Het kasklimaat is één van de belangrijkste (zo niet dé belangrijkste) groeifactor voor de plant. Het loont daarom het kasklimaat te optimaliseren om zo de productie verder te verbeteren.

Uit recent onderzoek is duidelijk geworden op welke manier planten zijn te activeren en dat planten beter functioneren bij de combinatie van een hogere temperatuur en tegelijkertijd een hogere luchtvochtigheid (RV) dan we tot nu toe gewend waren. Wanneer er een hogere kastemperatuur wordt aangehouden, wordt er minder geventileerd en blijft er meer CO2 in de kas. Dit heeft als voordeel dat de assimilatie wordt vergroot. Voor deze vergroting is meer licht (=energie) nodig. Er kan eenvoudigweg meer toegelaten worden, maar de plant moet in staat zijn dit extra licht effectief te benutten. Door de kennis van de natuurkunde te combineren met die van de plant, is het mogelijk nog optimaler te telen.

Activeren gewas
Overdag levert de zon de energie die nodig is om de planten actief te houden. Er vindt fotosynthese plaats en er is voldoende verdamping. ’s Nachts, en als er overdag te weinig instraling is, is dat anders. De zonnestraling moet dan gecompenseerd worden om de planten te activeren. Dit houdt in dat de gewasverdamping op gang moet komen en gehouden dient te worden. Bij een lage luchtvochtigheid is er relatief veel verdamping en spreken we van een actief klimaat. Bij een hogere luchtvochtigheid zijn mogelijkheden om te verdampen beperkter en zal het klimaat kunstmatig geactiveerd moeten worden.

Soorten verdamping
De meeste verdamping wordt veroorzaakt door straling. Dit is te vergelijken met waterdamp die wordt afgevoerd via een fluitketel. Straling warmt water in de plant op, die via huidmondjes wordt afgevoerd.

rare-fratsen-met-kokend-water

Verdamping bij straling = fluitketel verdamping

Lucht die wordt verwarmd en warmer wordt dan de lucht in de omgeving, heeft de neiging op te stijgen. De stijgende beweging wordt convectie genoemd. Verdamping door convectie is de natte bol verdamping, dit is te vergelijken met het drogen van was. Convectie verdamping werkt onafhankelijk van straling. Deze verdamping kan dus overdag maar ook ‘s nachts plaatsvinden. De warmte die hiervoor nodig is, wordt geleverd door convectie.

was

Verdamping door convectie = natte bol verdamping = als drogen van natte was

Convectie
De plant kan door convectie energie opnemen en afgeven. Dit gebeurt als lucht in de kas langs de bladeren van de plant stroomt en er sprake is van een temperatuurverschil tussen blad en lucht. Als het blad warmer is dan de kaslucht wordt energie afgevoerd, als het blad kouder is dan de kaslucht wordt energie toegevoerd. Luchtbeweging is daarbij een belangrijke factor. Bij stilstaande lucht wordt de temperatuur van het blad en die van de direct omringende lucht (de zogenaamde grenslaag) aan elkaar gelijk en is er geen netto energie-uitwisseling meer. Des te hoger de luchtsnelheid, des te groter de energie-overdracht.

Bij onvoldoende straling moet verdamping dus in stand worden gehouden via convectieve verdamping. Met een lage luchtvochtigheid is er sneller voldoende verdamping mogelijk. Dankzij luchtbeweging is het mogelijk meer energieoverdracht via convectie plaats te laten vinden. Daardoor zal het gewas ook bij een hogere luchtvochtigheid in staat blijven te verdampen. Een actief groeiklimaat begint dus bij voldoende luchtbeweging rond de plant. Een bijkomend voordeel is dat hiermee temperatuurverschillen worden vereffend en dat er geen vochtophoping rond de plant kan ontstaan.

IMAC -overzicht snij anthurium gesloten doeken
Snijanthurium in een kas met gesloten doeken

Hogere temperatuur en hogere luchtvochtigheid (RV)
Het is duidelijk geworden dat planten beter functioneren bij de combinatie van een hogere temperatuur met een hogere luchtvochtigheid. Anders gezegd: plantstress kan vaak beter worden bestreden met een hogere RV. Veel zonnestraling gecombineerd met een lage RV levert voor een plant snel stress op omdat de plant het waterverlies via verdamping niet voldoende kan aanvullen. Bij een hogere RV kan een plant vaak beter groeien doordat verdamping wordt beperkt en CO2 beter opgenomen kan worden. Dit levert meer assimilatie op en dus meer groei. Anthurium is niet in staat om veel water op te nemen. Daarom is het belangrijk om de verdamping te beperken.

