Mit den bevorstehenden Feiertagen ist auch im Gewächshaus von Van Vugt Kruiden Feierstimmung angesagt. Gelbe, violette und weiße Stiefmütterchen sehen aus, als ob der Frühling bereits ausgebrochen wäre. Und das ist genau das, was Piet van Vugt will. "Mit der Installation der richtigen LED-Leuchten können wir unseren Kunden nun das ganze Jahr über qualitativ hochwertige essbare Blumen liefern."

Kleiner, wachsender Markt

"Die Stiefmütterchen sind immer noch am beliebtesten", sagt Piet, während er durch das bunte Gewächshaus in Ridderkerk geht. "Hier sind Löwenmäulchen, das sind Fuchsien. Alle essbar. Begonien wachsen dort, ebenso wie Nelken." Seit er vor fast zwanzig Jahren mit dem Anbau von essbaren Blumen begonnen hat, hat er sich ein umfangreiches Wissen über das Produkt angeeignet. Sowohl für den Anbau als auch für den Markt. "Bei Kräutern haben wir immer auf die Nachfrage der Kunden reagiert, und bei essbaren Blumen ist das genauso wichtig", sagt Piet. "Es ist immer noch ein sehr kleines Produkt, obwohl der Markt seit Jahren wächst."

Als Reaktion auf die wachsende Nachfrage baute Van Vugt Kruiden vor drei Jahren ein neues Gewächshaus in Ridderkerk, das komplett elektrisch betrieben wird und für den ganzjährigen Anbau von essbaren Blumen ausgestattet ist. "Ein großer Vorteil des lokalen Anbaus ist, dass wir direkt auf den Markt reagieren können", meint Piet. "Bei essbaren Blumen hat man oft mit Last-Minute-Bestellungen zu tun."

Innerhalb Europas wickelt Van Vugt Kruiden den Vertrieb selbst ab, in Zusammenarbeit mit Logistikpartnern. Die Niederlande sind ein wichtiger Markt und auch Deutschland schätzt die Blumen. Außerhalb Europas werden die Kunden mit essbaren Blumen von Exporteuren beliefert. Sie sind sogar in Dubai zu finden.

Das ganze Jahr über das gleiche Produkt

Auch bei der Konstruktion des neuen Gewächshauses standen die Wünsche der Kunden im Mittelpunkt. Es gibt viele verschiedene Segmente, so dass viele verschiedene Blumen gezüchtet werden können. In Töpfen, Rinnen und auf dem freien Feld. "Die Kunden wollen das ganze Jahr über das gleiche Produkt, das so nachhaltig wie möglich angebaut wird. Das ist es also, was wir erreichen wollen", sagt Piet. Das bedeutet Anbau ohne Gas: Das Gewächshaus, der Demo-Bereich und die Büros werden durch 3.500 Solarzellen in Kombination mit der Restwärme der Kühlzellen beheizt. Doppelte Schirme halten so viel Licht und Energie wie möglich im Inneren, und Boden- und Hebeheizungen sorgen für Wärme an den richtigen Stellen.

Corona machte jedoch einen Strich durch die Rechnung: Der Markt für essbare Blumen brach mit der Schließung des Gaststättengewerbes völlig zusammen. Wiederum aufgrund der Nachfrage beschloss Piet, in dem neuen Gewächshaus Kräuter anzubauen. Inzwischen hat sich der Markt deutlich erholt und er füllt das Gewächshaus allmählich wieder mit essbaren Blumen.

Anbauleuchten

Jetzt ist eine weitere Dimension hinzugekommen. Im Gewächshaus wurde Anbaubeleuchtung installiert. Diese ermöglicht es, das ganze Jahr über die gleiche Qualität zu liefern. "Was die Lichtverhältnisse im Gewächshaus anbelangt, sollte es eigentlich Mitte Juni sein. In Bezug auf die Lichtverhältnisse, die Temperatur kann viel niedriger sein, um die beste Blütenbildung zu erzielen." Unter anderem aufgrund des geringen Energieverbrauchs von LED-Lampen fiel die Wahl auf die CoolStack® MAX-Lampen von Mechatronix. "Gemeinsam mit diesem Lieferanten wurde die ideale Lichtrezeptur ermittelt. Dies geschah zum Teil in unserem eigenen Forschungs- und Vorführraum, in dem spezielle Leuchten mit steuerbaren Spektren verwendet wurden, um herauszufinden, was für die essbaren Blumen am besten funktioniert. Die LED-Lampen mit diesem Spektrum werden nun Gitter für Gitter installiert. Die Lichtmenge und die Belichtungszeit können eingestellt werden."

