de potentie van de groasis twinboxx

De potentie van de Groasis Twinboxx

A. Baltissen en K. Roest

Praktijkonderzoek Plant & Omgeving, Sector Alterra Bloembollen, Boomkwekerij en Fruit Centrum Water en KlimaatPPO-projectnummer: 32 361080 09 / 32 361080 10 September 2010

2010 Wageningen, Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek (DLO) Alle intellectuele eigendomsrechten en auteursrechten op de inhoud van dit document behoren uitsluitend toe aan de Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek (DLO). Elke openbaarmaking, reproductie, verspreiding en/of ongeoorloofd gebruik van de informatie beschreven in dit document is niet toegestaan zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van DLO. Voor nadere informatie gelieve contact op te nemen met: DLO in het bijzonder onderzoeksinstituut Praktijkonderzoek Plant & Omgeving / Plant Research International, Business Unit Bloembollen, Boomkwekerij en Fruit. DLO is niet aansprakelijk voor eventuele schadelijke gevolgen die kunnen ontstaan bij gebruik van gegevens uit deze uitgave. Het onderzoek is gefinancierd door:

Projectnummer: 32 361080 09 / 32 361080 10 Praktijkonderzoek Plant & Omgeving Wageningen UR Sector Bloembollen, Boomkwekerij en Fruit Alterra Centrum Water en Klimaat Adres : Prof. van Slogterenweg 2, Lisse Postbus 47 : Postbus 85, 2160 AB Lisse 6700 AA Wageningen Tel. : 0252 462121 Tel: 0317-486452 Fax : 0252 462100 Internet: www.alterra.nl E-mail : [email protected] Internet : www.ppo.wur.nl

Inhoudsopgave pagina

SAMENVATTING................................................................................................................................... 5

1 INLEIDING .................................................................................................................................... 7 1.1 Doelstelling onderzoek ........................................................................................................... 7 1.2 Bedrijfsgegevens ................................................................................................................... 7 1.3 Aanpak ................................................................................................................................. 8

2 GROASIS TWINBOXX ..................................................................................................................... 9 2.1 Inleiding ................................................................................................................................ 9 2.2 Het principe, de beschrijving................................................................................................... 9 2.3 De octrooiclaims ................................................................................................................. 10 2.4 Het ontwikkelingsproces....................................................................................................... 11 2.5 Toetsing van de werking....................................................................................................... 12 2.6 Belemmeringen van de werking ............................................................................................ 12 2.7 De Groasis Twinboxx............................................................................................................ 13 2.8 Verdere uitwerking van het systeem Groasis .......................................................................... 15

3 BELEIDSMATIGE RELEVANTIE LNV ............................................................................................... 17

4 POTENTIE EN TOEPASSINGEN VAN DE GROASIS .......................................................................... 19 4.1 Inleiding .............................................................................................................................. 19 4.2 Waterbalans ........................................................................................................................ 19 4.3 Water opvang...................................................................................................................... 20

4.3.1 Neerslag ...................................................................................................................... 20 4.3.2 Dauwvorming ............................................................................................................... 20

4.4 Waterbehoefte van planten ................................................................................................... 21 4.5 Waterlevering door Groasis .................................................................................................. 23

4.5.1 Een theoretische benadering ......................................................................................... 23 4.5.2 De benadering vanuit AquaPro BV .................................................................................. 24 4.5.3 Orinterende testen waterafgifte Groasis ........................................................................ 25

4.6 Overige effecten .................................................................................................................. 26 4.7 Economisch perspectief ....................................................................................................... 27 4.8 De after Groasis periode.................................................................................................... 27 4.9 Duurzaamheid ..................................................................................................................... 28

5 ALTERNATIEVEN......................................................................................................................... 29 5.1 Inleiding .............................................................................................................................. 29 5.2 Steenwol bij aanplant ........................................................................................................... 29 5.3 Plastic irrigation tray ............................................................................................................ 30 5.4 Water harvesting methods.................................................................................................... 32 5.5 TerraCottem........................................................................................................................ 33

6 DISCUSSIE ................................................................................................................................. 35

7 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN .............................................................................................. 37

8 REFERENTIES............................................................................................................................. 39

Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek (DLO) 3

BIJLAGE 1 BESCHRIJVING EN CLAIMS OCTROOI ............................................................................ 41

BIJLAGE 2 ADVICE ON THE AQUAPRO ........................................................................................... 53

BIJLAGE 3 OCTROOI STATUS DECEMBER 2009............................................................................. 57

BIJLAGE 4 KPPEN-GEIGER CLIMATE CLASSIFICATION................................................................... 59

BIJLAGE 5 WATER HARVESTING METHODS (FAO) ........................................................................... 60


Samenvatting

De Groasis (bijvoorbeeld model Twinboxx) is een innovatie met een grote potentie. Het basisprincipe van de Groasis bestaat uit een waterreservoir, dat gevuld wordt met water (neerslag en dauw) en langzaam water levert aan een plant (meestal een boom). Die boom staat in het midden van de Groasis in de bodem geplant. Bij de Twinboxx worden 2 boompjes geplant. Door toepassing van dit principe stijgt de overlevingskans van pas geplante jonge bomen (zaadjes) in het eerste jaar. Na een periode van 6 12 maanden, zodra het wortelstelsel van het boompje zich heeft ontwikkeld, moet de (niet biologisch afbreekbare variant) Groasis worden verwijderd. De doelstelling van dit onderzoek is om de werking en de potentie van de Groasis te beschrijven. In internationaal verband is LNV binnen de rijksoverheid aanspreekpunt voor het biodiversiteitbeleid, voor de agro-biodiversiteit en het VN verdrag tegen de verwoestijning. Verder is LNV mede verantwoordelijk voor de implementatie van het klimaatverdrag van Kyoto en voor de bevordering van broeikasgas emissiereducties in ontwikkelingslanden. De Groasis innovatie bevordert herbebossing en wordt ook ingezet worden voor agroforestry doeleinden. Daarmee draagt de toepassing van de Groasis bij aan de vastlegging van CO2 in natuurlijke en half natuurlijke ecosystemen en daarnaast aan de (agro)biodiversiteit. Door het aanleggen van half natuurlijke bossystemen in gebieden die door verwoestijning worden bedreigd, kan de toenemende verwoestijning verder een halt worden toegeroepen. De functies van de Groasis zijn: regenwater opvangen, dauw productie, wateropslag, afgifte water. Daarnaast worden nog allerlei andere voordelen genoemd van het gebruik van de Groasis, in het algemeen samenhangend met het afdekken van de bovengrond door de Groasis en het beschermen van het jonge plantje tegen omgevingsinvloeden. Het is gewenst om in (langdurige praktijk)experimenten deze functies en voordelen nader te onderzoeken. Een van de mogelijkheden om de functies te beoordelen is het opstellen van een waterbalans voor de Groasis. Aanvoerposten van water zijn: startgift, neerslag, dauw. Bij de start wordt de Groasis gevuld met 15 liter water en in het plantgat wordt 3 liter water gegeven. Voor de andere aanvoerposten zijn de locale weersomstandigheden van groot belang. Uit onze analyse blijkt dat de dauwproductie (bijna altijd) van ondergeschikt belang zal zijn. Kleine orinterende testen met vrije uitloop via koordje gaven een beeld van de waterafgifte. In die testen bleek de water afgifte na enkele dagen op een stabiele afgifte per dag te komen. Uitgaande van een afgifte tussen de 50 en 100 ml per dag kan door de Groasis (inhoud 15 liter) een periode zonder neerslag van 150 tot 300 dagen worden overbrugd. De vraag of de waterafgifte door de Groasis voldoende is voor de jonge plant om optimaal te kunnen groeien is afhankelijk van een groot aantal factoren, zoals weersomstandigheden, aantal planten per oppervlakte, plantensoort, bodemomstandigheden, etc. De hoeveelheid is echter (ruim) voldoende voor een jonge plant om te kunnen aanslaan, De aanbevolen startgift van 3 liter water in het plantgat is een belangrijk aspect bij de aanplant. Hoeveel de Groasis bijdraagt tot een hoger overlevingspercentage van jonge bomen hangt sterk af van de locale omstandigheden, maar het is wel realistisch om te verwachten dat het percentage overleving omhoog gaat door toepassing van de Groasis. Bij toepassingen in commercile teelten (druif, noot, vrucht) is de economische haalbaarheid een punt van aandacht en moet nog nader in kaart worden gebracht. Voor extensieve toepassingen gelden andere afwegingen. De belangrijkste functie van de Groasis is de regelmatige afgifte van water in de tijd in een kritische groeifase van de jonge plant. Het intact laten van de bodemstructuur (de capillair) bij aanleg van systeem is een interessant aspect. De Groasis draagt op die wijze bij aan het slagen van jonge aanplant onder moeilijke omstandigheden.


