurlicht

Evolutie gewashoogte Clery

5959

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Gloeilamp LED Euroshop Spaarlamp LED Philips Greenpower

g/

m² Uitval

Klasse II

Klasse I

Aardbei - Vgl types stuurlicht

Opbrengst en sortering Sonata

60600

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Gloeilamp LED Euroshop Spaarlamp LED Philips Greenpower

g/

m² Uitval

Klasse II

Klasse I

Aardbei - Vgl types stuurlicht

Opbrengst en sortering Clery

PLANTENSENSOREN

6262

Plantensensoren

Een must

Plantensensoren zijn must voor intensieve teelt in ongebufferde teeltsystemen:

- bewaking voor technische pannes

- bewaking voor optimale teeltuitvoering

6363

Plantensensoren

IWT project “fytomonitoring”+ opvolging

Geteste plantensensoren bij tomaat:• Bladtemperatuur• Vruchtdiameter• Stengeldiameter• Sapstroommeter

Geteste plantensensoren bij kropsla:• Stengeldiameter,• Bladdiktemeter (‘leafclip’)• Bladnatmeter

6464

Plantensensoren

conclusies (1)

• Bladtemperatuur: gebruik is moeilijk. Meetresultaat sterk afhankelijk van locatie op de plant/blad, en van invallend direct zonlicht (Combisensor).

• Meting bladnat: niet betrouwbaar.Drie sensortypes gaven zeer uiteenlopende resultaten; geen enkele meting gaf representatief beeld van werkelijk bladnat.

6565

Plantensensoren

conclusies (2)

Beloftevolle sensoren :

• stengeldiameterindicatie voor groei bij blad- en vruchtgroentenindicatie voor waterstress bij vruchtgroenten

• bladdiktemeterindicatie voor waterstress bij bladgroenten

• sapstroommeterindicatie voor wateropname uit de bodem; niet toepasbaar bij bladgroenten met korte stengel.

6666

plantensensoren

werkpunten

• behoefte aan sensibilisatie/demonstratie

• aantrekkelijkheid verhogen door

koppeling sensorgebruik aan andere

applicaties

• kostprijsverlaging

6868

Werken aan toekomst

Diversificatie

Gesloten telen

69

Dakserre - programma

Bureel bedrijfsleider beter bij technische ruimte ?

Verwerkingsruimte groenten groter ?

Etalageruimte groter ?

Stadslandbouwterraszinvol ?

70

Dakserre – hoe ‘gesloten’ maken ?

Aftakking warmtenet MIROM

CO2 uit verbrandingsgassen MIROM

Rietveld voor verwerking afvalwater• Efficiënt ?• C-bron toevoegen ?

7171

Dakserre - Europese projecten in voorbereiding

• Waste2Grow (Interreg NWE – bureauBUITEN - ronde 2)

• Connecting horticulture, cities and society (Interreg NWE -

bureau Haute Equipe – indienen 27 mei)

• Crop on Top – het platform voor co-creatie van innovatieve

urban farming technologie (EFRO - ingediend)

• Demonstration farms (Netwerk Horizon 2020 - oproep RUR-

12 – in ontwikkeling)

72

Infrastructuurwerken

bunkers Fase I

73

Insectenruimte + meerlagige groenteteelt

74

Infrastructuurwerken

strobed

insectenruimte + meerlagige groenteteelt

bunkers Fase Ikweekcellen met sas