Breed, vergelijkend serreonderzoek met tomaat en aardbei toont aan dat er géén opbrengstverschillen meer zijn wanneer je respectievelijk de minerale wol en een groot deel van het veen in het teeltsubstraat WEGhaalt en vervangt door hernieuwbare of minder-energetisch-belastende producten zoals HOUTVEZEL, CHITINE, BIOCHAR EN GROENCOMPOST. Het onderzoeksproject Horti-BlueC pakt uit met dit veelbelovend resultaat. De tuinbouw- en potgrondsectoren weet al langer dat twee belangrijke ingrediënten van hun teeltsubstraat, veen (turf) en steenwol, een zware milieu- en klimaatlast dragen. De wetenschappelijke zoektocht naar werkbare, concurrentiële substraatrecepten met duurzamere eigenschappen heeft nu succes. Peter Melis (PCH): “Er zijn wel degelijk circulaire, betere alternatieven voor veen of steenwol, die dezelfde kwalitatieve en kwantitatieve oogst aan aardbeien en tomaten opleveren.”
Op een persdemo van ILVO en PCH (17/08/21) zijn de bevindingen in detail toegelicht. De proeven zijn ook een belangrijk thema tijdens een Internationaal wetenschappelijk potgrondcongres (23-26 augustus 2021) met 150 deelnemers uit meer dan 20 landen, dat voor het eerst in België is georganiseerd, mét voor het eerst participatie van EU beleidsvoerders.
Weg van veen?
Veen of turf wordt al eeuwen ontgonnen, vroeger als brandstof, tegenwoordig ook als hoofdbestanddeel van potgrond. Maar de veengebieden zijn als koolstofbuffers belangrijk in de strijd tegen klimaatverandering. Veen bevat, (net als de andere fossiele grondstoffen aardolie of steenkool) zeer veel organische koolstof, die tijdens de ontginning door oxidatie massaal als CO2 in de atmosfeer terecht komt. Omwille van de waarde van veengebieden en de negatieve impact van ontginning, wordt veenwinning in steeds meer landen aan banden gelegd. België ontgint geen veen maar importeert wel ongeveer 800.000 m3 per jaar, vooral uit de Baltische staten. Wegens het duurzaamheidsargument klinkt de vraag naar veenvrije of veenarmere potgrond in en rond de tuinbouwsector steeds luider.
Steenwol dan?
Steenwol (mineraal substraat, rotswol) is een tweede grondstof in de teeltsubstraten die onder druk staat. Steenwol ontstaat machinaal, door gesteenten onder zeer hoge temperatuur in vezels te trekken. Het is een productieproces dat veel (fossiele) energie kost. Na het groeiseizoen in de serre zijn de steenwolmatten niet herbruikbaar. Meestal worden ze na minder dan 1 jaar terug als afval verwerkt. Hun afvoer (duur voor de serreteler) en verwerking (tot vb. straatklinkers) is andermaal hoogenergetisch. Steenwol bezit daarom een hoge ecologische footprint. Steenwol-matten worden nu vaak in vb. serreteelten van tomaat en paprika gebruikt. Ook hier groeit de vraag naar werkbare alternatieven.
Kokosproducten?
Goede alternatieven vinden voor gebruik in de ‘klassieke’ veen-potgrond of steenwolsubstraten is niet evident. Veen is een zeer stabiel substraat met optimale teelteigenschappen. Minerale substraten of grondstoffen zoals kokosvezels, bezitten wel gelijkaardige eigenschappen, maar ook die ‘zondigen’ tegen duurzaamheidsprincipes. Kokosvezels moeten bijvoorbeeld over grote afstand getransporteerd worden en de productie van deze vezels heeft ook een belangrijke milieu-impact.
Zoektocht naar duurzame, goed presterende alternatieven in een markt onder druk
De vraag naar teeltsubstraten wereldwijd stijgt naar verwachting, door meerdere drivers en mede door de klimaatverandering. “Er zitten opportuniteiten in die voorspelde groei, zeker als je met duurzame grondstoffen aan de slag gaat,” vindt Bart Vandecasteele (ILVO). “Een goed substraat laat toe te telen met een veel hogere efficiëntie qua waterverbruik. Voedselproducenten kunnen meer gecontroleerd plantenziektes vermijden. Substraten kunnen het verschil maken in de succesvolle aanplant van groen of bomen in verstoorde stedelijke bodems. Het plantgoed voor vollegrondsteelten wordt meer en meer eerst in een serre-potgrond opgekweekt om zo problemen met extreme weersomstandigheden te vermijden en om het teeltseizoen te verkorten. De innovatieve, klimaatverkoelende systemen zoals groene daken, daktuinen, groengevels, maar ook dakserres en verticale teelten vragen excellente substraten om de planten te laten groeien in een verstedelijkte omgeving.”