De omstandigheden onder de Groasis wijzigen waardoor een ander bodemklimaat ontstaat. Het jonge plantje profiteert daarvan. Nog onduidelijk is wat er gebeurt met de planten en met de bodem als de Groasis wordt weggehaald. Met de nieuwe Groasis is maar beperkt ervaring opgedaan. De plaatselijke omstandigheden zullen bepalend zijn, maar de plant heeft een verbeterde uitgangspositie. Voor het plantje moet er in ieder geval in de after-Groasis-periode voldoende neerslag vallen (hoeveelheid, frequentie) en het wortelstelsel moet zich hieraan kunnen aanpassen, opdat het plantje deze neerslag ook kan blijven benutten. De Groasis kan op boomniveau veel betekenen bij het succesvol laten aanslaan van een plantje. Voor het aanleggen van stabiele bos- of landschappelijke beplanting zullen ook andere aspecten een belangrijke rol spelen zoals op sociaal, cultureel en organisatorisch gebied.


1 Inleiding

1.1 Doelstelling onderzoek Het Ministerie van LNV heeft voor een aantal projecten kiemgeld ter beschikking voor het uitvoeren van onderzoek door WUR. Het betreft projecten met bijvoorbeeld producten die kansrijk zijn om in de toekomst door te breken. De doelstelling van dergelijke kiemgeld projecten is het identificeren en stimuleren van kansrijke innovaties met een maatschappelijk en economisch belang, die passen binnen de LNV beleidsdoelstellingen. De Groasis (bijvoorbeeld model Twinboxx) is een zon innovatie met grote potentie. Het basisprincipe van de Groasis is een waterreservoir, dat gevuld wordt met neerslag en dauw en dat water langzaam levert aan een plant (meestal een boom), die door een opening in het reservoir in de bodem wordt geplant. Door toepassing van deze uitvinding zou de overlevingskans van pas geplante jonge bomen drastisch stijgen. Na een periode van 6 12 maanden, zodra het wortelstelsel van het boompje zich heeft ontwikkeld kan de Groasis worden verwijderd en elders ingezet. De doelstelling van dit onderzoek is om de werking en de potentie van de Groasis Twinboxx te beschrijven.

1.2 Bedrijfsgegevens Gegevens van de betrokken onderzoeksinstellingen en bedrijven: Contactpersoon ir. A.H.M.C.(Ton) Baltissen Wageningen UR/Praktijkonderzoek Plant & Omgeving B.V. Prof. van Slogterenweg 2, 2161 DW Lisse Tel: 0252-462121 / 06-10822479 E-mail: [email protected] Internet: www.ppo.wur.nl ir. C.W. (Koen) Roest Wageningen UR Alterra Centrum Water en Klimaat PO Box 47 6700 AA Wageningen Tel: 0317-486452 E-mail: [email protected]: www.alterra.nl AquaPro BV Pieter Hoff Franseweg 9 4651 PV Steenbergen Tel: 0167-547554 [email protected]://www.aquaproholland.com/http://www.groasis.com


mailto:[email protected]://www.alterra.nl/mailto:[email protected]://www.aquaproholland.com/

1.3 Aanpak Voor dit project is het volgende stappenplan gehanteerd:

1. Bezoek AquauPro B.V., interview en verkrijgen nadere informatie 2. Verifiren van de claims van de Groasis Twinboxx

Het ontwikkelingsproces en beschrijving laatste versie De werking van de Groasis Twinboxx De potentie van de Groasis Twinboxx (teelttechnisch, economisch, soorten, periode

after the Groasis) Deskstudie (o.a. octrooi, literatuur) De mogelijke toepassingsgebieden voor de Groasis Twinboxx, vooral onder welke

omstandigheden (geografisch maar ook markttoepassingen) Bestudering uitgevoerde proeven met de Groasis Twinboxx Gesprekken met deskundigen (o.a. dauwvorming)

3. Verifiren van de beleidsmatige relevantie voor LNV 4. Verkenning naar de mogelijkheden van beperkt technisch onderzoek naar de werking en potentie

van de Groasis Twinboxx en zo mogelijk (afhankelijk van kosten) testen. Hierbij wordt ook aandacht besteed aan andere systemen met vergelijkbare functie..

5. Bepalen van de duurzaamheid van de Groasis Twinboxx (triple P). 6. Benoemen van ontbrekende kennis en wenselijke vervolgactiviteiten afhankelijk van resultaten stap

1 t/m 5 7. Eindgesprek met betrokkenen 8. Conclusies en rapportage


2 Groasis Twinboxx

2.1 Inleiding In dit hoofdstuk wordt een beschrijving gegeven van de Groasis Twinboxx (voorheen Waterboxx), inclusief de octrooiclaims, eigenschappen en werking. De informatie in dit hoofdstuk is afkomstig van de website(s) van AquaPro, de octrooibeschrijving en aangeleverde documenten door AquaPro BV. Alle informatie in dit hoofdstuk is afkomstig van AquaPro BV, waarvan de heer P. Hoff mede eigenaar is. Van AquaPro BV zijn geen testresultaten verkregen, die opgesteld zijn door (onafhankelijke) derden. Ook zijn er (voorjaar 2010) geen onafhankelijke resultaten beschikbaar over het overleven van de plantjes nadat de Groasis boxx is weggehaald.

