NL1040910B1 - Werkwijze en inrichting voor het telen op water. - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het op water telen van gewassen waarbij de werkwijze volgens de uitvinding leidt tot een waterbesparing van circa 75% in vergelijking tot de reeds bekende werkwijzen voor het telen op water. Voorts wordt de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door een uniforme waterafgifte aan het geteelde gewas.

Description

Werkwijze en inrichting voor het telen op water

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het op water telen van gewassen waarbij de werkwijze volgens de uitvinding leidt tot een waterbesparing van circa 75% in vergelijking tot de reeds bekende werkwijzen voor het telen op water. Voorts wordt de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt door een uniforme waterafgifte aan het geteelde gewas.

Teelt op water is reeds lang bekend. Deze term wordt gebruikt voor teeltsystemen met minimaal substraat. De drie tot nu toe belangrijkste systemen voor het telen op water zijn respectievelijk (in willekeurige volgorde): diepe waterlaag, voedingsfilm en wortelbesproeiing.

Bij het telen volgens de diepe waterlaag techniek, in het Engels bekend als deep flow technique, wordt doorgaans gebruik gemaakt van bedden met een breedte van ca. 120 tot 140 centimeter waarop een deksel wordt geplaatst waarin de planten hangen. De ruimte onder het deksel is gevuld met een voedingsoplossing welke continu wordt rond gepompt. Deze ruimte heeft meestal een hoogte of diepte van ca. 3 tot 30 centimeter. De planten hangen in het deksel met de wortels in de stromende oplossing. De voedingsfilm techniek, in het Engels nutrient film technique genoemd, omvat smalle teeltgoten waarin continu een dunne laag water of voedingsoplossing stroomt. De lengte van de teeltgoten is in principe beperkt tot maximaal 20 meter. De breedte van de goten is afhankelijk van het te telen gewas en bedraagt meestal minimaal 5 centimeter en maximaal 20 centimeter. De goten liggen onder een helling met een verval van 0,5 tot 2%. Water of een voedingsoplossing wordt aan de hoge zijde in de goten gebracht en onderaan opgevangen. Bij wortelbesproeiing, ook wel bekend als aeroponics, wordt gebruik gemaakt van een afgesloten ruimte waarin plantenwortels hangen en sproeidoppen zorgen voor verneveling van een voedingsoplossing. De planten hangen in het deksel van de afgesloten ruimte met de wortels vrij in de nevel. De optimale sproeiduur en sproeifrequentie zijn nog steeds onderwerp van onderzoek. Uit praktische overwegingen kan er maximaal ca. 2,5 liter water per plant per uur worden gegeven, verdeeld over 4 tot 12 sproeibeurten per uur.

Hoewel het telen op water voor diverse gewassen grote voordelen biedt ten opzichte van substraatteelt hebben voornoemde werkwijzen voor het telen op water volgens de stand van de techniek ook duidelijke nadelen. De belangrijkste daarvan zijn de relatief grote hoeveelheid water die moet worden rond gepompt en de daarbij behorende buffer die moet worden aangehouden, de noodzaak tot fijne filtratie om met name in geval van wortelbesproeiing verstopping van de sproeiers te voorkomen en de in diverse gevallen vereiste relatief dure (hoge) teeltgoten en zware ondersteuningsconstructies.

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze en een inrichting voor het telen op water welke de bovengenoemde nadelen niet hebben. De werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding zullen nu worden toegelicht aan de hand van een viertal figuren. Daarbij toont: - fig. 1 een schematisch perspectivisch uitvoeringsvoorbeeld van een goot welke geschikt is voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding voor het telen op water; - fig. 2 een schematische dwarsdoorsnede van het in fig. 1 getoonde uitvoeringsvoorbeeld van de goot met een daarin opgenomen groeisubstraat; - fig. 3(a) toont een schematische doorsnede van een uit een geëxtrudeerd profiel vervaardigde inrichting volgens de uitvinding; - fig. 3(b) is een schematische weergave van de in fig. 3(a) getoonde doorsnede met een daarin opgenomen groeisubstraatmat.

Fig. 1 toont een schematisch uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding voor het telen op water. In dit uitvoeringsvoorbeeld omvat de inrichting een geprofileerde goot welke in dwarsdoorsnede althans nagenoeg symmetrisch is ten opzichte van een verticaal vlak. De goot omvat twee overstaande opstaande zijwanden 1 welke elk naar beneden toe overgaan in de bodem 2 van een teeltgoot. De bodem 2 van de teelgoot kan verder ook wel worden aangeduid als teeltvlak. Elke bodem 2 gaat in de richting van het midden van de inrichting over in een opstaande wand 3 welke zich in hoogte tot ruim boven de hoogte van de bovenrand van de zijwanden 1 uitstrekt.

