X
GO

Actueel nieuws

Tomaat in een hydroponic en aquaponic teeltsysteem 2017

Tomaat in een hydroponic en aquaponic teeltsysteem 2017

Teelt van tomaat in een hydroponic en aquaponic teeltsysteem: vergelijkende studie 2017

Auteur: Crappé Sara/vrijdag 15 december 2017/Categorieën: Gangbare glasteelt, Vruchtgroenten, tomaat, Innovaties, aquaponics, Projecten, Vlaamse Overheid, MIP, MIST, Thema, teelttechniek, Voorlichting, proefverslag, Proefverslag, Niet-leden

Vergelijkende studie van de teelt van tomaten in een hydroponic teeltsysteem versus een aquaponic teeltsysteem. Hebben de verschillende teeltsystemen een invloed op de opbrengst en kwaliteit van de tomaten? Hoeveel vis kan gekweekt worden per m² tomaat?

 

 

Objecten
In de tomatenserre van 400 m² werd in 3 van de 9 rijen gekozen voor pure hydroponicteelt. De 6 overige rijen vormden een aquaponic systeem met een specifieke tank in de visstal. Deze 6 rijen verschilden onderling in de densiteit van vissen in de vistank, zoals weergegeven in onderstaande tabel.

Objecten

 

 
Schema opstelling aquaponics PCG


   Schema opstelling aquaponics  
     
 
Teelt van tomaat in een hydroponic en aquaponic teeltsysteem: vergelijkende studie 2017

 
  Visstal PCG
 
     
 
Tomaten serre

 
  Tomaten serre
 

Beoordelingsmethode
Tomaten:

  • Wekelijks: opbrengst en kwaliteit

  • Wekelijks: drainwateranalyse

  • Maandelijks: BRIX waarde en droge stofinhoud

  • Éénmaal: smaakonderzoek

Vissen:

  • Wekelijks: analyse restwater

  • Tweewekelijks: wegen (om voedergift te kunnen aanpassen)


Statistische analyse
De normale verdeling van de resultaten werd gecontroleerd via de Shapiro Wilkinson test. Vervolgens werd de homogeniteit bekeken via een Levene’s test. Indien nodig werd een transformatie uitgevoerd. Bij een normale en homogene verdeling werd vervolgens een ANOVA test uitgevoerd (Univariate results). Als deze een verschil tussen de resultaten kon bewijzen, werd een Tukey test uitgevoerd om de verschillen tussen de objecten aan te tonen.


Resultaten
Cumulatieve marktbare opbrengst
Er is geen verschil in cumulatieve marktbare opbrengst tussen de verschillende behandelingen. De eerste oogst vond plaats op 13/04/2017, de laatste oogst op 23/10/2017. Er werd een gemiddelde opbrengst van 43,8 kg/m² kg/m² behaald.

Onderstaande tabellen en grafieken kunnen in het bijhorend rapport geraadpleegd worden:

  • Figuur 1: Cumulatieve marktbare opbrengst van tomaat

  • Tabel 1: Cumulatief marktbare opbrengst (kg/m²)


Cumulatieve hoeveelheid groene tomaten
Er is geen statistisch verschil in de hoeveelheid groene tomaten tussen de objecten. In de tweede helft van augustus is er een plotse stijging van het aantal groene tomaten.

Onderstaande tabellen en grafieken kunnen in het bijhorend rapport geraadpleegd worden:

  • Figuur 2: Cumulatieve hoeveelheid groene tomaten

  • Tabel 2: Cumulatieve hoeveelheid groene tomaten


Cumulatieve hoeveelheid neusrot
Eind juni is er een plotse stijging van neusrot in de tomaten. Dit zowel in het object hydroponics als in de objecten aquaponics, hoewel de stijging duidelijk sterker is bij de aquaponic objecten. Het aandeel neusrot in de aquaponic objecten is ook statistisch groter dan bij de hydroponic objecten.