2.2 Het principe, de beschrijving Kern van de Groasis is een opvangstructuur voor water uit de atmosfeer (neerslag, dauw) gekoppeld aan een reservoir, van waaruit gedoseerd water wordt gegeven aan de plant(en). Daarbij zijn speciale technische voorzieningen gerealiseerd om het effect van opvang te versterken en/of het verlies uit het reservoir tegen te gaan. Het opgevangen water wordt via een koord afgegeven aan n of twee jonge plantjes, die centraal in een opening in de Groasis staan en geplant zijn in de grond. In de nieuwe versie van de Groasis is ook een vulopening aanwezig om water in het reservoir te gieten. Dit kan bij de start gegeven worden, maar ook als navulling, indien dat mogelijk en gewenst/noodzakelijk is. Daarnaast worden op de website als gevolg van het plaatsen van de Groasis allerlei aanvullende effecten beschreven, die vooral gebaseerd zijn op het afgedekt zijn van de grond door de Groasis. De Groasis blijft ca 6 tot 12 maanden staan rondom het (de) plantje(s) en moet dan worden verwijderd. Dit principe zou leiden tot een substantieel hoger overlevingspercentage van het aantal geplante bomen. Een biologisch afbreekbare Groasis, die ter plekke kan blijven staan, wordt volgens opgave nog ontwikkeld, maar is nog niet beschikbaar en wordt verder ook niet besproken. De volgende eigenschappen worden genoemd (op de website van AquaPro): 1. Met de Groasis wordt een boom -vrijwel- bovenop, of zeer ondiep in, de grond geplant zodat de oorspronkelijke bodemstructuur intact blijft en niet vernietigd wordt door het graven van een diep plantgat. 2. In het midden van de Groasis is een koker met een open onderkant waar een zaadje, een plant of boom wordt gezet (in de nieuwe versie 2 zaadjes of plantjes). 3. De plant kan zijn wortels onder de Groasis ontwikkelen. 4. De Groasis is zodanig geconstrueerd dat hij: * dauw produceert en opvangt in het reservoir; * regenwater oogst en opvangt in het reservoir; * dit verzamelde water dagelijks in kleine doses afgeeft aan de plant; * de opstijging van capillair water naar de wortels onder de Groasis stimuleert; * de bodemverdamping onder de Groasis verhindert; * de ontwikkeling van onkruid onder de Groasis voorkomt; * schade van vraat door kleine knaagdieren zoals hazen of konijnen voorkomt; * erosie van de grond nabij de plant voorkomt; * de temperatuur van de bodem onder de Groasis reguleert en zo de verbranding van organische stof tegengaat;


* het dag-nacht verschil in zomertemperatuur dempt, zowel in de grond als in de plantruimte in de Groasis; * bescherming van de plant tegen harde, droge wind. 5. Door de mogelijkheid om de bomen ook op de grond te planten kan bosaanplant ook plaats vinden op zeer slecht doorlatende rotsachtige bodems. 6. Ook op hellingen, waar traditionele irrigatie niet wordt toegepast, kan de Groasis worden ingezet voor de aanplant van bomen. Op de website worden bovenstaande eigenschappen uitgebreid toegelicht, maar (onafhankelijke) ervaringen uit de praktijk met de Groasis worden niet vermeld. De reden hiervoor is dat die ervaringen er nog niet zijn, omdat de Groasis in deze versie nog maar recent op de markt is. Op de Groasis is octrooi aangevraagd en verleend. In het octrooi wordt ingegaan op de speciale technische voorzieningen. De materialen en toepassingen zijn echter nog steeds in ontwikkeling. Dat geldt voor het koordje voor de waterafgifte aan de plant, maar ook voor de opslagcapaciteit en de vorm van de Groasis. In dit rapport wordt verder uitgegaan van de versie, zoals ontvangen juni 2010, Groasis Twinboxx 15, artikelnummer 1005.

Foto 1. Groasis Twinboxx 15 artikelnummer 1005.

2.3 De octrooiclaims De claims zijn afkomstig uit het octrooi WO 2009078721 20090625 (voor uitgebreide beschrijving zie bijlage 1). Meer informatie is te verkrijgen op de website : http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?WO=2009078721 The invention relates to a device for recovering moisture present in the atmosphere. The device comprises a collection s ructure with a water recovery surface which during use at least partly makes an angle with respect to the orientation of gravity. Further, the collection structure is detachably couplable to a reservoir for storing the recovered moisture. In addition, the collection structure is nestable.

t


http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?WO=2009078721

Claim 1. A device for recovering moisture present in the atmosphere, comprising a collec ion struc ure for t tcollecting moisture present in the atmosphere, wherein the collection s ructure is provided with a wa er t trecovery surface which during use at least partly makes an angle with respect to the orientation of gravity and wherein the collection structure is detachably couplable to a reservoir for storing the recovered moisture and wherein the collec ion structure is nestable. t

http://www.wipo.int/pctdb/images/PCT-IMAGES/25062009/NL2008050816_25062009_gz_en.x4-b.jpg Figuur 1. Tekening uit de octrooibeschrijving.

2.4 Het ontwikkelingsproces Foto 2 geeft de recente ontwikkelingen weer van de Groasis zoals beschreven in de octrooiaanvraag en getest in het verleden naar een andere uitvoering van de uitvinding. Vorm, plantgat, materiaalkeuze, waterafgifte methode en de overloopmogelijkheid, om bodem verzadiging met water gedurende extreme neerslag in het plantgat te voorkomen, zijn en worden nog steeds aangepast. In april 2010 zijn voldoende exemplaren van de nieuwste versie beschikbaar gekomen voor (veld)testen.

Foto 2. Het ontwikkelingsproces in beeld.


http://www.wipo.int/pctdb/images/PCT-IMAGES/25062009/NL2008050816_25062009_gz_en.x4-b.jpghttp://www.wipo.int/pctdb/images/PCT-IMAGES/25062009/NL2008050816_25062009_gz_en.x4-b.jpg

De ontwikkeling staat niet stil. Voorjaar 2010 is een nieuw type op de markt gebracht. Aanpassingen aan model 2010, maar ook aan toekomstige modellen zijn o.a.:

een breder plantgat, waardoor 2 planten erin kunnen staan verschillende vormen (rond, U - vorm) verschillende capaciteiten wat betreft wateropslag aard materiaal: ook biologisch afbreekbaar koordlengte, materiaal en doorsnede doorsnede gat voor koord

Hieronder een impressie van de nieuwe Groasis Twinboxx:

Figuur 2. Groasis Twinboxx model 2010. De nieuwe standaard uitvoering heeft een doorsnede van 47,1 cm (opgave producent 50 cm), is 25 cm hoog en heeft een opslagcapaciteit van 15 liter water. De nuttige oppervlakte is 0,165 m2. De plantopeningen hebben een oppervlak van bijna 0,01 m2 De neerslag die hierin valt zal (deels) wel ten goede komen aan de planten, maar wordt dus niet verzameld in de Groasis Twinboxx.

2.5 Toetsing van de werking Van de website van AquaPro: De Groasis Twinboxx is een ins rument dat planten en bomen onde steunt om e overleven onder moeilijke omstandigheden zonder dat het hiervoor grondwater of elektrici eit gebruikt. Het ins rument verzamelt water door het opvangen van regen en het produceren en opvangen van condenswater. Hij verstrekt het verzamelde water vervolgens over een lange(re) periode aan de in het centrum geplante boom. Vanwege het daarnaast stimuleren van capillaire werking en het voorkmen van verdamping van grondwater, het gelijkmatig maken van de temperatuur in de omgeving van de wortels, het tegengaan van competitieve onkruiden bij de geplante boom, evenals het voorkmen van schade door knaagdieren, stimuleert de Groasis Twinboxx een optimale groei van de geplante boom

t r tt t

Door deze eigenschappen kan de Groasis een belangrijke rol spelen bij de herplant van verbrande/gekapte bossen, bij CO2 vastlegging, bij anti-erosie- en anti verwoestijning programmas maar ook bij voedsel- en houtproductie. Door AquaPro BV is een aantal documenten beschikbaar gesteld, die testen beschrijven uit de ontwikkelingsfase en die hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van het huidige product. Van de huidige versie zijn nog geen resultaten beschikbaar, althans niet beschikbaar gesteld.

2.6 Belemmeringen van de werking Door allerlei oorzaken kan het functioneren van de Groasis belemmerd worden. Mogelijke risicos zijn onder andere de volgende:


dichtslibben door algen en/of stof van het gaatje waar het koordje voor waterafgifte doorheen hangt

vervuiling van het water verstoring door dieren verstoring of diefstal door mensen

Natuurlijk zijn er daarnaast ook algemene risicos zoals het eten van de verse blaadjes door dieren (o.a. geiten). In hoeverre deze problemen optreden zal uit testen en praktijkexperimenten moeten blijken.