De stralingswarmte wordt door de meeste planten voor ongeveer 60% afgevoerd via verdamping. Daarnaast kan een plant overtollige energie afvoeren door uitstraling, reflectie en convectie. Zolang de balans, dus het verschil tussen toevoer en afvoer positief is, ervaart de plant het klimaat als ‘actief’. De energiebalans is positief en de plant kan het overschot aan energie gebruiken om de verdamping op gang te houden.

Bij instraling is normaal gezien de planttemperatuur hoger dan de ruimtetemperatuur. In zo’n situatie wordt er niet genoeg water verdampt om alle zonnestraling af te voeren. Bij een hogere planttemperatuur wordt er meer energie afgegeven door convectie en straling en ontstaat er een nieuw evenwicht.

Door de stand van de huidmondjes regelt de plant zelf de bladtemperatuur en daarmee de verhouding tussen convectie/straling en verdamping. Sluiten huidmondjes, dan zal de planttemperatuur te hoog op kunnen gaan lopen. Daarnaast zal bij gesloten huidmondjes de fotosynthese worden geremd doordat er onvoldoende CO2 door de plant kan worden opgenomen.

IMAC phalaenopsis ventilator
Ventilator in een kas met phalaenopsisteelt.

Bij een hoger kasvochtniveau kan het gewas meer instraling verwerken. Dit is een gevolg van het feit dat een plant in deze situatie minder water zal verdampen. Hierdoor ontstaat er minder snel een tekort aan water waardoor het gewas langer in staat is via verdamping de afvoer van temperatuur te blijven regelen. Door het ‘knijpen’ in plaats van sluiten van de huidmondjes zal meer instraling kunnen worden gebruikt voor assimilatie en een groter deel van de warmte via convectie wordt uitgestraald.

Door gebruik van onder andere hoge druk verneveling wordt door het ingebrachte water ook meer warmte uit de lucht in de kas onttrokken. Een hogere temperatuur en RV in de kas aanhouden, betekent dat later geventileerd moet worden en dat er meer CO2 in de kas blijft, waardoor assimilatie wordt verhoogd. Lukt het niet om RV op peil te houden, dan zal eerder geschermd moeten worden om stress voor de planten te voorkomen (Bron *).

IMAC Phalaenopsis schermen
Phalaenopsis schermen

Uitstraling en het sluiten van doeken
Straling is de warmte die je voelt als je vlak bij een kachel staat. Uitstraling is het verschijnsel waarmee bedoeld wordt dat iets kan afkoelen door het afgeven van langgolvige stralingswarmte. Je kan uitstraling voelen als je in een warme kamer/kas staat dicht bij een koud raam. Door uitstraling zakt de planttemperatuur tot onder de temperatuur in de kas. Hierdoor ontstaat de kans dat de planttemperatuur onder het dauwpunt van de kaslucht komt en het gewas nat slaat (Bron *).

Als bij lage instraling de doeken open liggen, is er al snel meer uitstraling dan instraling. Houd er rekening mee dat bij helder weer (onafhankelijk van de buitentemperatuur) de uitstraling al snel 50-100 watt/m2 kan zijn. Is de uitstraling 100 watt en de instraling 100 watt dan zit je bij een instralingsdoorlatingspercentage van 70% nog met 30 watt aan warmteverlies als gevolg van uitstraling. Daarnaast gaat er nog warmte verloren als de kastemperatuur hoger is dan de buitentemperatuur (door convectie). Hierdoor zal de planttemperatuur onder de kastemperatuur zakken, hetgeen tot een beperkte of geen verdamping leidt.

De uitstraling is bij lagere buitentemperaturen daarom voor anthurium een reden om doeken te sluiten als de instraling onder de ±150 watt/m2 zakt. Bij phalaenopsis zal er bij een buitentemperatuur van 12⁰C en het gebruik van minimum buizen een straling van ongeveer 120 watt/m2 nodig zijn om doeken zonder extra stoken open te kunnen doen.

