Het afnemende gebruik van aardgas maakt CO2 tot een schaarser product en dwingt telers uit te zien naar andere bronnen voor dosering. Anderzijds is de concentratie in de buitenlucht in het afgelopen decennium sterk toegenomen. Recent onderzoek heeft nieuwe inzichten opgeleverd over de wijze waarop het gas zich in kassen verdeelt en welke factoren de opname door het gewas beïnvloeden.
[wcm_nonmember]
Voor het bekijken van deze content heeft u een lidmaatschap nodig, of log in als u al een lidmaatschap heeft.
[/wcm_nonmember]
[wcm_restrict]
In twee deelprojecten deden Wageningen University & Research, Plant Dynamics, Photosyntax en Ecocurves onderzoek naar de (verticale) CO2-verdeling in de kas en naar de weerstanden die de opname door het gewas het meeste beïnvloeden: de lagere luchtsnelheid rond gewasdelen als gevolg van de zogeheten grenslaagweerstand en de huidmondjesweerstand, die kleiner of groter wordt naarmate het huidmondje verder open of dicht staat. Het onderzoek is in 2016 uitgevoerd op twee praktijkbedrijven met freesia (zonder dosering) en tomaat (met dosering van onderaf) en is gefinancierd door het Ministerie van Economische Zaken en LTO Glaskracht Nederland in het kader van het programma Kas als Energiebron.
Geen verticale verschillen
“Een vraag waarop sommige telers antwoord willen, is of de CO2 die in een kas wordt gebracht ook echt bij het gewas komt”, zegt Bram Vanthoor van Wageningen University & Research, die samen met Peter van Weel het eerste deelproject uitvoerde. “Koolzuurgas is wat zwaarder dan gewone lucht en zou daardoor misschien onderin de kas blijven hangen. Met dataloggers hebben we op verschillende hoogten in de kas gemeten of er sprake is van zo’n gradiënt. Dat is niet het geval. Koolzuurgas verdeelt zich kennelijk zo snel dat de concentratie in een kas nagenoeg homogeen is.”
Grenslaagweerstand
Vraag 1 was daarmee beantwoord. Maar hoe zit het nu met de grenslaagweerstand? Omdat de luchtsnelheid vlak boven het bladoppervlak sterk vertraagt, wordt deze grenslaag minder snel vervangen door verse lucht. Dat zou kunnen leiden tot een lagere CO2-concentratie op de meest kritische plaats, met een lager fotosyntheseniveau als gevolg.
Sander Pot van Plant Dynamics: “Bij grote bladeren en weinig luchtbeweging kan de grenslaagweerstand flink oplopen, zodat de lucht in die grenslaag vrijwel stilstaat. Daardoor kan de CO2-concentratie in die laag uitgeput raken.”
In de huidige kassen variëren de luchtsnelheden tussen 0,05 en 0,25 m/s en komt die situatie weinig voor. Wanneer de windsnelheid in een kas met tomaten overal toe zou nemen van 0,1 naar 0,5 m/s, is het berekende positieve effect op de seizoensproductie slechts een paar procent. De gewasverdamping stijgt daarentegen met 12% en ook het warmteverbruik neemt toe.
Van veel groter belang voor de CO2-opname door het gewas is de opening van de huidmondjes. Of anders gezegd: de huidmondjesweerstand. “De invloed daarvan is een keer of acht groter dan de grenslaagweerstand, blijkt uit de metingen en onze rekenmodellen”, zegt Pot.
Misverstand uit de weg
De dominante invloed van de huidmondjesweerstand op de CO2-opname en daarmee op de fotosynthese is een belangrijk gegeven voor de klimaatsturing. “Dankzij dit onderzoek kunnen we een hardnekkig misverstand uit de weg ruimen”, aldus Vanthoor. “Dat is het idee dat je met ventilatoren een betere verticale verdeling zou realiseren. Wie alleen daarvoor de ventilatoren laat draaien, verspilt energie. En wat voor de grenslaagweerstand geldt, geldt in nog sterkere mate voor de gewasweerstand: die is verwaarloosbaar klein.”
Pot vult aan: “Extra luchtbeweging voegt alleen iets toe wanneer dat bijdraagt aan een microklimaat waarin het gewas de huidmondjes verder opent. Daar dient de teler zijn aandacht dus op te richten en de juiste vochtbalans is daarvoor doorslaggevend.”
