Water geven op maat met virtuele lysimeter

De virtuele lysimeter wordt gezien als beste hulpmiddel om uitspoeling tegen te gaan bij glasteelten in de grond. Het zou goed zijn als alle grondtelers hiermee aan de gang gaan. Maar zover is het nog niet. Eerst moet dit model nog nauwkeuriger en gebruiksvriendelijker worden.

Dat de lysimeter niet echt handig was, daar zijn alle gebruikers het wel over eens. De grote bak die werd ingegraven om de uitspoeling te meten, was niet erg nauwkeurig. Hij was een obstakel bij de grondbewerking en verstoorde de capillaire werking. Buiten de telers in het onderzoeksproject zijn er geen gebruikers geweest, en de meeste bakken zijn al weer uitgegraven. Toch bleef de noodzaak bestaan om de watergift beter af te stemmen op de verdamping, zeker met het oog op de Kaderrichtlijn Water in 2027, wanneer de uitspoeling moet zijn teruggebracht tot een minimum.

Virtuele lysimeter

De opvolger is de virtuele lysimeter, een computermodel dat is ontwikkeld door WUR Glastuinbouw in het kader van Glastuinbouw Waterproof, mede gefinancierd door Kennis in je Kas. Dit model berekent de verdamping op basis van instraling, buis et cetera. Het is geverifieerd met data van de lysimeters die nog in de grond zaten. Het is in de afgelopen vier jaar ontwikkeld, maar is nog niet echt opgepakt door de praktijk. Er zijn dertien telers met een aansluiting; drie of vier gebruiken het regelmatig.

Uit metingen en berekeningen van WUR Glastuinbouw blijkt dat ‘drainagewater grondteelten’ de belangrijkste route is van gewasbeschermingsmiddelen en meststoffen naar het milieu (rapport Kwantificering waterige reststromen glastuinbouw uit 2023).

Een grondteler geeft aan: “Een virtuele lysimeter berekent de verdamping op het niveau van de afzonderlijke vakken. De klimaatcomputer doet dat niet. In de substraatteelt zijn tools beschikbaar als weeggoten. In de grondteelten is het echter niet helder hoeveel water je te veel of te weinig geeft. We zouden dat veel nauwkeuriger willen bepalen, in een dashboard waarop de verschillende stadia van het gewas zijn te zien. Een klein gewas verdampt immers minder dan een groot gewas.”

Koppeling met QMS

“De virtuele lysimeter is een mooie tool die goed inzicht geeft”, beaamt René Corsten, adviseur bij Delphy. “Veel telers hebben nog het idee van water geven: veel is goed, meer is beter. Hoewel ik wel moet zeggen dat de watergift al geleidelijk is geoptimaliseerd. Vroeger werd zo’n 1.600 liter per vierkante meter per jaar gegeven, tegenwoordig is dat 1.200 liter. Maar het kan nog beter.”

Om een succes te worden, moet de meter nog goed in de markt worden gezet. De berekeningen lopen via LetsGrow, en er wordt gewerkt aan koppelingen met de bekende klimaatcomputers. “Het model zelf is in principe klaar voor gebruik”, zegt Corsten. “Als er meer mensen mee aan de slag gaan, zullen er zeker nog verbeterpunten naar boven komen.”

Voor chrysantentelers wordt gewerkt aan een module om de virtuele lysimeter onder te brengen in het Quality Management System (QMS), het planningsprogramma van Delphy dat veruit de meeste chrysantentelers gebruiken. Bij de waterschappen is daar financiering voor gevonden. Het QMS wordt onder meer gevoed met data vanuit de klimaatcomputer.

“Om telers met het systeem te begeleiden, zouden watercoaches kunnen worden ingezet”, denkt Theo Roelofs, adviseur bij Delphy. “Dat zou een aanvulling op hun werk kunnen zijn.”

In de substraatteelt zijn tools beschikbaar als weeggoten. In grondteelten is niet helder hoeveel water je te veel of te weinig geeft.

Module voor nutriënten

De virtuele lysimeter kan in principe werken zonder vochtsensoren, maar een terugkoppeling met vochtsensoren is wel gewenst om het model te kalibreren, want op elk bedrijf zijn de omstandigheden anders. Als er tussen het model en de sensoren verschillen zijn, kan dat betekenen dat het model uit de pas loopt, of dat de sensoren een verkeerde waarde geven.

Meerdere telers hebben echter twijfels over de nauwkeurigheid van de vochtsensoren. De draden ervaren ze als kwetsbaar, de meters zijn storingsgevoelig en het is moeilijk om de juiste waarden eruit te krijgen. Zo zijn draadloze vochtmeters uit de akkerbouw beproefd, maar metingen kwamen vaak niet overeen met de monsters van de grondboor.

Inmiddels is er een vervolgonderzoek Virtuele Lysimeter 2.0 opgestart. Hierin wordt de virtuele lysimeter verder geoptimaliseerd, gefinancierd door onder meer Kennis in je Kas en de gewascoöperatie Chrysant. In dit project werkt WUR Glastuinbouw aan een module die de gift en uitspoeling van nutriënten kan berekenen. “Deze is waarschijnlijk in de loop van 2025 klaar voor gebruik”, verwacht onderzoeker Joseph Stoenner.

Twee typen vochtsensoren

Daarnaast wordt onderzocht of en hoe vochtsensoren zijn te koppelen aan de virtuele lysimeter om de werking te controleren. “Er zijn veel vochtsensoren op de markt, variërend van € 10 tot € 1.000 per stuk”, zegt Jos Balendonck, onderzoeker bij WUR Glastuinbouw. “Maar er bestaat geen enkele meter die direct het vochtgehalte meet. Dat kan alleen via een omweg.” Vochtsensoren zijn te verdelen in twee typen. Sensoren die meten op basis van geleidbaarheid zijn het goedkoopst. Als de EC bekend is, kun je het watergehalte nauwkeurig bepalen. Echter, in de praktijk fluctueert de meststoffenconcentratie door de toediening en de opname door de plant.

Een ander, duurder type sensor werkt op basis van permittiviteit. De sensor brengt de watermoleculen in beweging door een roterend magnetisch veld. De energie die hierbij vrijkomt is een maat voor het vochtgehalte in de bodem. De meting zelf is nauwkeurig, maar de vertaling naar het vochtgehalte in de bodem hangt af van factoren als bodemtype en dichtheid.

“Geen enkele sensor geeft nauwkeurig absolute waarden aan”, aldus Balendonck. “Ze kunnen echter wel de trend in het bodemvocht aangeven. We willen nu weten wat sensoren kunnen zeggen over de betrouwbaarheid van het model. Dat is de manier waarop we ze willen inzetten. Het belangrijkste is dat je de sensor op dezelfde plek laat zitten, dan blijf je stabiel meten. Alleen kan de grond verdichten door de watergift, waardoor de sensoren alsnog verlopen.”

Of de virtuele lysimeter een succes wordt, zal er onder andere van afhangen hoe realistisch de uitkomsten zijn, en of deze meerwaarde gaan geven.