Slim omgaan met water en meststoffen door toepassing van sensoren: “More Crop per Drop” NVTL Studiedag - 1 maart 2011 Jos Balendonck, Wageningen UR – Glastuinbouw
Overzicht
Irrigatie trends Doelstellingen van FLOW-AID project Systeemopzet Voorbeelden van case studies Resultaten Conclusies en aanbevelingen
Trends in irrigatie management
Gietwater tekorten en uitspoeling restricties
Prunus laurocerasus
dwingen telers tot gebruik van: minder schoon gietwater minder schonere bronnen minder meststoffen Schoon water
Zonder bewust management kan dit leiden tot:
Gewasschade Ziekten Opbrengstverliezen Hogere kosten Lagere inkomens Verzilt water
Doelstellingen van FLOW-AID
(SCHOON) WATER BESPAREN
MESTSTOFFEN BESPAREN
Kostenreductie
HET MILIEU SPAREN
Waterschaarste en kosten voor waterreiniging en energie
Uitspoeling van meststoffen voorkomen Duurzaam omgaan met oppervlakte- en grondwater voorraden
HET INKOMEN VAN TUINDERS ZEKER STELLEN
Opbrengsten op peil houden door verantwoorde investeringen
De aanpak Aanpassingen teeltsysteem
Beslissingsondersteuning
Strategie kiezen op basis lokale randvoorwaarden Meer onafhankelijk van de (onder)grond telen Schoon gietwater gebruiken Waterhergebruik (recycling)
Gebruik van precisie irrigatie en fertilisatie Advies voor wanneer en hoeveel te doseren (water en meststoffen)
Sensoren toepassen
Continue monitoring water en nutriënten in de bodem en het klimaat Beregening gestuurd op basis van bodemvochtgehalte sensoren
Meer onafhankelijk van ondergrond en klimaat
Van bodem naar substraat en van open naar gesloten teelten
Aanpassing van het watersysteem
Water oogsten en bufferen Waterhergebruik en ontzilten Druppelirrigatie met fertigatie Slimme irrigatie planning Gesloten systemen (hergebruik water en meststoffen) of: Reinigen van drainwater voor lozing
DSS-Irrigatie Management
Dagelijkse planning door DSS Advies irrigatie en fertigatie strategie met dosis en timing Programmeren van irrigatie controllers Veiligheid (waarschuwen/alarms)
Fertigatie Machines
Irrigatie: meten en regelen
Irrigatie Controller
Stand-alone toepassing Eenvoudig en programmeerbaar Sensoren, watermeters en kleppen
Draadloos meten op afstand
Multi-node wireless mesh network Met GPRS, GSM-modems Via internet
Bodemvochtgehalte sensoren (WET-sensor)
Watergehalte
Beschikbaar water Bodemtype kalibratie Voor gemiddeld tot natte bodems
Elektrische Geleidbaarheid (EC)
Totale meststoffen Monitoren van “zout-stress”
Temperatuur
Elektronische Tensiometer (nieuw)
Geeft aan: “wanneer” irrigeren Groot bereik: droog tot extreem droog
Geen doorslag bij hoge waterpotentialen
Eenvoudige installatie en weinig onderhoud Geen bodemtype kalibratie
Vredepeel (Nederland)
Pistoia (Italië) Tahtali Dam Menderes, Turkije
Litany River (Libanon)
Irbid (Jordanië)
Turkije
Izmir (Tahtalı Dam)
Glastuinbouw (groenten) Beschermd gebied: geen uitspoeling Grondwater Tuinders gieten vaak teveel
Aanpak
Komkommer Uitspoeling voorkomen door deficietirrigatie Vaste set-points voor regeling Watergift: 100%, 60%, 40%
WE T
100% Full
tuinder Farmer
0.400
0.350
Uitspoelin g
m 3/m 3
0.300
0.250
0.200