Bij open huidmondjes en voldoende licht is het rendement van doseren dus het hoogst. Doseren bij knijpende huidmondjes is echter niet zinloos. In die situatie is de CO2-concentratie in het blad door de fotosynthese vaak zo laag, dat deze de fotosynthese sterk limiteert. Door de concentratie buiten het blad te verhogen, loopt het concentratieverschil op. Dit vergemakkelijkt de instroom van koolzuurgas in het blad. Het effect op de fotosynthese kan onder deze omstandigheden zeer groot zijn. Er gaat dan zelfs een beschermende werking van uit op het fotosyntheseapparaat: bij voldoende licht en te weinig CO2 voor fotosynthese, kan het blad het licht niet verwerken en schade oplopen. Doseren kan dat voorkomen. Wanneer het niet lukt om de concentratie in de kas te verhogen (geen koolzuurgas beschikbaar of ver geopende ramen), is er een overmaat aan licht en wordt schermen wenselijk.
Overigens is de concentratie in de buitenlucht de laatste decennia opgelopen tot een mondiaal gemiddelde van boven de 400 ppm. Belangrijkste oorzaken: de verbranding van fossiele brandstoffen en ontbossing. “Die stijging zet door”, aldus Vanthoor. “Buitenlucht wordt daarmee een nog voornamere bron voor gewasgroei dan het al was.”
Nieuwe bronnen en distributienetwerken nodig
LTO Glaskracht Nederland zet in op een duurzame CO2-voorziening. De belangenorganisatie is met overheden, industrieën en OCAP in gesprek om bestaande distributienetwerken uit te breiden, de leveringszekerheid te verbeteren en nieuwe netwerken aangelegd te krijgen.
“Er zijn meer CO2-bronnen en netwerken nodig om de verdere verduurzaming van de glastuinbouw te faciliteren”, zegt Dennis Medema, innovatiespecialist Kas als Energiebron bij LTO Glaskracht. “Tegelijkertijd kunnen telers het gas mogelijk efficiënter benutten. Daarvoor moeten we de behoefte van gewassen beter leren kennen, overdosering voorkomen én zorgen dat het gewas de aanwezige CO2 goed benut. Het onderzoek van ‘Wageningen’ en Plant Dynamics zoomt daar op in. Dichtere, beter geïsoleerde kassen en het meer gesloten houden van luchtramen, zoals het geval is bij Het Nieuwe Telen, dragen uiteraard ook bij aan een efficiëntere benutting.”
OCAP
De zoektocht naar nieuwe bronnen richt zich deels op uitbreiding van bestaande netwerken, zoals het OCAP netwerk tussen Rotterdam en Amsterdam. Medema: “We zijn in gesprek met de afvalverbranders AEB in Amsterdam, AVR in Rotterdam en De Meerlanden. We mikken op een aftakking richting Primaviera in Rijssenhout. Ook het Westland willen we gefaseerd verder aankoppelen, te beginnen met Monster. Later zouden we bij voldoende capaciteit kunnen doorsteken naar Aalsmeer.”
CO2 Smart Grid
Maatschappelijke draagvlak en commitment zijn er in ruime mate. Op de Nationale Klimaattop in oktober 2016 ondertekende een groep van 26 bedrijven, maatschappelijke organisaties (waaronder LTO Glaskracht), overheden en onderzoeksinstellingen een overeenkomst om de uitstoot te verminderen en hergebruik te bevorderen. Dit vergt een efficiënte infrastructuur (smart grid) voor opslag en transport. De glastuinbouw is een belangrijke hergebruiker. Bij de betrokken bedrijven horen naast de huidige leveranciers van OCAP ook andere grote uitstoters.
“De nadruk ligt hierbij op West-Nederland, maar we kijken ook nadrukkelijk naar andere gebieden”, vervolgt de innovatiespecialist. “Er zijn al vier installaties in gebruik die CO2 afvangen uit biogas dat vrijkomt bij vergisting. We kijken ook naar andere vergisters in de buurt van tuinbouwgebieden, waaronder Koekoekspolder, Erica/Klazienaveen en andere gebieden die niet aan het OCAP netwerk liggen. Transport en opslag krijgen daarbij ook aandacht.”
Dennis Medema: “Meer bronnen nodig om verdere verduurzaming invulling te geven.”
Samenvatting
CO2 verspreidt zich razendsnel en homogeen door een kas, zonder hinder te hebben van het gewas. Ook de grenslaagweerstand rond het blad heeft nauwelijks invloed op de beschikbaarheid voor de plant. De enige factor met noemenswaardige invloed, is de huidmondjesweerstand. Naarmate de huidmondjes verder gesloten zijn, kan de plant steeds moeilijker CO2 opnemen. Bij klimaatsturing onder lichte omstandigheden dienen de huidmondjes daarom centraal te staan.
Tekst en foto’s: Jan van Staalduinen en Wilma Slegers
[/wcm_restrict]