"Abgesehen von der Tatsache, dass wir jetzt das ganze Jahr über Blumen anbauen können, sehen wir auch, dass die Qualität besser ist", sagt Piet. "Der Wachstumszyklus ist kürzer, so dass man von jüngeren Pflanzen ernten kann. Das kommt der Qualität der Blumen zugute." Und genau darum geht es ihm letztlich. "Die gesamte Technologie steht hier im Dienst der Anlagen und im Dienst der Kunden. Wenn man jeden Tag 100% Qualität liefert, wissen die Kunden, wo sie uns finden können."

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Der Chrysanthemenzüchter Leeuwis plante ursprünglich, in seinem gesamten Betrieb eine Hybridbeleuchtung zu installieren, aber aufgrund der Energiekrise wurde die Hälfte des Gewächshauses mit einer vollständigen LED-Beleuchtung ausgestattet, während die andere Hälfte leer blieb. Sechs Monate später sind die Züchter mit ihrer Entscheidung mehr als zufrieden. „Die Umstellung verlief reibungslos, und bei den aktuellen Preisen haben wir mehr Gewinn.”
„Entweder volle LED-Beleuchtung oder das Gewächshaus leer lassen”, beschreibt Chrysanthemenzüchter Yorick Leeuwis aus Tuil bei Zaltbommel in den Niederlanden das geschäftliche Dilemma des vergangenen Sommers. Die Gaspreise schossen in die Höhe, und der Markt für Schnittchrysanthemen war unsicher. Daher wurde der ursprüngliche Plan, das gesamte Gewächshaus auf Hybridbeleuchtung umzustellen, verworfen. „Wir haben uns für eine vollständige LED-Beleuchtung in einer Hälfte des Gewächshauses entschieden.”

Mitte November vergangenen Jahres wurden die 1.000-Watt-LED-Lampen von MechaTronix installiert. Die Entscheidung für diesen Hersteller war zum Teil auf die größere Vielfalt des angebotenen Lichtspektrums zurückzuführen. „Neben einem Grundspektrum von Rot, Blau, Grün und Weiß ist auch ein separat steuerbares und dimmbares Fernrot in die Lampe integriert“, sagt Patrick Casteleyn, Vertriebsleiter des Lampenherstellers. Er weist darauf hin, dass alle aktiven Chrysanthemenzüchter derzeit eine Voll-LED- oder zumindest eine Hybridbeleuchtung verwenden. „Andernfalls ist das finanzielle Risiko zu groß.“

Kompensation für Strahlungswärme

Fernrotes Licht wird von den Chrysanthemenzüchtern am Ende eines Beleuchtungstages verwendet. „Wenn die Lampen erlöschen, machen wir noch zwanzig Minuten lang mit Fernrot weiter. Es ist vergleichbar mit der Dämmerung und den letzten Sonnenstrahlen, die die niedrigen Pflanzen erreichen und einen Wachstumsschub auslösen“, erklärt Yorick Leeuwis, der das Unternehmen zusammen mit seinem Vater Marcel leitet.

Die Züchter kombinieren den Chrysanthemenanbau mit dem Obstanbau auf 65 Hektar. „Wir sind ursprünglich Obsterzeuger, aber nachdem unsere Ernte zweimal durch Hagel beschädigt wurde, haben wir uns nach Alternativen umgesehen. Da es den Chrysanthemenzüchtern in der Nähe gut ging, haben wir uns für diesen Weg entschieden“, fährt der Unternehmer fort, der damals noch jung war und wie sein Vater keine Erfahrung im Gewächshausgartenbau hatte. „Wir gingen von einem unkontrollierten Klima zu einer vollständig kontrollierten Gewächshausumgebung über.“

Nahtlose Übergänge

Das derzeitige 7,6 Hektar große Gewächshaus stammt aus dem Jahr 2009 und ist mit einer Länge von 500 Metern immer noch das zweitlängste Chrysanthemengewächshaus in den Niederlanden. Diese Länge, die auch durch die Form des Grundstücks diktiert wurde, bringt eine erhebliche Arbeitseffizienz mit sich. „Zum Beispiel hat die Lieferung von Pflanzenmaterial einen völlig separaten Eingang, sodass sich die beiden Aktivitäten nicht gegenseitig stören“, sagt Lewis Jr. Das Gewächshaus ist in 93 Abschnitte unterteilt, die nacheinander in Produktion gehen.