In dit uitvoeringsvoorbeeld gaan de opstaande wanden 3 vanaf hun bovenrand over in zich neerwaarts uitstrekkende wanden die overgaan in de bodem van een watertoevoerkanaal 4. De bodem van het watertoevoerkanaal 4 is in dit uitvoeringsvoorbeeld aanmerkelijk hoger gelegen dan de bodem 2 van de teeltgoten. Dit hoogteverschil tussen de bodem van het watertoevoerkanaal en het teeltvlak is geen noodzakelijke voorwaarde voor de toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding.

De in fig.l getoonde inrichting is slechts één van de vele mogelijke uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding. Alle mogelijke uitvoeringsvormen van de inrichting hebben als gemeenschappelijk kenmerk dat zij een van elkaar gescheiden watersectie en teeltvlak omvatten. Het water dat zich in de watersectie bevindt, kan derhalve niet, zonder dat er specifieke maatregelen worden getroffen om het vanuit de watersectie naar het teeltvlak te brengen, op het teeltvlak terecht komen. In het in fig. 1 getoonde uitvoeringsvoorbeeld omvat het teeltvlak twee van elkaar gescheiden vlakken, in de vorm van teeltgoten 2. De uitvinding voorziet er echter ook in dat het teeltvlak van de inrichting daadwerkelijk één vlak of teeltgoot of juist meer dan twee vlakken of teeltgoten kan omvatten. De watersectie is in dit uitvoeringsvoorbeeld beperkt tot het watertoevoerkanaal 4. De inrichting omvat geen directe watertoevoer naar het teeltvlak. Er kan in voorkomende gevallen wel water vanaf het teeltvlak moeten worden afgevoerd als de wortels van de geteelde planten niet al het via de groeisubstraatmat aangevoerde water opnemen.

Fig. 2 toont een schematische dwarsdoorsnede van het in fig. 1 getoonde uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding met een daarin opgenomen groeisubstraatmat 5. Een voorbeeld van een groeisubtraatmat welke kan worden toegepast voor de werkwijze volgens de uitvinding omvat een uit vezels van één of meer biopolymeren vervaardigd materiaal. De groeisubstraatmat omvat uitvoeringsvormen waarbij de mat door de materiaalkeuze en structuur capillaire werking heeft. Een voorbeeld van een op de markt verkrijgbaar materiaal dat zich bij uitstek leent voor toepassing als groeisubstraatmat voor de werkwijze volgens de uitvinding is het door het Amerikaanse bedrijf Grow-Tech LLC ontwikkelde en geoctrooieerde groeimedium dat onder meer onder de naam 'Substrate' wordt vermarkt. Dit materiaal bestaat voornamelijk uit polylactide (PLA) of polyhydroxyalkaan (PHA) of uit een mengsel van deze twee biopolymeren. Een groot voordeel van deze biopolymeren is het feit dat zij biologisch afbreekbaar zijn en er bij een teeltwissel en bijbehorende vernieuwing van het groeisubstraat geen dure maatregelen nodig zijn voor het afvoeren van de oude groeisubstraatmat. De mat kan bij het groenafval. In enkele voor toepassing van de werkwijze geschikte uitvoeringsvormen heeft de groeisubstraatmat een dikte van ten minste circa 1 millimeter en ten hoogste circa 4 millimeter en bij voorkeur een dikte van circa 2 a 3 millimeter.

De groeisubstraatmat 5 is zodanig in de inrichting geplaatst dat deze deels in het watertoevoerkanaal ligt en zich aan weerszijden van het watertoevoerkanaal 4 uitstrekt tot op de bodem 2 van de teeltgoten, het teeltvlak. Dankzij de eigenschappen van de groeisubstraatmat wordt door capillaire werking water uit het watertoevoerkanaal door het groeisubstraat opgezogen naar de bovenrand van de wanden van het watertoevoerkanaal waarna het water in de groeisubstraatmat 5 zich naar de op het teeltvlak, de bodem 2 van de teeltgoten, gelegen delen van de groeisubstraatmat verplaatst. Hierbij zorgt ook de zwaartekracht in dit geval gedeeltelijk voor het watertransport. In tegenstelling tot andere teeltsystemen omvat de inrichting volgens de uitvinding geen druppelslangsysteem of ander watertransportsysteem in of bij de teelt goten. Het is bij teeltwissel derhalve ook niet nodig druppelslangen te verwijderen en schoon te maken. Het watertransport naar het op een teeltvlak gelegen gedeelte van de groeisubstraatmat omvat over tenminste een gedeelte van de af te leggen weg capillaire werking in de groeisubstraatmat zelf als enige vorm van watertransport. In de verdere beschrijving en in de conclusies kan deze vorm van watertransport door de groeisubstraatmat naar het op het teeltvlak gelegen gedeelte van de groeisubstraatmat ook worden aangeduid als passief watertransport. Samenvattend kan worden gesteld dat bij toepassing van de werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding de watersectie en het teeltvlak van elkaar gescheiden zijn en dat passief watertransport over ten minste een gedeelte van de af te leggen weg de enige vorm van watertoevoer naar het teeltvlak omvat.