Kortom, substraatteelt is wel degelijk veelbelovend om efficiënt(er) met water en nutriënten om te gaan in de plantaardige voedsel- en sierteeltproductie, en om vergroening en verkoeling in de stedelijke omgeving mogelijk te maken. Het aanbod (hoeveelheid en kwaliteit) van de (huidige) basismaterialen voor teeltsubstraten wordt mogelijks onvoldoende om aan de vraag te voldoen. Bij zulke marktspanningen tussen aanbod en vraag zou de kostprijs van de genoemde materialen kunnen stijgen. De uitdaging is de potgrondmengsels van de toekomst voldoende technisch onderbouwd, goed uitgebalanceerd te krijgen, én duurzaam. Dat wil zeggen, met hernieuwbare en liefst lokale grondstoffen. De samenstelling van teeltsubstraten is duidelijk geen zwart/wit verhaal, waarbij de negatieve impact van de productie van teeltsubstraten afgewogen moet worden t.o.v. de positieve impact van deze substraten voor diverse toepassingen.
In het wetenschappelijk project Horti-BlueC is men vanuit deze drivers op zoek gegaan naar klimaatslimme alternatieven, die ook kwalitatief-performant en haalbaar qua prijs zouden scoren. De onderzoekers richtten zich voornamelijk op op de (serre)teelt van aardbei en tomaat.
Circulaire bouwstenen voor duurzame teeltsubstraten
De partners van het Europese project Horti-BlueC hebben op diverse locaties en op praktijkschaal interessante experimenten uitgevoerd voor de teelt van aardbei en tomaat, met nieuwe substraatsamenstellingen op basis van groencompost, plantenvezels, biochar uit biomassaverwerking of chitine uit garnaalpellen en krabbenschalen. De duurzame mengsels zijn onderzocht qua effecten op groei en gezondheid van aardbei en tomaat, maar ook qua interactie met bemesting.
Voor tomaat is gekozen voor de 100% vervanging van steenwol door een veenvrij en organisch mengsel met 40 vol% kokosvezel, 30 vol% houtvezel, 20 vol% schors en 10 vol% groencompost. Voor aardbei is (om te beginnen) 40% van de veenfractie uit het klassieke mengsel weggehaald. In de plaats kwam 25% houtvezel en 15% groencompost. Alle proefmengsels zijn door het Belgische bedrijf Agaris geproduceerd.
Het resultaat
Alle nieuwe mengsels scoorden vergelijkbaar met veen of steenwol. Maarten Hofkens (PCH): “Het gebruik van een veenvrij mengsel als alternatief substraat voor de teelt van tomaten is niet alleen duurzamer, het kan ook financieel interessant zijn voor de teler omdat de hoge verwerkingskost voor steenwol na de teelt vermeden wordt, en ook omdat het organische mengsel toelaat om meer dan één teeltseizoen gebruikt te worden.”
De resultaten worden gebruikt om telers te overtuigen om zelf deze nieuwe en duurzamere alternatieven uit te testen en te beoordelen.
Biochar, the new kid in town voor potgrond?
In de nieuwe mengsels is ook biochar getest, dat door het Nederlandse ECN-TNO werd geproduceerd op basis van hout, plantenvezels zoals vlaslemen, en gebruikte teeltsubstraten. Biochar is een zeer stabiele vorm van koolstof die gebruikt kan worden als bulkmateriaal in teeltsubstraat. Biochar ontstaat als restproduct wanneer men plantaardige materialen omzet volgens de techniek van pyrolyse: een chemisch proces bij hoge temperaturen van 400 tot 700 graden en zuurstofarme omstandigheden, waardoor er geen verbranding plaatsvindt. Op die manier ontstaat er een zwarte, vaste materie, vergelijkbaar met houtskool. Bij de productie van biochar kunnen zowel de vrijkomende warmte als de CO2 in de serres aangewend worden ter vervanging van zuivere CO2-bemesting en en van verwarming met fossiele brandstoffen. De proeven in de serre toonden aan dat teeltsubstraten met biochar minstens even goed scoorden qua opbrengst, zowel voor aardbei als voor tomaat.
Naast biochar werd ook chitine getest. Dat kan worden toegediend als substraatadditief om de microbiële gemeenschap rond plantenwortels in de bodem positief te sturen. Chitine komt voor in reststromen van schaaldieren en wordt meestal chemisch ontgonnen uit schalen van krabben. Binnen het project Horti-BlueC werd aangetoond dat de pellen van de Noordzeegarnaal (Crangon crangon) (reststroom na mechanisch pellen) en de schelpen van de Chinese wolhandkrab (Eriocheir sinensis) (invasief in België) nuttig konden zijn als chitinebron. Chitine kan bij gebruik in lage dosissen de plantweerbaarheid tegen ziektes ten goede komen, maar chitine kan ook minerale stikstof vrijstellen en zo kunstmeststoffen vervangen.