Zwanzig Jahre nach dem Start haben die Unternehmer den Anbauprozess eindeutig gemeistert. Der Gärtner beschreibt, wie die Einführung der LED-Lampen reibungslos verlief, ohne dass es zu einem Rückgang der Produktion oder der Qualität kam. „Wir sind auf der Suche nach dem richtigen Gleichgewicht zwischen Licht, Wärme und ein paar anderen Faktoren. Wir kompensieren den Mangel an Strahlungswärme teilweise mit fernrotem Licht und zusätzlich mit Wärme aus dem BHKW.“

Noch nie dagewesene Preisbildung

In diesem Winter wird nur eine der beiden KWK-Anlagen für den Anbau genutzt. Indem sie die Hälfte des Gewächshauses leer ließen, wollten die Züchter die Risiken hoher Gaspreise abmildern. „Wenn die Strompreise günstig sind, kann das zweite BHKW laufen, um Strom in das Netz einzuspeisen und die zusätzliche Wärme für den Anbau zu nutzen“, sagt der 37-jährige Züchter, der auch einen gebrauchten Generator gekauft hat, um sich auf mögliche Stromausfälle vorzubereiten.

Trotz niedriger, aber immer noch hoher Energiepreise ist der Anbau nicht unrentabel. „Die Verkaufspreise sind derzeit auf einem noch nie dagewesenen Niveau. Wir machen mit der Hälfte der Fläche mehr Gewinn als normalerweise mit dem gesamten Gewächshaus.“ Er führt dies auf die Produktionsausfälle zurück, die andere niederländische Erzeuger zu verzeichnen haben. „In den ersten Januarwochen, dem Tiefpunkt, gab es 54% weniger Angebot als im Vorjahr.“ Weniger Angebot bedeutet bessere Preise. Das Unternehmen hat die Auswirkungen des oft diskutierten Rückgangs der Verbraucherausgaben noch nicht zu spüren bekommen. „Der größte Teil unserer Produkte wird exportiert.“

Zusätzliche Kostenvorteile

Die LEDs haben das Lichtniveau von 130 auf 200 µmol/m.s erhöht. Dies ermöglichte eine höhere Pflanzendichte. Während das Unternehmen jetzt je nach Art 60 Pflanzen pro m² anbaut, waren es während der SON-T-Periode 47-50. Leeuwis fügt hinzu, dass LED-Lampen mit Dimmfunktionalität für eine bessere Lichtverteilung im Hochgewächshaus sorgen, als wenn SON-T einfach ein- oder ausgeschaltet wird. Dies fördert die Gleichmäßigkeit der Kulturen und reduziert den Stress für die Pflanzen. Bei der vollständigen Umstellung von SON-T auf LED sinkt der Gesamtstrombedarf im Gewächshaus von 6 MW auf 4 MW. Dies führt zu erheblichen Einsparungen bei den Stromkosten, während die Produktion auf dem vorherigen Niveau bleibt oder dieses sogar übertrifft. Der Gärtner erklärt: „Die Fenster bleiben länger geschlossen, sodass keine Wärme verloren geht. Und da die Pflanzen weniger verdunsten, werden auch weniger Wasser und Nährstoffe benötigt.“

Die Umstellung führt auch zu Einsparungen bei den Chemikalien. Leeuwis: „Früher haben wir die Pflanzen chemisch in Schach gehalten. Mit den LED-Lampen können wir dies mit fernrotem Licht steuern und so den Bedarf an chemischen Mitteln reduzieren und langfristig möglicherweise sogar ganz abschaffen.“

Dimmfunktion und Batterie

Ein anderes sehr wichtiges Merkmal der LED-Lampen ist die Dimmfunktion. Dass der Gärtner diese Option häufig nutzt, sieht man daran, dass die Lampen alle paar Minuten ihre Helligkeit ändern. "Wir dimmen die Lampen in Abhängigkeit vom Strompreis", sagt Leeuwis, der zu diesem Zweck drei Stufen auf seinem Computer eingestellt hat. "Ich stelle die Stufen auf der Grundlage des erwarteten Verkaufspreises ein, und wir können auch entsprechend der Sonneneinstrahlung dimmen, wenn die Sonne wieder scheint."

Der Gärtner räumt ein, dass er nicht unbegrenzt dimmen kann, da die Pflanzen einen Mindestenergiebedarf haben. Um dies in Zukunft besser in den Griff zu bekommen, hat er eine Batterie mit einer Speicherkapazität von 340 KW bestellt. Die Batterie kostet 400.000 Euro und soll die Spitzen und Tiefs im Stromnetz abfedern. So kann das Blockheizkraftwerk die Batterie aufladen, wenn die Preise im Netz negativ sind, und die Batterie kann die LEDs mit Strom versorgen, wenn die Preise Spitzenwerte erreichen.