2.7 De Groasis Twinboxx Op de website www.groasis.com worden uitgebreide videos en instructies getoond. De Groasis is eenvoudig in gebruik, de bijgeleverde instructies zijn helder en duidelijk. De aan PPO geleverde Groasis Twinboxx bestond uit de in foto 3, 4, 5, 6 en 7 getoonde onderdelen. Foto 8 toont de Groasis volledig opgebouwd.

Foto 3. Instructiekaart opbouw Groasis.

Foto 4. Hulpkaart bij planten.


http://www.groasis.com/

Foto 5. Onderdelen Grosis Twinboxx.

Foto 6. Bovenaanzicht Groasis (zonder deksel).

Foto 7. Bovenaanzicht Groasis (met deksel, vuldop en afvoerpijpjes voor water).


Foto 8. Groasis Twinboxx.

2.8 Verdere uitwerking van het systeem Groasis Aansluitend op de Groasis (de box zelf) worden nieuwe initiatieven ontplooid. Op de website komt steeds meer informatie te staan ter ondersteuning van het gebruik en verder worden ook nieuwe machines ontwikkeld, zoals de capillary drill.

Foto 9 en 10. Capillary drill en gat voor Groasis.


3 Beleidsmatige relevantie LNV

In internationaal verband is LNV binnen de rijksoverheid verantwoordelijk voor het biodiversiteitbeleid, voor de agro-biodiversiteit en het VN verdrag tegen de verwoestijning. Verder is LNV mede verantwoordelijk voor de implementatie van het klimaatverdrag van Kyoto en voor de bevordering van broeikasgas emissiereducties in ontwikkelingslanden. De Groasis innovatie kan herbebossing bevorderen en kan mogelijk ook ingezet worden voor agroforestry doeleinden. Daarmee zou toepassing van de Groasis kunnen bijdragen aan de vastlegging van CO2 in natuurlijke en half natuurlijke ecosystemen en daarnaast aan de (agro)biodiversiteit. Door het aanleggen van half natuurlijke bossystemen in gebieden, die door verwoestijning worden bedreigd zou verder de toenemende verwoestijning een halt kunnen worden toegeroepen. Nederland ondersteunt in het kader van het Convention on Biological Diversity (CBD) en het VN Verdrag tegen Verwoestijning (UNCCD) het behoud en duurzaam gebruik van biodiversiteit in droge gebieden. Nederland wil in dit verband inzetten op implementatie en ondersteuning van initiatieven en het zoeken naar innovatieve benaderingen voor de ontwikkeling van biodiversiteit in droge gebieden. Verder is het Reducing Emissions due to Deforestation and Degradation of Forests (REDD) van belang. In de CBD speelt de bosdiscussie sinds 1992 toen de zorg over het verdwijnen van bossen cumuleerde in een mislukte poging om te komen tot een internationaal bossenverdrag. Sinds die tijd woedt het debat over een bossen instrument voort in het kader van het United Nations Forum on Forests (UNFF). Het UNFF is een intergouvernementeel beleidsforum dat tot doel heeft het beheer, bescherming en de duurzame ontwikkeling van alle typen bossen te bevorderen en de politieke samenwerking op dit vlak te versterken. Naast UNFF bestaan er vele internationale en regionale organisaties en fora die zich met (deel)aspecten van het ontbossingprobleem bezig houden. Zo kijkt de CBD naar bossen en biodiversiteit, de Internationale Tropisch Hout Organisatie naar bossen en handel; de FAO naar bossen en armoede; het Kyoto Protocol naar bossen en koolstofvastlegging. De Groasis Twinboxx kan daar een belangrijke bijdrage aan leveren. De belangrijkste hoofdlijnen van de slotverklaring van de klimaatconferentie in Kopenhagen (2009) zijn gericht op mitigatie (het tegengaan) van klimaatverandering, adaptatie (aanpassing) aan klimaatverandering en een verbetering van de internationale samenwerking op het thema klimaat. De aanpak van ontbossing in ontwikkelingslanden (REDD) is een belangrijk onderwerp van discussie op de conferentie geweest. De Conference of Parties (COP) heeft een besluit genomen over methodologische sturing voor REDD+ activiteiten. REDD+ gaat verder dan de aanpak van ontbossing alleen, maar betreft bijvoorbeeld ook duurzaam bosbeheer. De meest recent aangenomen IPCC richtlijnen zouden hiervoor gebruikt moeten worden. De positieve bijdrage van Groasis aan het succes van bosaanplant in droge gebieden waar zonder deze innovatie bosaanplant zeer risicovol is plant zich natuurlijk voort in de positieve effecten van dat bos op die plaats. Dat geldt onder andere voor de volgende LNV beleidsterreinen: (Her)bebossing van gerodeerde hellingen in stroomgebieden zorgt ervoor dat water en bodem worden

vastgehouden en daarmee de effecten van klimaatverandering (heviger regenbuien met overstroming en bodemverlies door erosie en modderlawines) worden afgeremd. Door herbebossing wordt bovendien koolstof vastgelegd in de bodem en draagt daarmee bij aan de vermindering van het effect van broeikasgassen. Herbebossing van hellingen in stroomgebieden past ook binnen het LNV thema Water for Food and Ecosystems. Meer specifiek: herbebossing op die plekken draagt bij aan het gezond maken van ecosystemen zodat die water for food kunnen blijven leveren, ook in de toekomst.

(Her)bebossing om de toenemende verwoestijning een halt toe te roepen kan een buffer opwerpen tegen de toenemende druk op onduurzaam grondgebruik in droge gebieden. Het meest sprekende voorbeeld hiervan zijn de plannen van Afrikaanse overheden uit de Sahel zone om een 15 km brede strook van West Afrika tot Oost Afrika over een lengte van 7,000 km in te planten met bomen (The Great Green Wall Project). Dit initiatief heeft inmiddels steun gekregen van het Global Environmental


Fund (GEF) met een toezegging van 119 M$

Figuur 3. Geografisch kaartje van de Green Wall in Afrika. Meer informatie over de Great Green Wall op http://www.grandemurailleverte.org/gmven/donnees/Vegetal_species.pdfOok worden in deze notitie boomsoorten geselecteerd voor aanplant in de betreffende regios op basis van een aantal criteria, zoals neerslag.


http://www.grandemurailleverte.org/gmven/donnees/Vegetal_species.pdf

4 Potentie en toepassingen van de Groasis

4.1 Inleiding De gegevens in dit hoofdstuk zijn gebaseerd op literatuur en enkele orinterende testen.

4.2 Waterbalans Voor de hydrologische werking van de Groasis zou de waterbalans de verklaring moeten geven. De eenvoud van de waterbalans is dat de aanvoer en de afvoerposten met elkaar in evenwicht worden gebracht door de voorraad. Dit kan alleen worden gedaan voor de specifieke meteorologische omstandigheden (neerslag en verdamping) van de locatie waar de Groasis wordt opgesteld. In dit rapport beperken we ons tot een algemene beschouwing. De algemene vorm van de waterbalans voor de Groasis staat in figuur3.

Figuur 3. Waterbalans Groasis. De waterbalans voor de Groasis kan als volgt beschreven worden: Aanvoer:

Neerslag op de Groasis gedurende de periode dat hij in het veld staat hangt af van het lokale klimaat

Opvang van dauw hangt af van de verschillen tussen dag en nacht temperatuur en de luchtvochtigheid

Het vullen van de Groasis bij installatie de inhoud van het reservoir is 15 liter Het navullen van de Groasis na installatie in stedelijk gebied of waar navulling lonend en

mogelijk is Afvoer:

Afgifte van water middels het koordje aan de plant het lijkt aannemelijk te veronderstellen dat deze afgifte een constante in de tijd is, onafhankelijk van de inhoud van het reservoir.