Mede hierdoor is de inrichting eenvoudiger dan de tot nu toe bekende systemen. Terwijl bij toepassing van een druppelslangsysteem fijnmazige filtratie van het water nodig is, is dat bij de inrichting volgens de uitvinding niet noodzakelijk. De weerstand in het watergeefsysteem is dientengevolge ook lager, hetgeen tot energiebesparing leidt. De inrichting volgens de uitvinding is derhalve goedkoper in de aanschaf, de exploitatie en het onderhoud. Het achterwege kunnen laten van een druppelslangsysteem heeft als bijkomend voordeel dat eventuele verstopping van slangetjes niet aan de orde is.

Een groot voordeel van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding is het feit dat het systeem althans nagenoeg drukloos is. Het water wordt met een pomp naar een boven het watertoevoerkanaal gelegen leiding gepompt en valt via tuitjes in het watertoevoerkanaal. In noodsituaties kan water ook onder invloed van de zwaartekracht bij voorbeeld vanuit een buffervat in het watertoevoerkanaal van de inrichting stromen en, door het met een klein verval installeren van de goot van de inrichting, onder invloed van de zwaartekracht vanaf het hoger gelegen eerste uiteinde van de goot, ook wel het waterdoseerpunt genoemd, door het watertoevoerkanaal naar het lager gelegen tweede uiteinde van de goot stromen. Daarbij is het in het watertoevoerkanaal gelegen deel van de groeisubstraatmat 5 over althans nagenoeg de gehele lengte van het watertoevoerkanaal in contact met water. De groeisubstraatmat zal vervolgens water transporteren naar de op het teeltvlak gelegen gedeelten van de groeisubstraatmat waarop de feitelijke teelt plaatsvindt. Het telen op water volgens de onderhavige uitvinding resulteert in circa 80% waterbesparing ten opzichte van conventionele buitenteelt. Tevens levert toepassing van de werkwijze en het systeem volgens de uitvinding een besparing op van circa 50% op de benodigde arbeid ten opzichte van conventionele buitenteelt. Dit is onder meer een gevolg van efficiëntere werkmethoden, bij voorbeeld door de mogelijkheid de inrichting op een althans nagenoeg ideale hoogte te monteren. De inrichting kan elke gewenste of nuttig geachte lengte hebben. Een lengte welke kan worden beschouwd als een voor de voorziene markt aantrekkelijke lengte omvat 12 meter. Een inrichting van deze lengte is transportabel en kan relatief eenvoudig op verschillende plaatsen worden ingezet.

Mede dankzij de geringe hoeveelheid water die bij toepassing van het systeem volgens de uitvinding wordt gebruikt, kan ook de benodigde waterpomp en een eventueel buffervat kleiner worden bemeten, hetgeen leidt tot kostenbesparingen in de aanschaf en in het elektriciteitsverbruik van de pomp. Voor de watertoevoer kan desgewenst ook gebruik worden gemaakt van het waterleidingsysteem.

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding voorzien erin dat het water in het watertoevoerkanaal wordt gebracht door het bij het waterdoseerpunt in het watertoevoerkanaal te laten vallen. Daardoor wordt er extra zuurstof in het water gebracht, hetgeen een gunstig effect heeft op de teelt.

De groeisubstraatmat 5 welke wordt toegepast voor de werkwijze volgens de uitvinding kan dun zijn, zoals eerder vermeld is een dikte van slechts circa 2 millimeter een geschikte dikte. Mede daardoor is er sprake van een laag gewicht van de groeisubstraatmat en kan de kas-, ophangings- en/of ondersteuningsconstructie lichter worden uitgevoerd dan de tot nu gangbare constructies, die zijn afgestemd op het gebruik van een zwaar teeltmedium. Bij toepassing van de groeisubstraatmat 5 groeien de wortels in de mat. Mede door de open structuur van de mat is de zuurstofopname van de wortels bijzonder goed, waardoor het ontstaan van pythium (wortelrot) en andere vormen van aantasting van de wortels van gewassen kan worden beperkt.