Aan het begin van de dag is het daarom vaak van belang doeken langer gesloten te houden en in de middag/avond doeken eerder te sluiten om te veel uitstraling te voorkomen. Met folie is uitstraling ongeveer gelijk, maar er zal minder warmte verloren gaan door convectie. Ook is het mogelijk bij een lagere instraling om andere doeken open te laten en vooral op donkere dagen meer instraling op het gewas te realiseren.

Zonnestand en het toelaten van licht
De hoeveelheid zonnestraling die door het aardoppervlak per vierkante meter ontvangen wordt, hangt af van de afstand van de aarde tot de zon en van de stand van de zon. Deze hoeveelheid straling varieert dus in de loop van de dag en ook in de loop van het jaar. In gebieden rond de evenaar is er voornamelijk een variatie in de loop van de dag die door het jaar heen redelijk constant is.

IMAC zonne hoek

Invloed van de zonshoogte op de hoeveelheid opgevangen straling per vierkante meter.

De stand van de zon is gedurende de winter lager zodat er per m2 minder zonnestraling wordt ontvangen. Daarnaast zal door een lagere zonnestand meer licht worden onderschept door de atmosfeer, maar ook zullen kas en installaties relatief meer licht onderscheppen.

Knipsel
Invloed van de zonshoogte op de hoeveelheid opgevangen straling per m2 .

In Nederland is de stralingssom in de zomermaanden ongeveer tien keer zo hoog als in de wintermaanden. Ook is het aandeel directe straling in de wintermaanden lager dan in de zomer. Het aandeel directe straling is in de winter gemiddeld rond 20%, terwijl het in de zomer rond 40% bedraagt.

Het aandeel PAR-licht in de globale straling varieert. Op bewolkte dagen neemt het aandeel PAR-licht toe. Hoe hoger de bewolkingsgraad hoe lager de totale instraling wordt (zie tabel 1). De zonshoogte en bewolkingsgraad hebben een grote invloed op de intensiteit en samenstelling van het daglicht.

Tabel 1: Bestralingssterkten van het daglicht in W/m2 en percentages.
zonhoogte bewolkings- totale
graad instraling
(graden) (%) (W/m2 )
40 0 680,7
10 0 52,9
40 3 595,2
40 10 387,9
40 30 200,5
40 100 69,2

Tabel 1: Bestralingssterkten van het daglicht in W/m2 en percentages.

Slechts een deel van de globale straling en het PAR-licht komt in de kas. Vooral het glas of folie op de kas heeft invloed op de totale transmissie van de kas. Omdat het aandeel natuurlijke diffuse straling groot is, is ook de transmissie van het glas of folie voor diffuse straling jaarrond belangrijk. Echter ook de transmissie voor directe straling is bepalend voor de totale lichtsom in de kas en daarmee op het gewas.

Winterklimaat en winterblad
In de winter in Nederland en landen die wat verder van de evenaar zijn gelegen, neemt de instraling tot de kortste dag door de lagere zonstand en meer bewolking flink af. Hierdoor kan in het begin van de winter meer instraling worden toegelaten, maar zullen lichtsommen desondanks afnemen. Door lagere lichtsommen neemt de groei sterk af, waardoor bladeren worden gevormd die minder gewend zijn. Omdat anthurium en phalaenopsis niet zo snel groeien, zullen bladeren die in de winter worden aangelegd richting voorjaar uit gaan groeien.

Enkele weken na de kortste dag neemt de instraling sterk toe door een combinatie van de hogere zonnestand en een afname van de bewolkingsgraad. Dat betekent dat rond februari veel meer energie op het gewas terecht komt dan in de tijd dat het blad is gevormd. Het winterblad dat dan op het gewas staat, kan dit vaak niet verwerken. Daarom moet er in deze tijd bij lagere straling al geschermd worden om het gewas te laten wennen aan meer instraling. Het gewas kan met de overgang naar meer straling de straling wel weer beter verwerken als het vochtgehalte in de kas hoog gehouden kan worden.

Met meer inzicht in de natuurkunde in combinatie met de kennis van de plant om kunt u de klimaatinstellingen verbeteren om nog optimaler te telen.

Dit artikel is in samenwerking met Bureau IMAC tot stand gekomen. Mocht u meer over dit onderwerp willen weten, dan kunt u contact opnemen met Bureau IMAC.

* Bron: Van Weel, P.A. en van Voogt, J.O. 2012, ‘Physical analysis of the moisture and energy balance of a greenhouse.’ Wageningen University Cultivation under glass (report GTB1185).