Dauw

Verdamping water

Neerslag (Na)Vullen

Afvoer bij vol reservoir

Afvoerpijpjes water naar reservoir Reservoir

Afgifte water via koordje


nadat

Voorraad: De inhoud van het standaard reservoir van de Groasis is 15 liter. Afhankelijk van de

en half

anuit de plant kan ook een waterbalans worden opgesteld. De waterbehoefte van de plant moet dan

Afhankelijk van de klimaatomstandigheden waar de Groasis wordt genstalleerd, zullen de verschillende r

ltijd

4.3.1 Neerslag

e belangrijkste water aanvoerpost, naast het kunstmatig vullen van het reservoir, is de opvang van ca. 90

ing in de tijd bepalen, samen met de afvoer naar de plant, hoe de

4.3.2 Dauwvorming

et ontwerp van de Groasis Twinboxx is er op gericht om maximaal te profiteren van de dauwvorming op

nderzoek van Jacobs et al (2007)1 naar dauwvorming in Nederlandse weilanden resulteerde in een maand

Kroati is langjarig onderzoek gedaan naar mogelijkheden van het oogsten van neerslag en dauw an

e

De verdamping uit de Groasis gezien de constructie zal deze zeer gering zijn Andere waterverliezen te noemen valt de afvoer tengevolge van hevige neerslag

het reservoir volledig is gevuld.

aanvoer en afvoer van water zal blijken of dit voldoende is om de boom gedurende ejaar tot een jaar van voldoende water te voorzien om te voorkomen dat deze dood gaat.

Vbepaald worden. Die behoefte hoeft niet gericht te zijn op optimale groei, maar kan ook gericht zijn opoverleven van droge periodes. De aanbevolen startgift van 3 liter in het plantgat is dan ook van belang.

4.3 Water opvang

waterbalans posten onderling een verschillend belang hebben. Omdat het reservoir (van 15 liter) de buffevormt tussen aanvoer van water en de vereiste regelmatige afvoer naar de plant is dit ongetwijfeld de belangrijkste component van het systeem. Naar verluidt wordt dit reservoir altijd gevuld tijdens de installatie. Bij optreden van tekorten in het groeiseizoen en het leeg raken van dit reservoir kan er aworden besloten om het kunstmatig bij te vullen.

Dregenwater, indien die er is. Gezien de inhoud van 15 liter en de oppervlakte van ca. 0,17 m2, kan ermm neerslag worden geborgen. Overtollige regenval wordt zodanig afgevoerd dat het plantje niet verdrinkt, er is een overloopafvoer aanwezig. De neerslag hoeveelheden en verdelvulling van het reservoir zich in de tijd ontwikkelt.

Hhet oppervlak. Voor enige theoretische achtergrond van dauwvorming wordt verwezen naar bijlage 2. De hellingshoek van 30o, de gleuven in het oppervlak, de waterafstotende coating en de witte kleur zijn er allemaal op gericht om de hoeveelheid geoogste dauw te maximaliseren. Ogemiddelde dauwopvang van 0.1 0.2 mm/dag. De dagelijkse variatie bleek groot te zijn: voor een vlakke condensor tussen de 0.02 en 0.18 mm/dag en voor een piramidevormige condensor tussen de 0.05 en 0.22 mm/dag. Deze laatste leverde gemiddeld 20% meer dauw oogst op dan de vlakke. In dit onderzoekwerd ook een energie budget model (met succes) getest om de dauwvorming te simuleren. In(Beysens et al, 20092). Hierbij bleek de invloed van de overheersende windsnelheden belangrijker te zijn dde relatieve luchtvochtigheid. De jaarlijkse oogst aan dauw bleek te variren tussen 6 mm/jaar in Koniza met windsnelheden tussen 1.7 en 3.1 m/sec tot 48 mm/jaar in Bisevo met een gemiddelde windsnelheidvan 0.85 m/sec. Het aantal dagen dat er dauw werd geoogst varieerde van 1 op de 5 in Koniza tot 1 op d

1 Jacobs, A.F.G., B.G. Heusinkveld and S.M. Bercowicz, 2008. Passive dew collection in a grassland area, The Netherlands. Atmospheric Research 87 (2008) 377 - 385 2 Beysens, D., I. Lekouch, M. Mileta, I. Milimouk and M. Musselli, 2009. Dew and rain water collection in South Croatia. International Journal of Environmental Science and Engineering 1:2 (2009) 64 - 70


2 in Bisevo. Uit bovenstaande blijkt de halfjaarlijkse dauwproductie in de orde van grootte te kunnen zijn tussen de 3 mm

Voor de berekening van de waterbehoefte van landbouwgewassen is de toepassing van de FAO Penman-

r

abel 1. Average daily water need in mm of standard grass during irrigation season (Bron: www.FAO.org).

(Koniza), 24 mm (Bisevo) en 36 mm (Nederland). Lokale omstandigheden zullen de dauwproductie bepalen, maar elke productie draagt wel altijd positief bij aan de watervoorziening van het plantje.

4.4 Waterbehoefte van planten

Monteith methode algemeen geaccepteerd. Volgens deze methode wordt op basis van meteorologische gegevens de verdamping van een standaard gewas berekend. Die wordt vervolgens vermenigvuldigd met een gewasfactor om daarmee de potentile evapotranspiratie te berekenen (zie tabel 1). De methodiek hiervoor is te downloaden op de website van FAO (http://www.fao.org/docrep/x0490e/x0490e00.htm) evenals de gewasfactoren voor de verschillende landbouwgewassen. Voor de boomteelten, waarvoor daagegevens zijn opgenomen (olijven, citrus, appels, noten etc.) blijkt deze gewasfactor ergens tussen de 0.70en 1.00 te liggen. Voor natuurlijke vegetaties zijn nauwelijks cijfers beschikbaar. T

Mean daily temperatureClimatic zone

low (< 15C) medium (15-25C) high (> 25C)

Desert/arid 4-6 7-8 9-10

Semi-arid 4-5 6-7 8-9

en complicerende factor om de waterbehoefte van bomen te berekenen is dat de FAO systematiek uitgaat E

van een aaneengesloten gewas. In de specifieke toepassingsgebieden van de Groasis Twinboxx, de aride gebieden, staan bomen juist wijd uit elkaar, zodat hun wortelstelsel de neerslag van een groter areaal dan de kroon kan gebruiken. In een onderzoek van Masmoudi et al (http://ressources.ciheam.org/om/pdf/b56_1/00800102.pdf) is aangoppervlakte van 500 m

etoond dat olijfbomen een gio Sfax

area is difficult to determine for systems where

root

As a rule of thumb, it can be assumed that the area to be exploited by the root system is equal to the area

ipurpose trees in the arid/semi-arid regions, the size of the microcatchment per

2 kunnen benutten voor hun wortelontwikkeling en wateronttrekking. In de remet een gemiddelde neerslag van 200 mm was de groenbedekking van de olijven boomgaard slechts 5% met 20 bomen per ha. In een studie door O.T. Obakeng (2007)3 naar de natuurlijke vegetatie in de Kalahariwoestijn, is met sapmetingen de verdamping van individuele bomen experimenteel vastgesteld. Het totale waterverbruik van de bomen bleek ongeveer 1400 mm/jaar te zijn, terwijl de neerslag slechts 450 mm is. De kroonomvang van de bestudeerde bomen varieerde tussen de 12 en 50 m2, terwijl de totale boomdichtheid ongeveer n boom per 150 m2 was.