Seine Erfahrungen mit den neuen Lampen bestärken den Gärtner in seiner Überzeugung, dass Voll-LED die Zukunft ist. Er ist sich jedoch nicht sicher, ob er bald eine weitere Bestellung aufgeben wird. „Es gibt noch zu viele unsichere Faktoren auf dem Energiemarkt. Wir werden die Situation im Laufe des Jahres auswerten und zu gegebener Zeit entscheiden, ob wir die andere Hälfte mit Voll-LED anbauen oder vielleicht einen Winter auslassen.“

Bis diese Entscheidung getroffen ist, baut er auf dem Rest der Anlage weiterhin mit den Jahreszeiten an. Die erste Anpflanzung wird dort in KW 9 erfolgen. Von diesem Zeitpunkt an werden die Lichter kaum noch eingeschaltet sein müssen.

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Der Versuch für den mehrschichtigen Erdbeeranbau im Testzentrum Hoogstraten wird ausgeweitet. Derzeit wird die letzte Winterernte eingefahren. Danach werden die Forscher an der genauen Gestaltung des nächsten Versuchs arbeiten. Sicher ist, dass es statt 6 dann 18 Reihen mit drei oder vier Ebenen geben wird. Die endgültige Entscheidung über die Anzahl der Ebenen muss noch getroffen werden.
Seit 2019 gibt es in dem Gewächshauskomplex die spezielle Anbaumethode. Von der Straße neben dem Komplex aus ist der leuchtend rosa LED-beleuchtete 'Stapel' von Erdbeerrinnen Ende Januar deutlich sichtbar. In diesem Winter ernten die Forscher die Sorte Sonata aus einem Anbau, der im Oktober gepflanzt wurde. Es handelt sich um eine echte Winterkultur, nachdem zuvor Versuche mit allen konventionellen Kulturen mit Juniträgern unter Glas im Frühjahr, Sommer, Herbst, Winter und nochmals im Herbst kontinuierlichem Anbau durchgeführt wurden. Immertragende Sorten wurden in diesem System noch nicht getestet.

„Von all den verschiedenen Kulturen haben wir gelernt, dass eine echte Winterkultur am besten unter LED funktioniert, da wir mit LED-Beleuchtung in einer solchen Kultur maximale Kontrollmöglichkeiten haben“, erklärt Stef Laurijssen. „Bestimmte Perioden eignen sich besser für den mehrschichtigen Anbau, wie wir ihn hier betreiben. Wenn es viel natürliches Licht gibt, sehen wir, dass die unteren Lagen weniger gut abschneiden und es zu Problemen wie Fruchtverformungen kommt.”

Beleuchtung

In der Anfangsphase des Versuchs mit dem mehrschichtigen Anbausystem war es eine ziemliche Herausforderung, die geeignete LED-Beleuchtung zu finden. Dieses Problem haben die Forscher jetzt jedoch erfolgreich gelöst. Der Versuch ist nun in zwei Abschnitte unterteilt. Ein Abschnitt ist mit Luminaid-Leuchten ausgestattet, die bis zu 300 Mikromol/(m2.s) liefern, während der andere Abschnitt mit MechaTronix-Leuchten ausgestattet ist, die bis zu 340 Mikromol/(m2.s) liefern. Beide Arten von Leuchten sind dimmbar.

„Die Spektren der beiden Abschnitte sind fast identisch“, bemerkt Stef. Die Luminaid- Leuchten haben einen zusätzlichen fernroten LED-Streifen, während der fernrote Bereich bereits im MechaTronix-Spektrum enthalten ist. Ein weiterer Unterschied ist der Abstrahlwinkel. ‚Der Abstrahlwinkel ist bei MechaTronix mit 120 Grad größer. Luminaid-Leuchten haben einen Abstrahlwinkel von 90 Grad. Der Vorteil des größeren Abstrahlwinkels ist, dass er auch die Früchte der benachbarten Reihe beleuchtet, was die Farbentwicklung fördert.“

RH bleibt eine Herausforderung

Ende Januar sieht die Farbentwicklung gut aus. Vor allem in den Reihen, die noch nicht geerntet wurden, gibt es viele reife rote Erdbeeren. Vielleicht sogar zu viele, gibt Stef zu, während seine Kollegen mit der Ernte beschäftigt sind.