De verklaring is tweeledig:

  • Bij opstart van de tomatenteelt wordt gewerkt met een voedingsoplossing met een hoog kalium en relatief laag calcium gehalte. Eens de planten in volle productie zijn (er wordt meer dan 4 l/m² per dag geïrrigeerd) moet overgeschakeld worden op een voedingsoplossing dat veel rijker is aan calcium en armer aan kalium. De verhouding K/Ca moet dan evolueren naar 1:1. De omschakeling werd in deze teelt te laat ingezet, wat de stijging in neusrot bij geoogste tomaten tegen eind juni verklaart.

  • Het restwater dat van de vissen komt was erg rijk aan kalium (ongeveer 3 mmol/l in mei) en arm aan calcium (0.3 mmol/l in mei). Omdat bij de aquaponics objecten de dagvoorraad bestond uit drainwater en restwater van de vissen (ipv drainwater en regenwater zoals bij hydroponics) kan minder verse EC toegevoegd worden. Hierdoor was de voedingsoplossing in de aquaponicsobjecten nog armer aan calcium in vergelijking met het hydroponicsobject. Bij de aquaponics zou een aanpassing van het recept hier een oplossing kunnen bieden. Maar ook een aanpassing in de teeltmethode in het aquacultuurgedeelte kan helpen. Tot half juni werd daar gebruik gemaakt van kaliumbicarbonaat (KHCO3) voor het bufferen van de pH. Vanaf eind juni werd overgeschakeld naar een 50:50 mix van KHCO3 en CaCO3 (calciumcarbonaat). Zoals te zien is in onderstaande grafiek is een duidelijke evolutie waarneembaar in de hoeveelheid K en Ca in het restwater. Na verloop van tijd wordt zelfs de ideale verhouding tussen K en Ca van 1:1 bereikt.

Na deze aanpassingen is ook te zien dat de hoeveelheid neusrot niet verder stijgt en stabiliseert.
Voor de vissen vormt het geen verschil of er gebruik gemaakt wordt van KHCO3 of CaCO3. Het enige verschil is dat CaCO3 minder goed oplosbaar is in water dan KHCO3, waardoor het water tijdelijk troebel kleurt door toevoegen van CaC03. In een industrieel aquaponicsysteem kan installatie van een mixer de oplosbaarheid verbeteren.

Onderstaande tabellen en grafieken kunnen in het bijhorend rapport geraadpleegd worden:

  • Figuur 3: Cumulatieve hoeveelheid neusrot in tomaat

  • Tabel 3: Cumulatieve hoeveelheid neusrot in tomaat

  • Figuur 4: Effect van de aanpassing van de soort pH buffer in de visteelt op samenstelling van het restwater


Smaakonderzoek, BRIX waarde en droge stof
Op 4 juli werd een smaakonderzoek uitgevoerd op de tomaten uit de proef. Hiervoor werden tomaten uit het hydroponics object en uit het aquaponicsobject met hoogste concentratie aan vissen geoogst. Er werd tweemaal een driehoekstest afgenomen bij 30 panelleden. Van de 60 antwoorden waren er 21 correct, dit is niet voldoende om van een smaakverschil te spreken. Ook de reden die opgegeven werd voor het smaakverschil was niet eenduidig.

Onderstaande tabellen en grafieken kunnen in het bijhorend rapport geraadpleegd worden:

  • Tabel 4: Resultaten driehoekstest

  • Tabel 5: Opgegeven reden voor smaakverschil bij driehoekstest

Maandelijks werd van de tomaten ook een droge stofwaarde en een BRIX waarde gemeten. Er werd geen verschil vastgesteld tussen de verschillende behandeling voor BRIX-waarde en droge stofgehalte. Wel is een duidelijke evolutie te zien tijdens het seizoen, waarbij zowel de droge stofwaarde als de BRIX waarde het hoogst zijn tijdens de warmste periode.