Bron FAO: The ratio between catchment and cultivatedtrees are intended to be grown. As already discussed, only rough estimates are available for the water requirements of the indigenous, multi-purpose species commonly planted in WH systems. Furthermore, trees are almost exclusively grown in microcatchment systems where it is difficult to determine which proportion of the total area is actually exploited by the root zone bearing in mind the different stages ofdevelopment over the years before a seedling has grown into a mature tree.

of the canopy of the tree.

As a rule of thumb, for mult

3 O.T. Obakeng, 2007. Soil moisture dynamics and evapotranspiration at the fringe of the Botswana Kalahari with emphasis on deep rooting vegetation. ITC PhD Dissertation 141, Enschede, Netherlands. 225 pp


http://ressources.ciheam.org/om/pdf/b56_1/00800102.pdf

tree (catchment and cultivated area together) should range between 10 and 100 square metres, depending on the aridity of the area and the species grown. Flexibility can be introduced by planting more than one tree seedling within the system and removing surplus seedlings at a later stage if necessary. Onderstaande informatie komt ook uit technische documentatie van de FAO (bron: www.fao.org)

fect

abel 2. Effect of major climate factors on crop water needs.

Crop water need

De behoefte van planten is afhankelijk van klimatologische omstandigheden. In tabel 2 staat het efweergegeven van enkele klimatologische factoren op de waterbehoefte.

T

Climatic factor

High Low

Sunshine sunny (no clouds) cloudy (no sun)

Temperature hot cool

Humidity low (dry) high (humid)

Wind speed windy little wind

Voor allerlei landbouwgewassen zijn gegevens bekend wat betreft waterbehoefte (hoeveelheid en verdeling

ion available about the water requirements of multipurpose trees planted under

ully lds,

Table 3 gives some basic data of multipurpose trees often planted in semi-arid areas. The critical stage for

Tabel 3. Natural preferred climatic zones of multipurpose trees.

Semi-arid/marginal 500- Arid/semi-arid 150- Tolerance to temporary

over groeiseizoen).

There is little informatrainwater harvesting systems in semi-arid areas. In general, the water requirements for trees are moredifficult to determine than for crops. Trees are relatively sensitive to moisture stress during the establishment stage compared with their ability to withstand drought once their root systems are fdeveloped. There is no accurate information available on the response of these species, in terms of yieto different irrigation/water regimes.

most trees is in the first two years of seedling/sapling establishment.

900 mm rain 500 mm rain waterlogging

Acacia albida yes yes yes

A. nilotica yes yes yes

A. saligna no yes yes

A. senegal yes yes no

A. seyal yes yes yes

A. tortilis yes yes no


Albizia lebbeck yes no no

Azadirachta indica some yes no

Balanites aegyptiaca yes yes yes

Cassia siamea yes no no

Casuarina equisetifolia

some yes no

Colophospermum mopane

yes yes yes

Cordeauxia edulis no yes ?

Cordia sinensis no yes ?

Delonix elata yes no ?

Eucalyptus camaldulensis

yes yes yes

Prosopis chilensis yes yes some

Prosopis cineraria yes yes yes

Prosopis juliflora yes yes yes

Ziziphus mauritiana yes yes yes

Op basis van deze informatie kan de tdichtheid in gebieden teld. De gew indsituatie kan worden bepaald. Voor de duurzaamheid van het gehele systeem, voor de after Groasis

4.5 Waterlevering door Groasis oompjes (of zelfs zaadjes) en is met name bedoeld

n wortelstelsel te ontwikkelen. De eerste 2 jaren

het r periode van 180 dagen in gelijke porties wordt afgegeven an het plantje, dan is dat 83 cc per dag. Als we aannemen dat het plantje een kroonomvang heeft van 10

plan worden vastges ensteeperiode is dat van belang.

De Groasis Twinboxx wordt gebruikt voor zeer kleine bom ze door de eerste moeilijke periode te loodsen en huzijn voor de meeste bomen de meest kritische fase. Er zijn geen gegevens beschikbaar en/of bekend overde hoeveelheid water, die wordt afgegeven door een op de bodem geplaatste Groasis aan het plantje. Daarom wordt gewerkt met enkele aannames.

.5.1 Een theoretische benadering 4

Stel dat eservoir van 15 liter gedurende een abij 10 cm, dan komt dat neer op een dagelijkse watergift van ruim 8 mm/dag. Dat moet ruim voldoende zijn


om het boompje te laten groeien. Alleen onder extreem hete omstandigheden zal er dan nog waterstress optreden, maar het boompje zal het wel overleven, mits hij zijn dagelijkse portie water krijgt. Bij een kroonomvang van 20 bij 20 cm, is die watergift nog slechts 2 mm/dag. Dan zal de boom niet meer groeien, maar als hij aangepast is aan de aride omstandigheden, nog wel overleven. Hierbij wordt uitgvan 1 plant per Groasis. Bij twee planten per Groasis Twinbox (hetgeen wordt aanbevolen) moet de afgegeven hoeveel water worden verdeeld over beide planten. In hoeverre er dan concurrentie optreedt en afwijkende wortelgroei is niet bekend. Uitgangspunt is dat het koordje het wat

egaan

er gelijkmatig afgeeft in de tijd. Het water komt op de bodem recht, onder de Groasis en zal in de bodem worden opgenomen. Hier zullen dan weer allerlei processen

bodem

t aan de plant. De ffectiviteit zal lager zijn. Hoeveel lager is niet bekend. Met het vullen van de box kan dus een periode van

.5.2 De benadering vanuit AquaPro BV

teplaatsvinden, die o.a. afhankelijk zijn van de bodemopbouw (structuur, textuur, organische stof, bodemleven, etc.). De wateropname capaciteit van de bodem wordt weergegeven door de pF curve van debodem. Op basis hiervan kan de hoeveelheid beschikbaar water en de opname capaciteit van debepaald worden. De wortelontwikkeling van het jonge plantje onder de Groasis is daarbij van belang. Niet alleen tijdens de Groasis - periode, maar vooral ook voor de na Groasis - periode. Men kan er niet van uitgaan dat 100 % van de waterafgifte door het koord ten goede kome180 dagen overbrugd worden zonder neerslag en bij geen verlies aan water anders dan door afgifte.

4

Op de website www.groasis.com wordt aangegeven dat er 50 ml water per dag wordt afgegeven via het oordje (zie figuur 4). Als dat klopt zou er per maand 30 x 50 ml is 1,5 liter water beschikbaar komen. Bij k

een voorraad van 15 liter betekent dat dus 10 maanden afgifte! Een fikse regenbui in die periode van 10 maanden zou dan al voldoende zijn om de box weer bij te vullen.

Figuur 4. Waterafgifte (bron: www.groasis.com).

d. Dat water zal langzaam de grond inzakken en eschikbaar komen voor de plant. De vocht spanningscurve van een bodem (de pF curve) geeft de relatie

l

s om te weten: Hoeveel water wordt er afgegeven per dag?

t in de tijd?

Vanuit het koordje wordt water afgegeven aan de gronbaan tussen de zuigspanning en de volume procentenvocht. Hieruit kan dan de beschikbare hoeveelheid water voor de plant worden berekend. Die berekening kan dan worden uitgevoerd voor het bewortelde deevan de bodem. Van belang is du

Is de afgifte constan


Hoe is de verdeling van het water onder de Groasis? de twee planten) onder de Groasis?

or de plant?

