KENNISDOSSIER | waterkwantiteit

Schermafdruk 2015-07-15 20.33.19

Waterkwantiteit in pot- en containerteelt
De beschikbaarheid van kwalitatief goed water voor de plantengroei zal naar verwachting in de toekomst steeds meer een beperkende factor vormen voor een goede plantengroei. Daardoor zullen de kosten omhoog gaan. Mede vanuit economische overwegingen is het nodig het op het bedrijf beschikbare water zo efficiënt mogelijk te gebruiken. Hoeveel water hebben planten nodig? Deze vraag speelt met name in de pot- en containerteelt (PCT) waar een periode zonder regenval door de beperkte vochtbuffer al snel tot opbrengstderving kan leiden. In dit dossier zal een aantal vragen m.b.t. de opslag van water voor de PCT worden behandeld. Nadruk ligt op de kwantitatieve aspecten: welke hoeveelheid water is nodig om in een ‘normaal’ jaar de planten van voldoende water te kunnen voorzien. Daarnaast speelt de belangrijk vraag hoe groot de opslag moet zijn om te kunnen voldoen aan de gestelde maxima aan stikstof (N) en fosfor (P) die geloosd mogen worden.

Hoeveel verdampt een gewas?
Een gewas neemt meer water op dan nodig is voor een goede groei. Het grootste deel van het opgenomen water (ca. 90%) verbruikt een plant om te kunnen verdampen, zodat de plant niet te heet wordt. Met het stijgen van de bladtemperatuur neemt de verdamping van water vanuit het blad toe. Het verdampen kost energie en daardoor koelt het bladerdek af. Aendekerk (2008) geeft aan dat de verdampte hoeveelheid per ha per jaar sterk afhangt van de teeltduur, het gewastype en de intensiteit van gebruik van de oppervlakte. Als voorbeeld containerteelt met als ingang het gewastype per ha per jaar:
A. Gewassen met een lage verdamping 3.000 – 4.000 m3
B. Gewassen met een matige verdamping 4.000 – 5.500 m3
C. Gewassen met een hoge verdamping 5.500 – 7.000 m3

Voor berekening van de hoeveelheid water die een gewas verdampt wordt gebruik gemaakt van z.g. referentiegewasverdamping (Er). Deze Er is de hoeveelheid water die verdampt uit een grasveld dat goed voorzien is van water en nutriënten. Deze waarde wordt in de hydrologie gebruikt als basis om te kunnen berekenen hoeveel water verdampt uit oppervlaktes grond met diverse soorten gewassen. Het KNMI berekent sinds 1 april 1987 de referentie-gewasverdamping met de formule van Makkink uit de etmaalsom van de globale straling en de etmaaltemperatuur. De potentiële verdamping van gewassen wordt weergegeven em Ep. Waarbij geldt:
Ep = f * Er, waarin f een gewasfactor is.
De waarde van de gewasfactor is afhangelijk van het gewas en het tijdstip in het groeiseizoen. Op deze wijze kan ook de verdamping van een boomkwekerijgewas, inclusief verdamping van het substraat, worden berekend.
Aendekerk heeft voor 19 verschillende soorten boomkwekerijgewassenScreenShot428 (eigenlijk teelten, want het is een gewas in een bepaalde potmaat op een gangbare afstand en een bepaald beregeningssysteem) de verdamping onderzocht (Tabel 1). Op basis van deze gegevens heeft hij de gewasfactoren voor het gehele jaar opgesteld (Tabel 2).

 

De gewassen hebben behoefte aan water op het moment dat de verdamping groter is dan de neerslag en het verschil niet beschikbaar is in de pot/of container. In figuur 1 wordt het langjarig gemiddelde neerslagoverschot gegeven van de periode 1 april – 22 november. Het gaat hierbij om het verschil tussen het cumulatieve dagelijkse verschil van de neerslag en de referentie-gewasverdamping. Als het neerslagoverschot negatief is dan spreken we van een neerslagtekort. In deze periode moet dus extra water worden gegeven. De vraag is dan: Hoeveel water moet worden opgeslagen om aan de gewasbehoefte te kunnen voldoen?