Onderstaande tabellen en grafieken kunnen in het bijhorend rapport geraadpleegd worden:

  • Figuur 5: Evolutie van de BRIX waarde van tomaat

  • Tabel 6: DE BRIX waarde

  • Figuur 6: Evolutie van de droge stofwaarde van tomaat

  • Tabel 7: Droge stof waarde tomaat


Evolutie natriumconcentratie drainwater
Wekelijks werd een uitgebreide nutriëntenanalyse uitgevoerd op het drainwater (BLGG, voedingsoplossing). De concentratie natrium in het drainwater stijgt gedurende het hele seizoen en eindigt in oktober op een waarde van ongeveer 25 mmol/l. Er is geen verschil in natriuminhoud tussen de aquaponicsobjecten en hydroponicsobjecten. Dit is op het eerste zicht verrassend, want het water wordt tijdens de visteelt sowieso verrijkt met natrium. In de hydroponics wordt regenwater gebruikt wat normaal zeer arm is aan natrium. Er wordt dus zeker een sterkere stijging van natrium verwacht bij de aquaponicsobjecten.

Er werd enkel in het begin van de teelt gebruik gemaakt van zuiver regenwater. Door een tekort aan regenwater in de regenwatersilo in het begin van juni, werd water overgepompt uit de voorraadvijver. Dit water bestaat echter uit een mix van regenwater en drainwater, waardoor ook de samenstelling sterk verschilt van zuiver regenwater. In de onderstaande tabel is te zien hoe dit de natriumconcentratie in het regenwater beïnvloedt. De concentratie aan natrium in dit water verschilt amper van de natriumconcentratie in het water dat van de vissen komt, vandaar de gelijke stijging in zowel hydroteelt als aquaponicsteelt.

Onderstaande tabellen en grafieken kunnen in het bijhorend rapport geraadpleegd worden:

  • Figuur 7: Evolutie van de natriumconcentratie in het drainwater
  • Tabel 8: Na+-content drainwater
  • Figuur 8: Natriumconcentratie in het restwater van de viskweek. De sterke stijging eind mei wordt veroorzaakt voor het startwater dat tijdelijk geen zuiver regenwater is.
  • Tabel 9: Natriumconcentratie regenwater (mmol/l)


Analyses restwater visteelt
Wekelijks werd het restwater van de visteelt geanalyseerd. In de grafieken hieronder wordt de evolutie van enkele parameters en nutriënten doorheen de teelt weergegeven. De bereikte EC in het restwater bedraagt maximaal 1mS/cm, een lage EC dus voor tomaat die aangepast wordt door extra nutriënten toe te voegen. De pH van het restwater is te hoog voor de tomaten, de wortels zouden bij deze pH verschillende nutriënten niet (optimaal) kunnen opnemen. Een aanpassing van de pH is noodzakelijk voor gebruik van het water voor de visteelt. NO3, P, K en Ca zijn allemaal in een zekere concentratie aanwezig maar niet optimaal voor tomaat. Het restwater van de vissen kan perfect dienen als basis, maar moet geoptimaliseerd worden om te kunnen gebruiken voor een tomatenteelt.

Onderstaande tabellen en grafieken kunnen in het bijhorend rapport geraadpleegd worden:

  • Figuur 9: Evolutie EC restwater viskweek
  • Figuur 10: Evolutie van de pH van het restwater van de vissen
  • Figuur 11: Evolutie NO3-concentratie restwater viskweek
  • Figuur 12: Evolutie P-concentratie restwater viskweek
  • Figuur 13: Evolutie K-concentratie restwater viskweek
  • Figuur 14: Evolutie Ca-concentratie restwater viskweek


Restwater viskweek ten opzichte van recept tomaat
In de onderstaande tabel wordt een overzicht gegeven van de nutriënteninhoud van regenwater, restwater van de vissen en het recept voor tomaat. In de derde kolom werd het recept van tomaat omgerekend naar een EC van 1, gelijk aan de EC van het restwater van de viskweek om een gemakkelijke vergelijking te kunnen maken. In de vierde kolom wordt het recept van tomaat bij EC 3 weergegeven. Zoals eerder aangegeven is de natrium inhoud in het restwater van de viskweek verhoogd doordat vanaf eind mei een mengeling van regenwater en drainwater (buitenteelt) werd gebruikt door watertekort.