.5.3 Orinterende testen waterafgifte Groasis

ft or en van de afgifte van water via het koordje. en aantal testen zijn binnen uitgevoerd. Na het (deels) vullen van de bak hangt het koordje in de vrije lucht

lijks

Hoe is de wortelontwikkeling (van Hoe gemakkelijk kan het water worden opgenomen do Welke concurrentie voor het water is er onder de Groasis (efficincy)

4

PPO hee interende testen uitgevoerd om een indruk te krijgEen het water loopt via het koordje in een maatbeker. Deze testen hebben aangetoond dat bij een vrije uitloop van het water uit de Groasis via het koordje een afgifte kan plaatsvinden van 100 tot 600 ml per etmaal. In eerste instantie is de test gedurende een aantal dagen gedaan, maar later is de afgifte dagegevolgd. In grafiek 1 staat de afgifte in de tijd aangegeven. Het lijkt erop dat deze stabiliseert naar een niveau van 50 tot 100 ml per dag.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0 2 4 6 8 10 12

Dagen

Lite

rs u

itstr

oom

via

koo

rdje

Reeks1

Grafiek 1. Uitstroom water via het koorde gedurende een aantal dagen.

e 24 en 30 graden (juli 010). De Groasis was gevuld met 15 liter water en geplaatst onder een overkapping op een zware

uitloop test. Hoe dit

nt bij een Groasis van 15 liter een afgifte periode van ongeveer 37 agen. Dan is er wel aanvoer nodig van water om de periode van 6 tot 12 maanden te overbruggen.

De tweede test is buiten uitgevoerd. De buitentemperatuur was overdag tussen d2kleigrond (Randwijk). Bij begin van de test is 3 liter water in het plantgat gedaan. Na bijna 100 uur is de Groasis weer gewogen. Het gewichtsverlies was gemiddeld ca. 400 ml per dag. Deze test is daarna herhaald met hetzelfde resultaat. In deze test gaan we ervan uit dat er geen dauw isgeproduceerd. Als die 400 ml dus de afgifte is, dan is er een verschil met de vrijeveroorzaakt wordt is nog niet duidelijk. Is dit extra afgifte of verlies uit de Groasis buiten? Werkt de afgifteanders (capillair, zwaartekracht) indien de Groasis op een bodem staat? Verdere testen lijken nodig om nate gaan waar de verschillen door ontstaan en of en hoe groot de variatie is wat betreft werking tussen de Groasis boxxen binnen een systeem. Een verlies van 400 ml per dag betekedBij een niveau van 50 tot 100 ml (gemiddeld 75 ml) kan een periode van ca 200 dagen worden overbrugd.


Verder is ook het vochtgehalte gemeten in de grond met de WET sensor. Zie de resultaten in tabel 4. Het vochtgehalte onder de Groasis, maar vooral op het druppelpunt, is beduidend hoger dan het vochtgehalte

etingen in de grond Vochtgehalte in volume % Temperatuur in graden C

naast de Groasis. Dat is een gevolg van afgifte, maar ook afdekking door de Groasis (condensatie). Tabel 4. Resultaten vochtgehalte en temperatuut metingen. MBuiten de Groasis 7- 10 31 In plantgat 20 -21 28 Onder Groasis, op druppelpunt 33 - 41 27 Onder Groasis, zijde tegenover druppelpunt

21 27

De temperatuur in het plantgat (luchtmeting) was gelijk aan buitentemperatuur.

hoeverre de resultaten ook gelden voor andere grondsoorten zoals voor zandgrond is niet bekend.

. , e Groasis kan een plant minimaal 50 tot 100 ml water per dag voorzien. Dat is voor een klein plantje

de te dagen nadat de Groasis leeg is nog kunnen groeien op het beschikbare vocht in de bodem.

4.6 Overige effecten overige effecten theoretisch benaderd.

tere

ortelgroeiomstandigheden ontstaan. De bodemtemperatuur wordt gebufferd door de schaduwwerking en igheden gunstig voor het

n de wortelontwikkeling;

Deze positie e t dit betekent voor de duurzame w l asis.

grond, zoals bijvoorbeeld ook door ulchen gerealiseerd kan worden. Daar bestaat uitgebreide literatuur over. Het is zo dat de Groasis

van or de

het

aspect kan het risico op zoutophoping onder de Groasis zijn. Naar erwachting zullen die risicos vergelijkbaar zijn met de risicos van verzilting bij druppelirrigatie. De locale

ater, dan

In De invloed van de dauw productie op de waterbalans lijkt bij deze afgifte van zeer ondergeschikt belangDvoldoende. Voor aanvulling moet er regen vallen of in de tussentijd dauwproductie hebben plaatsgevonden. Ook zal plant de eersDe hoeveelheid beschikbaar vocht is afhankelijk van pF curve van de specifieke grond.

In deze paragraaf worden een aantal

Door de plaatsing van de Groasis op (of gedeeltelijk in) de bodem zullen er bewde bodemverdamping wordt grotendeels voorkomen. Hierdoor worden de omstandbodembiologisch leven en zal waarschijnlijk ook de opname van nutrinten verbeteren. Afdekking van de bodem leidt tot chemische, fysische en biologische veranderingen waardoor:

Er geen bodemverdamping meer optreedt; De bodemstructuur zich kan ontwikkelen, mede als gevolg va De wortels zich sneller en beter ontwikkelen; Er een toenemende activiteit van (micro) organismen ontstaat; De water- en nutrintenopname verbetert. ve ffecten ontstaan direct onder de Groasis, maar onduidelijk is waorte ontwikkeling aan de buitenkant van de Gro

Deze positieve effecten worden gerealiseerd door afdekking van demTwinboxx deze positieve mulching effecten combineert met waterberging (en water oogsten). De wortelontwikkeling onder de Groasis is nog niet onderzocht, in ieder geval niet bekend. Daarbij is ookbelang hoe deze ontwikkeling verder gaat na het weghalen van de Groasis. Dat geldt niet alleen vowortelontwikkeling maar ook voor de mogelijk gerealiseerde structuurverbetering. Blijft die na weghalen in stand? En wat betekent dat weer voor het microleven? Is er een duurzame verbetering gerealiseerd door toepassen van de Groasis? Een ander mogelijk (negatief)vomstandigheden zijn daarbij van groot belang. Indien er nutrinten worden meegegeven met het wis de kans op zoutophoping groter.


4.7 Economisch perspectief De kostprijs van de Goasis Twinboxx komt ongeveer uit op 9 US Dollar (opgave van de ontwikkelaar). Als er

ruinbedekking, dan staan er ongeveer 400 bomen e investeringskosten van alleen de Groasis Twinboxx

leg

ijn de investeringskosten voor de Groasis Twinboxx nog maar 540

van dergelijke alternatieven hangen natuurlijk sterk af van de lokale arbeid en

sis

an groot belang is.