Stress
0.150
0.100 27-07-2007 00:00:00
01-08-2007 00:00:00
06-08-2007 00:00:00
11-08-2007 00:00:00
16-08-2007 00:00:00
21-08-2007 00:00:00
26-08-2007 00:00:00
31-08-2007 00:00:00
05-09-2007 00:00:00
Italië
Pistoia, Toscane
Potplanten Sprinkler of druppelirrigatie Verzilting waterbronnen
Aanpak
Twee water bronnen (schoon, zilt) Maximum EC handhaven in potten Schoon water alleen waneer nodig Aangepaste fertigatie strategie
Twee bronnen irrigatie met EC-terugkoppeling feedback -1
EC (dS m )
3.5
W ET EC in pot P o re w ater
T h r e s h o ld
3.0 2.5 2.0
Irrigatio n w ater EC irrigatie water
1.5 1.0 0.5 0.0
40
60
80
100
120
D a ydagen s fro na m planten p la nting Aantal
140
160
Hoog EC water (1.5 dS/m) Gemengd water Grondwater (0.5 dS/m)
Nederland
Vredepeel (Limburg)
Tuinbouw onder natte omstandigheden Zandachtige bodems Uitspoeling van meststoffen
Aanpak
Voorkomen uitspoeling van nitraat IJsberg sla Plastic folie om invloed regen te verminderen Sensor in wortelzone (Start) Aanpassen watergift met diepe sensor onder de wortelzone (Stop) Kleinere giften bij vernatting Wortelzone op vochtniveau behouden Aangepaste fertigatie
DSS strategie met aangepaste watergift soil VWC [%]
Watergehalte (%) 25 30
A (ref) B C D
Natter
20
15
10 15-05
22-05
29-05
05-06
12-06
19-06
26-06
04-07
rainfall regenval irrigation volume dosis calculated by dss [mm] Irrigatie 5 (mm) Kleinere gift 4 3 A (ref) B C D
2 1 0
rainfall 09-06
13-06
18-06
23-06
28-06
04-07
DSS strategie met aangepaste watergift soil VWC [%]
Watergehalte (%) 25 30
A (ref) B C D
20
Droger
15
10 15-05
22-05
29-05
05-06
12-06
19-06
26-06
04-07
rainfall
warme periode
irrigation volume calculated by dss [mm]
5 Irrigatie dosis (mm) 4 3 2 1 0
Grotere gift
rainfall 09-06
13-06
18-06
23-06
A (ref) B C D
28-06
04-07
Jordanië
Irbid, Jordaan Vallei
Sterk gelimiteerde waterbronnen Irrigatie management van tuinders is weinig geavanceerd Lage efficiëntie watergebruik
Aanpak
Tomaten in vollegrond Verhogen water efficiëntie Gezuiverd afvalwater (N,P,K) & - Schoon gietwater 100% - Deficiet Irrigatie
“More Crop per Drop” Gewas
Water gebruik (mm)
Uitspoeling (mm)
Ratio Schoon – Totaal water (%)
Watergebruik Efficiëntie (kg/m3)
Water Besparings Index (%)
Potplanten
413 (540)
119 (237)
66
n.v.t.
24
Komkommer
545 (717)
10 (92)
100
44 (35)
19
Tomaat
275 (425)
?
0
8 (6)
25
Aubergine
71 (95)
?
100
54 (36)
35
Sla
66 (186)
?
58
73 (22)
69
(***) irrigatie door tuinder (referentie)
Conclusies Sensor gestuurde irrigatie biedt tuinders onder suboptimale omstandigheden mogelijkheden om:
Efficiënt om te gaan met water en meststoffen Uitspoeling te minimaliseren Schade aan het gewas te voorkomen Goede en (soms zelfs) hogere producties te behalen
Aanbevelingen voor tuinders en toelevering
Optimaliseer het teelt teelt-- en irrigatiesysteem Gestuurde watergiften (dosis en timing) Fertigeer naar behoefte van het gewas Beperkte deficiet irrigatie als water erg schaars is Technisch support en training voor tuinders Fail--safe apparatuur (stand Fail (stand--alone, buitenteelt) buitenteelt)
Namens het FLOW-AID team ...
Bedankt voor uw aandacht !
