Maakt bliksemwater tuinbouw duurzamer?

Plasma activated water (PAW) kan het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen en kunstmest in de tuinbouw terugbrengen. Het Eindhovense bedrijf VitalFluid ontwikkelt machines om de door de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) ontwikkelde plasmatechnologie voor praktijktoepassingen op de markt te brengen.

In maart levert het bedrijf de eerste systemen aan glastuinbouwbedrijven in Noord-Amerika. Van 2012 tot 2016 is hieraan een gezamenlijk onderzoek voorafgegaan van onder meer TU/e, Radboudumc en de sectie glastuinbouw van Wageningen University & Research (WUR).

Vierde fase

Maar wat is PAW en hoe werkt het? WUR-onderzoeker Jim van Ruijven legt uit dat stoffen normaal gesproken vast, vloeibaar of gasvormig zijn. Plasma is als het ware een vierde fase die tussen vloeistof en gas in ligt en kan ontstaan onder extreem hoge druk en temperatuur (duizenden graden Celsius), wat bijvoorbeeld gebeurt als het bliksemt. In het plasma vormen zich dan reactieve elementen, ofwel radicalen.

De eerste stap om PAW te maken, is het nabootsen van bliksem in een reactor en lucht te behandelen met het daarbij gevormde plasma. PAW ontstaat vervolgens door deze lucht door water te leiden, waarbij onder andere waterstofperoxide en ozon ontstaan, die ontsmettend werken, en reactieve stikstofradicalen, die reageren tot de stikstofmeststof salpeterzuur. 'Het voordeel is dat je hiervoor alleen elektriciteit, water en lucht nodig hebt, verder niets.'

Van Ruijven was betrokken bij het eerdergenoemde onderzoek dat zich richtte op de mogelijkheden om PAW in te zetten als gewasbeschermingsmiddel en salpeterzuur als meststof. Het bleek dat het effectief schimmels als fusarium, botrytis en meeldauw kan bestrijden, evenals het tomatenmozaïekvirus, zonder dat dit leidt tot beschadigingen aan de planten.

Bekerglas

'In 2012 zijn we begonnen met proeven in een bekerglas. Nu bouwt VitalFluid grote machines om PAW te maken en de productietijd en zuurgraad van de meststoffen af te stemmen op de teelt.'

Tot eind 2021 zijn demonstratieprojecten uitgevoerd om de toepasbaarheid van de technologie te toetsen, één project bij de WUR onder leiding van Van Ruijven in de tomatenteelt en één project met sla in een vertical farm bij onderzoeksinstituut Brightbox in Venlo samen met onderzoeksbureau voor de glastuinbouw Botany.

Komkommerteelt

CEO Peter Korsten van Botany ging vijf jaar geleden al voor Amerikaanse klanten op zoek naar alternatieve stikstofbronnen. Daarbij kwam hij in contact met de TU/e. 'De eerste resultaten in de komkommerteelt waren veelbelovend, maar we hebben in Venlo op grotere schaal gekeken naar de effecten op de kwaliteit en opbrengsten van het gewas en de opname van voedingstoffen.'

Korsten verwacht dat de duurzame technologie op den duur ook geschikt is voor traditionele bedekteteeltsystemen.

Verenigde Staten en Canada

Algemeen directeur Paul Leenders van het in 2014 opgerichte VitalFluid zegt dat de eerste machines naar bedrijven van 80 tot 100 hectare in de Verenigde Staten en Canada gaan, die tomaten, komkommer, sla en kruiden kweken. Hij legt uit dat zij vooral geïnteresseerd zijn in het gebruik van PAW, omdat zij organic telen op substraat.

Volgens Leenders zijn de prototypes die voor de demonstraties zijn gebruikt, nu doorontwikkeld naar commercieel inzetbare systemen. Uitdagingen zijn nog de precisiedosering van de stoffen die een plant nodig heeft, het regelen van de zuurgraad en het terugdringen van het energieverbruik. 'Ik verwacht dat we in de volgende serie veel toe kunnen passen van wat we met de machines in de praktijk leren.'

Steun uit regio

De recente investering van 2 miljoen euro van de Brabantse Ontwikkelings Maatschappij en VDL Participatie, onderdeel van VDL Groep, in VitalFluid om de R&D-activiteiten uit te breiden en meer machines te maken, is volgens de CEO van VitalFluid nodig om de productie en verkoop verder op te schalen, de aankoopprijs voor de belangstellende bedrijven te verlagen en competitief te blijven.

Leenders verwacht dat de investering in een 'bliksemwatermachine' naar beneden gaat bij grotere productieaantallen.

Biologische teelt

VitalFluid streeft ernaar om de machines ook in Europa in te kunnen zetten in de biologische teelt. Daarvoor geldt nu nog dat deze in de vollegrond plaats moet vinden. Ook zijn de voedingstoffen die voortkomen uit PAW, nog niet goedgekeurd.

'We zijn in gesprek met Skal om de certificering rond te krijgen en voor de meststoffenbeoordeling hebben we contact met het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit en andere relevante contacten in Europa', zegt Leenders. 'We hopen met ons 'groeiwater' het telen van gewassen een stuk duurzamer en circulair te kunnen maken.'