ScreenShot431

Bassingrootte
In een studie naar de watervraag in de Gouwe Wiericke polder heeft Aendekerk et al. (2003) onderzocht bij welke bassingrootte de boomkwekerijgewassen van voldoende water kunnen worden voorzien. Hiervoor zijn de klimaatgegevens uit de periode 1971 – 2000 gebruikt. Daarnaast is gerekend met de gegevens van een gemiddeld jaar 1992, een extreem droog jaar 1976 en een extreem nat jaar 1998. In deze studie is uitgegaan van drie soorten teelten: volle grond, pot- en containerteelt en teelt in de kas. De totale watervraag van deze teelten is berekend. In deze studie is gerekend met een verdamping voor de PCT die varieerde in de periode 1971 – 2000 van 3942 – 5345 m3/ha met een gemiddelde van 4739 m3/ha. Vergelijking met de cijfers hierboven geeft aan dat het hier gaat om gewassen met een matige verdamping. In het rekenmodel is gevarieerd met bassingroottes van 0, 500, 1000, 1500 en 2000 m3/ha. Het is duidelijk dat een bassin nodig is om de PCT teelt van voldoende water te voorzien. Daarom worden hier alleen de belangrijkste resultaten besproken.

Volgens deze studie neemt bij een bassingrootte van 1500 m3/ha het aantal jaren dat extra water nodig is sterk af in vergelijking met een bassin van 1000 m3/ha (Tabel 3). Daarbij moet nog opgemerkt worden dat in de 8 jaar dat extra water nodig is het in 2 jaar gaat om relatief kleine hoeveelheden. De zeer droge jaren 1976 en 1983, springen er uit. Tabel 3 laat zien dat in deze jaren ook een bassin van 2000 m3/ha niet voldoende is om de watervraag geheel te dekken. In deze jaren is het nodig om water (>500 m3) van elders te betrekken.

ScreenShot429

In deze studie is alleen gekeken naar de hoeveelheid benodigd water en niet naar de kwaliteit. Bals et al. (2004) hebben de relatie tussen de opslagcapaciteit en de emissie van stikstof en fosfaat in de pot- en containerteelt onderzocht. Uitgangspunt was hierbij een maximale gewenste emissie van 35 kg totaal-N/ha/jaaren 5 kg totaal P/ha/jaar. In tabel 4 staan de resultaten van de modelberekeningen van de uitspoeling van N en P bij gebruik van opgeloste en gecoate meststoffen in relatie tot de bassingroottes. Uit gecoate meststoffen komen nutriënten langzaam vrij, waardoor er minder nutriënten kunnen uitspoelen. In de achterliggende proeven zijn hoeveelheden meststoffen gebruikt die nodig zijn voor een goede groei van de gewassen. Hierbij moet opgemerkt worden dat de ontwikkeling doorgaat en dat bij de nieuwste gecoate meststoffen de uitspoeling waarschijnlijk nog minder is.

ScreenShot430
Bij het gebruik van opgeloste meststoffen worden de emissie normen bij een bassin van 500 m3/ha in 25 à 26 jaren van de 30 jarige periode overschreden. Bij een bassin van 1000 m3/ha treedt er in maximaal 3 jaar van dezelfde 30 jarige periode een overschrijding op. Bij bassins van 1500 en 2000 m3/ha treedt alleen in het extreem natte jaar een overschrijding op. Op basis van deze resultaten wordt in deze studie geconcludeerd dat bij een bassin van 1000 – 1500 m3/ha de emissienormen worden gehaald.

Conclusie

In jaren met een ‘normale’ regenval is een bassin met een grootte van 1000 – 1500 m3 per ha voldoende om gewassen met een matige verdamping in de PCT van voldoende water te voorzien. Deze bassingrootte is ook voldoende om aan de emissie normen te kunnen voldoen. Er is tussen jaren echter een grote variatie in neerslag in de groeiperiode. In drogere jaren is het voor een individueel PCT bedrijf niet mogelijk om volledig zelfvoorzienend te zijn met eigen wateropslag; zeker bij teeltsystemen met een hogere verdamping.


Referenties

Aendekerk, Th.G.L., H. van Reuler, A.M. de Wit en J.A. Bals, 2003. Watervraag boomteelt in het gebied Gouwe Wiericke.
Praktijkonderzoek Plant & Omgeving- Boomkwekerij; Grontmij Advies & Techniek BV.

Aendekerk, Th.G.L., 2008. Water en kwaliteit voor de boomkwekerij. Kwalitatieve aspecten inclusief waterbehandeling.
Praktijkonderzoek Plant & Omgeving- Bloembollen, Boomkwekerij & Fruit. Bals, J.A., A.M. de Wit en Th.G.L. Aendekerk, 2004. Opslagcapaciteit en emissies in de pot- en containerteelt.
Een onderzoek naar de relatie tussen de opslagcapaciteit en de emissies van voedingsstoffen naar het milieu. Grontmij Advies & Techniek BV; Praktijkonderzoek