Hergebruik van substraten en de cascade, en een verdienmodel voor koolstofopslag
Teeltsubstraten op basis van organische materialen zoals veen, houtvezel of biochar bevatten heel veel koolstof. De koolstof in de potgrond is zeer stabiel: de potgrond breekt traag af en deze koolstof komt maar zeer traag terug vrij als CO2. Als een dergelijke gebruikte potgrond in een landbouwbodem inwerkt of composteert, dan blijft deze koolstof nog zeer lang als stabiele koolstof achter en dit zorgt voor koolstofopslag. Bart Vandecasteele (bodemspecialist ILVO): “Minder dan 1% van de koolstof breekt jaarlijks af, dus het is perfect mogelijk om de (koolstof in) teeltsubstraten een tweede leven geven door die direct te hergebruiken of het materiaal als bruine stroom in de compostering of grondstof voor biochar te gebruiken. Direct hergebruik van potgrond op basis van veen is een waardevolle optie, mits een duurzame ontsmettingstechniek wordt toegepast.”
Hergebruik is eenvoudig op het eigen bedrijf maar complexer tussen bedrijven, omwille van de afvalstoffenreglementering. Er moet voldoende aandacht zijn voor het beheersen van mogelijke plagen en ziekten bij hergebruik, bv door ontsmetting of door gebruik in complementaire teelten.
De verwerking van gebruikte teeltsubstraten door compostering bleek bij vroegere testen technisch haalbaar, leidt tot een compost van goeie kwaliteit en is reeds operationeel in Vlaanderen. De experimentele Horti-BlueC teeltsubstraten kunnen ook omgezet worden in biochar, wat toelaat om de nutriënten te hergebruiken en koolstof van de potgrond langdurig vast te leggen.
Op het einde van de cascade kunnen de gebruikte teeltsubstraten op basis van lokale en hernieuwbare materialen als bodemverbeterend middel toegepast worden, zodat we hiermee meer koolstof kunnen opslaan in landbouwbodems. Deze koolstofopslag in de bodem zal in de toekomst mogelijks tot extra inkomsten leiden voor telers, omdat deze belangrijke vastlegging van koolstof financieel ondersteund zal kunnen worden als compensatie voor CO2-uitstoot door andere activiteiten in onze maatschappij. Als deze substraten ook zeer stabiele koolstof onder de vorm van biochar bevatten, zal de langdurige opslag van koolstof beter verzekerd zijn, en dus heeft potgrond met biochar hier ook een bijkomend voordeel.
Beleidsconclusies?
Met nieuwe substraatmengsels is het dus mogelijk om dezelfde opbrengst te halen als met de courant gebruikte materialen. Deze kennis kan het beleid en de sector helpen om de afweging te maken in welke mate, hoe en wanneer de verduurzaming van teeltsubstraten in Vlaanderen kan gebeuren.
Ludwig Caluwé: “Deze resultaten kunnen een momentum vormen, want zowel het beleid, de telers als consumenten worden zich steeds sterker bewust van de negatieve impact van veenontginning en van bepaalde teeltsubstraten. Samen met onze participerende proefcentra benadruk ik het belang van deze resultaten: Het lukt om kwalitatieve teeltsubstraten duurzamer te produceren, weg van veen en van rotswol, en om ze vervolgens steeds te hergebruiken in een circulaire kringloop. Er is hier echt veel duurzaamheidswinst te boeken. Wij zien een haalbaarheid op vrij korte termijn.”
Horti-BlueC is een Interreg 2 Zeeën project waarin het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO) en Proefcentrum Hoogstraten hebben samengewerkt met een team met 6 wetenschappelijkeen industriële partners aan beide kanten van het Kanaal.
Internationale experts komen naar Vlaanderen
ILVO, Proefcentrum voor Sierteelt (PCS), Proefcentrum voor Groenten (PCG), Proefcentrum Hoogstraten (PCH), UGent en UHasselt organiseren van 23 tot 26 augustus 2021 een internationaal symposium (ISHS International Symposium on Growing Media, Soilless Cultivation, and Compost Utilization in Horticulture) rond dit onderwerp. Op dit symposium met 150 deelnemers wordt nieuwe kennis rond duurzame teeltsubstraten samengebracht en wordt het beleid rond veenvervanging in de tuinbouw in diverse landen besproken. Professionelen en beleidsmensen die meer wil weten over groeisubstraten kunnen aansluiten bij de ‘industry and policy day’ op 26 augustus (https://www.horti-bluec.eu/en/calendar/industry-and-policy-day-growingmedia2021).
Horti-BlueC is een Interreg 2 Zeeën project waarin het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO) en Proefcentrum Hoogstraten hebben samengewerkt met een team met 6 wetenschappelijke en industriële partners aan beide kanten van het Kanaal.