Als wir den Schienenlift betreten und zwischen den Rinnen hinauffahren, entdecken wir oben zwei vertikale Ventilatoren. „Ein Experiment“, erklärt Stef. „Wir hatten diese Ventilatoren von einem anderen Gewächshausabschnitt übrig und fragten uns, ob sie hier nützlich sein könnten. Leider sind sie nicht geeignet, denn die Pflanzen in der obersten Reihe leiden zu sehr unter der Luftbewegung.“

Die vertikalen Ventilatoren werden verwendet, um die relative Luftfeuchtigkeit (RH) im unteren Teil des Systems zu reduzieren. Eine Herausforderung beim mehrschichtigen Anbau ist der Anstieg der relativen Luftfeuchtigkeit im unteren Bereich, der zu Fruchtfäule führen kann. „In der vergangenen Anbausaison haben wir mit vertikalen Ventilatoren und einem Luftrohr gearbeitet. Wir haben in das Rohr auf der Höhe der Reihen Löcher gebohrt und den Boden abgebunden. Bei einer horizontalen Anwendung macht man das nicht, aber auf diese Weise konnten wir ein gleichmäßigeres Klima in den verschiedenen Reihen schaffen.“

Optimale Beleuchtung

Ein auffälliges Detail ist das Vorhandensein von Schildern mit Nummern, die überall hängen. Die Forscher haben die Rinnen in Abschnitte unterteilt und testen während der aktuellen Winterernte verschiedene Anbaustrategien. Das Ziel? Zu erforschen, wie man am besten Energie einsparen kann.

Eine Winterkultur von Sonata, die im Oktober gepflanzt wurde, benötigt eine Gesamtlichtsumme von 1900 mol/m2. Mit Hilfe eines Beleuchtungsplans wird diese Lichtsumme auf die verschiedenen Anbauphasen verteilt, bis zu einem Maximum von 18 mol pro Quadratmeter und Tag, wenn die Pflanze in voller Produktion ist. Die Forscher berücksichtigen auch den Zufluss von natürlichem Licht.

In dem System mit vier Ebenen nimmt der Lichteinfall schnell ab. Bei der zweiten Lage bleiben nur noch 35% des Lichts übrig. „Zunächst dachten wir, dass es 50% sind, aber wir haben nach den Messungen schnell festgestellt, dass es noch weniger ist.“ Bei der dritten Lage verbleiben nur noch 10% und bei der vierten Schicht sogar nur noch 5%. Aus diesem Grund entscheiden sich die Forscher dafür, in den unteren Reihen mehr Licht zu verwenden.

Strategien zur Energieeinsparung

Bei ihren Untersuchungen zur Energieeinsparung testen die Forscher in diesem Winter im Rahmen des Opti-Energy-Projekts (VLAIO LA-traject) verschiedene Strategien. Während der teuersten Stunden für Strom, typischerweise zwischen 7-11 Uhr morgens und 5-7 Uhr abends, wird ein Teil der Beleuchtung der Anbaufläche ausgeschaltet. „Wir untersuchen, wie sich diese kostensparende Maßnahme auf das Pflanzenwachstum auswirkt. Eine andere Strategie besteht darin, die Gesamtlichtsumme von maximal 1900 mol/m2 auf 1800 oder sogar 1600 zu reduzieren. Und schließlich wird auch untersucht, wie die Anzahl der Beleuchtungsstunden pro Tag reduziert werden kann. Ist es machbar, 14 Stunden statt der üblichen 16 Stunden zu beleuchten?“

Nach dieser Wintersaison werden die Forscher in der Lage sein, ihre Ergebnisse mitzuteilen. In der nächsten Phase des mehrschichtigen Anbauversuchs, die Ende 2024 beginnt, erwägen die Forscher den Einsatz einer aktiven Entfeuchtung. Es ist geplant, 2025 eine neue Anbaurunde in einer erweiterten Anlage zu starten.

Eine weitere Entwicklung bis dahin ist die Schaffung eines Bereichs im Forschungszentrum für den Anbau von Erdbeer-Ausgangsmaterial ohne Tageslicht. „Zu diesem Zweck werden wir einen Teil eines Gewächshauses mit Sandwichpanelen auskleiden“, erklärt Stef.

Zusätzlich ist eine Erweiterung im Gange. Bei unserem Besuch im Forschungszentrum in Meerle wurde gerade ein altes Gewächshaus abgerissen. An seiner Stelle wird ein neues, 1,4 Hektar großes Gewächshaus gebaut. Im Rahmen von Co-Creation-Sitzungen diskutieren die Forscher noch mit Erzeugern und Technologiepartnern über die genaue Gestaltung des neuen Gewächshauses. „Wir hoffen, dass wir bis Mitte August Erdbeeren in diesem neuen Gewächshaus anpflanzen können.“

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