De inrichting volgens de uitvinding omvat in de in fig. 1 en fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm het gebruik van deksels voor zowel de teeltgoten als het watertoevoerkanaal om de verdamping van water tot een minimum te beperken en om ervoor te zorgen dat de wortels zo min mogelijk licht opvangen. De uitvinding voorziet erin dat de deksels van elk geschikt geacht materiaal kunnen worden vervaardigd, waaronder staal en kunststof. De deksels van de teeltgoten omvatten openingen die zijn afgestemd op de gewenste plantdichtheid. De planten kunnen bij voorbeeld met klemmen ter ondersteuning in deze openingen aan het deksel worden bevestigd.

In tegenstelling tot het in fig. 1 en fig. 2 schematisch weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding in de vorm van een gewalste goot, kent de inrichting ook diverse andere uitvoeringsmogelijkheden welke ook bij voorbeeld uit geëxtrudeerde profielen kunnen worden vervaardigd.

Fig. 3(a) toont een schematische doorsnede van een uit een geëxtrudeerd profiel vervaardigde inrichting volgens de uitvinding. De vorm van het profiel is erop afgestemd dat het watertoevoerkanaal 4 vrijwel volledig is afgesloten, op een spleet 6 voor het doorlaten van de groeisubstraatmat 5 na. Bij het gebruik van deze uitvoeringsvorm van de inrichting kan een deksel ter voorkoming van verdamping van water uit het watertoevoerkanaal achterwege blijven. Voorts is het extrusieprofiel voorzien van een strook 7 dat kan dienen voor het geleiden van de groeisubstraatmat 5 naar hetteeltvlak 2, zoals duidelijk blijkt uit fig. 3(b). De strook 7 kan verder ook worden aangeduid als de groeisubstraatmat geleider 7 of matgeleider 7. Terwijl de in fig. 1 en fig. 2 weergegeven uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding een symmetrische vorm had, maakt het in fig. 3(a) en fig. 3(b) weergegeven uitvoeringsvoorbeeld duidelijk dat de inrichting geenszins beperkt is tot symmetrische vormen en elke gewenste of nuttig geachte vorm kan hebben waarbij er sprake is van een scheiding tussen het watertoevoerkanaal en het teeltvlak. De inrichting kan desgewenst ook volledig separaat opgestelde watertoevoerkanalen en teeltgoten omvatten, waarbij de groeisubstraatmat de enige verbinding tussen de onderdelen vormt.

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding lenen zich uitstekend voor urban farming.

De in deze beschrijving besproken en in de figuren getoonde uitvoeringsvoorbeelden van de werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding zijn slechts enkele van de vele binnen het kader van de uitvinding mogelijke uitvoeringsvormen en dienen derhalve als niet-limitatiefte worden beschouwd. a n o i n

Claims (11)

1. Een werkwijze voor het gebruikmakend van een groeisubstraatmat (5) op water telen van gewassen, met het kenmerk, dat de werkwijze het uitsluitend via passief watertransport naar een op een teeltvlak gelegen gedeelte van de groeisubstraatmat transporteren van water omvat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de werkwijze het gebruik van een inrichting met een van elkaar gescheiden watersectie en teeltvlak omvat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de watersectie een watertoevoerkanaal (4) omvat.

4. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bodem van het watertoevoerkanaal (4) hoger gelegen is dan het teeltvlak.

5. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de groeisubstraatmat (5) zodanig gepositioneerd is dat een eerste gedeelte van de groeisubstraatmat op het teeltvlak rust en een tweede gedeelte van de groeisubstraatmat in directe verbinding staat met zich in het watertoevoerkanaal (4) bevindend water.

6. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de groeisubstraatmat (5) is vervaardigd van vezels van een biopolymeer.

7. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de groeisubstraatmat (5) een dikte heeft van ten minste 1 millimeter en ten hoogste 4 millimeter.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de groeisubstraatmat (5) een dikte heeft van ten minste 2 millimeter en ten hoogste 3 millimeter.

9. Een inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de inrichting ten minste één teeltvlak en ten minste één van het teeltvlak gescheiden watersectie omvat.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de inrichting een gewalst of geëxtrudeerd profiel omvat.