Onderstaande tabellen en grafieken kunnen in het bijhorend rapport geraadpleegd worden:

  • Tabel 10: vergelijkende tabel nutriënteninhoud regenwater, restwater viskweek en recept tomaat (bij EC 1 en 3)

Het is duidelijk dat regenwater arm is aan alle nutriënten, dit heeft natuurlijk als voordeel dat alle nutriënten vers kunnen meegegeven worden in een ideale verhouding voor tomaat. Wanneer gebruik gemaakt wordt van het restwater van de viskweek, moet er rekening mee gehouden worden dat er minder ‘vers’ recept kan meegegeven worden, aangezien dit water al een EC van 1 heeft (in deze proef). Hierdoor kan minder verse EC toegevoegd worden wat bijvoorbeeld aanleiding gaf tot het grotere aandeel neusrot in deze proef. 

De belangrijkste (in hoogste concentratie aanwezig) nutriënten in het restwater van de vissen zijn kalium, calcium en nitraat. Dit zijn ook nuttige nutriënten voor de tomaten. Naast deze nutriënten zijn echter ook natrium en chloride in een niet te verwaarlozen hoeveelheid aanwezig in het restwater. Hier moet zeker aandacht aan besteed worden. In deze proef bleek echter het restwater van de viskweek niet de grootste bron van natrium, maar wel de gebruikte meststoffen voor de voedingsoplossing. 

Bij vergelijken van de nutriënteninhoud van het restwater en het voedingsrecept voor tomaat is duidelijk dat de waterparameters moeten aangepast worden om een goede tomatenteelt te verzekeren. Het water moet aangezuurd worden zodat de pH daalt. Ook de EC moet verhoogd worden door toevoegen van alle benodigde nutriënten. Alleen zo kan naast een optimale visteelt ook een optimale opbrengst bij de tomatenteelt bereikt worden. Alleen zo kunnen industriële aquaponics slagen en rendabel zijn.


Besluit
Tomaten maken geen onderscheid tussen hydroponics en aquaponics. De opbrengst en kwaliteit is in beide teeltsystemen gelijk. Wel moet de nutriëntensamenstelling van de voedingsoplossing goed gecontroleerd worden. In het begin van de teelt hebben tomaten veel kalium nodig, het is in die periode dan ook aangewezen om bij de visteelt KHCO3 als pH buffer te gebruiken. Eens de planten echter in volle productie zijn, is het belangrijk om over te schakelen naar een voeding die rijker is aan calcium. Om dit te bereiken kan bij de visteelt overgeschakeld worden naar gebruik van 50% KHCO3 en 50% CaCO3 om de pH te regelen. Het restwater dat dan van de visteelt komt bevat ook aanzienlijk meer Ca, wat helpt om het evenwicht tussen K en Ca in de voedingsoplossing van de tomaten te bereiken.

Een smaakproef toonde aan dat er geen smaakverschil is tussen tomaten uit hydroponics en aquaponics. Ook de BRIX waarde was gelijk en het droge stofgehalte verschilde niet tussen tomaten uit beide teeltsystemen.

De hoeveelheid nutriënten in en de samenstelling van het restwater van de vissen werd tijdens de proef nauw opgevolgd. Het is duidelijk dat extra nutriënten moeten toegevoegd worden om een goede tomatenteelt te bereiken. Ook aanpassen van de pH is noodzakelijk. Als dit alles in acht genomen wordt, is een optimale opbrengst van Omegabaars en tomaat in een aquaponicsysteem zeker haalbaar.


​Het volledig rapport Teelt van tomaat in een hydroponic en aquaponic teeltsysteem: vergelijkende studie 2017

 

Samenwerking
Deze proef lag aan binnen het MIP-project STOKSTROOM: ‘Sluiting van de water en nutriëntenstromen in het Stokstrorm aquapak’, waarin PCG samenwerkte met verschillende partners: 

  Bedrijfspartner    Onderzoekspartner  
 
 
 
 
  Middenveldorganisatie  
 
 
 
 
 
 
     
 
   Gefinancierd door:      
 
 
 
publicatiejaar2017
afdelingOpen lucht
Teelt of thema
  • Aquaponics
  • Tomaat
Print

Aantal keer bekeken (8832)/Commentaren (0)

Documenten

Links

x