een ha bos wordt aangelegd met een volledige k(diameter van de kruin van ongeveer 5 meter). Dzouden dan 3,600 USD/ha zijn. De levensduur en de rente worden dan bepalend voor de afschrijving. Experimenten moeten uitwijzen hoelang de economische en technische levensduur is van de Groasis. De leverancier stelt deze op 10 jaar. De Groasis Twinboxx kan ook toegepast worden op locaties waar aanvan andere systemen niet mogelijk is. In droge gebieden zal de kruinbedekking van aangelegd bos veel minder moeten zijn dan 100%, om de bomen ook op lange termijn te laten overleven. Als we de boomdichtheid uit de Kalahari woestijn als voorbeeld nemen (60 bomen/ha), dan zUSD/ha. Afhankelijk van de levensduur van de Groasis en het aantal keren dat hij hergebruikt kan worden zal de prijs evenredig dalen. Een goedkoper alternatief voor een irrigatiesysteem of de Groasis is een andere vorm van watervoorziening. Een optie die wel wordt gebruikt in aride gebieden is bomen met een tankwagen van water voorzien. De kosten andere kostprijzen. Een duidelijk voordeel van de Groasis boven dergelijke alternatieven (ook van druppelsystemen) is dat er een watervoorraad dicht bij de plant is, waardoor risicos dat tijdelijke watertekorten optreden, worden geminimaliseerd. Bij onvoldoende dauwvorming of regenval kan de Groaworden bijgevuld met behulp van een tankwagen. De bedrijfszekerheid is daarmee groter dan de alternatieven. De biologisch afbreekbare variant zal naar verwachting duurder zijn, omdat de grondstoffen duurder zijn. Daardoor is deze variant vooral geschikt voor die toepassingen, waar de functie biologische afbreekbaarheid v Op de website www.groasis.com wordt een uitgebreid verdienmodel gepresenteerd, gebaseerd op uitgangspunten afgestemd op diverse werelddelen. Het is een complex model dat nadere studbehoeft. Omdat er nog nauwelijks ond

ie erzoeks- of praktijkgegevens beschikbaar zijn, zullen veel

ile , of het

Develoment Mechanism). Een

Na een periode van 6 tot 12 maanden wordt de Groasis verwijderd. Indien er 2 planten staan, kan een v n) moet het dan redden zonder aanvullende g eplant met Groasis maar ook zonder Groasis) zullen

andigheden voor de

uitgangspunten de komende jaren gevalideerd en getoetst moeten worden. Voor commercile teelten is een economische afweging natuurlijk van belang. Voor niet commercteelten kunnen andere afwegingen gelden. Een bedrijf kan vanuit MVO een bijdrage willen leverensysteem kan dienen als basis voor een betalingsmechanisme voor CO2 (Cleanvergelijking met andere systemen (alternatieven) is dan natuurlijk wel belangrijk.

4.8 De after Groasis periode

plantje erwijderd moeten worden. De plant (of plantemaatre elen. De overlevingskansen van de bomen (gdan afhangen van de lokale bodem- en klimaatomstandigheden en de eigenschappen van de boomsoort, die is aangeplant. In hoeverre de Groasis duurzaam kan bijdragen aan een verbetering van de standplaats, waarvan de bomen nadien nog enige tijd kunnen profiteren, is nog niet bekend. De verwachting is dat er, afhankelijk van de situatie, verschillende aanvullende maatregelen mogelijk nodig zijn, of in ieder geval gewenst, om de overlevingskansen te vergroten. Zo kan het verstandig zijn om de boomspiegel af te dekken met (organisch) materiaal om de gunstige bodemomstboomwortels proberen te handhaven. Dit wordt ook in de instructie vanuit Groasis aangegeven. Of dit uiteindelijk duurzaam werkt is niet bekend. Verder lijkt het verstandig om, vooruitlopend op de horizontale


ontwikkeling van het wortelstelsel die een aantal jaren in beslag zal nemen, ervoor te zorgen dat regenwaniet bij de boom vandaan, maar juist ernaar toe stroomt (water harvesting zie hoofdstuk 5.3). Het is om dergelijke water harvesting maatregelen al te nemen bij de aanleg van de bosaanplant en niet pas bverwijderen van de Groasis Twinboxx.

4.9 Duurzaamheid

ter beter

ij het

Er zijn twee niveaus van duurzaamheid maatlatten waarlangs we de Groasis kunnen leggen: de levenscyclus milieuwinst die te halen is door het toepassen van de Groasis.

De Groasis is gemaakt van polypropyleen met additieven om de barre omstandigheden (veel zon,

t als fval moeten worden verzameld, gestort, verbrand of gerecycled. Polypropyleen en de additieven zijn niet

en (voedings)stoffen vrijkomen. Onduidelijk is of die bij de productie extra gebouwd worden..

nder

de locale omstandigheden, de periode waarover de duurzaamheid moet worden eoordeeld, het overlevingspercentage van de aangeplante bomen, het beheer en onderhoud van het

analyse van het product zelf; en de

temperatuurverschillen dag en nacht) aan te kunnen. De Groasis Twinboxx is net op de markt gebracht en het is onduidelijk hoeveel productiecycli (jaren) de Groasis mee kan gaan. Uiteindelijk zal het producahernieuwbare grondstoffen. Door AquaPro wordt aangegeven dat er ook een biologisch afbreekbare variant is. Onduidelijk is uit welke biopolymeer die bestaat en of die biolpoymeer afkomstig is van een hernieuwbare grondstof. Bij het afbreken van de Groasis kunnin Duurzaamheid kan ook beoordeeld worden op systeemniveau door een aanplant van jonge bomen zohulpmiddelen, zonder Groasis te vergelijken met een aanplant met Groasis. Daarbij spelen dan veel factoren een rol, zoalsbsysteem, etc. Daarover zijn nog geen gegevens beschikbaar.


5 Alternatieven

5.1 Inleiding De belangrijkste functie van de Groasis is de berging (opslag) van water in de onmiddellijke nabijheid van de plantenwortels. Bij het zoeken naar alternatieven hebben we daarom gelet op deze waterbergende functie. In dit hoofdstuk worden drie alternatieven beschreven: steenwol en terra cottem die beiden het waterbergend vermogen in de bodem verhogen en de Tal-Ya, een systeem vergelijkbaar met de Groasis, maar dan zonder reservoir. Tenslotte beschrijven we rainfall harvesting als een mogelijk alternatief voor Groasis. In veel (aride) omstandigheden verwachten wij dat rainwater harvesting ook nodig is om bomen te laten overleven zodra de Groasis wordt verwijderd. Voor alle duidelijkheid wordt opgemerkt dat de informatie in dit hoofdstuk afkomstig is van de leveranciers van de alternatieven en verder niet zijn beoordeeld. Ook is er verder geen vergelijking gemaakt tussen de alternatieven onderling en in vergelijking met de Groasis. Ook bij de hieronder genoemde alternatieven zijn veel vragen te stellen en dus zijn haalbaarheid en toepassingsmogelijkheden onbekend. Vergelijking van de diverse alternatieven met de Groasis kan op veel aspecten plaatsvinden. Genoemd kunnen worden: de functies, aanleg, plantwijze, planttechniek, effecten op plant en bodem, effecten op korte en lange termijn, toepassingsmogelijkheden, kosten baten afweging, etc.

5.2 Steenwol bij aanplant TNO onderzoekt of het mogelijk is om de efficintie van het gebruik van water tijdens droge perioden in de landbouw te verhogen. Gezocht wordt naar een technologie, die ervoor zorgt dat het water niet wegstroomt, maar beschikbaar blijft voor de jonge aanplant, zoals bijvoorbeeld fruitbomen. De technologie moet aan een aantal voorwaarden voldoen, zoals:

water moet snel en efficint worden opgeslagen technologie moet eenvoudig kunnen worden toegepast toegankelijk zijn op mondiale schaal milieuvriendelijk en niet schadelijk voor de plant kostenefficint

De oplossing die TNO verder uittest, is het toepassen van steenwol in de volle grond. De steenwol zal als reservoir dienen voor het water, dat nog niet door de plant is opgenomen. Met name pas geplante boompjes met een beperkt wortelstelsel kunnen hier voordeel van hebben. De verwachting is dat door de toepassing van steenwol bij de kweek van mangoboompjes er 50 % minder water nodig is. Resultaten uit 2008 laten zien dat het overlevingspercentage van de jonge boompjes in de droge periode 90 % is, terwijl in dit gebied (semi aride gebied in India, provincie Karnataka) een overlevingspercentage van 60 % al als uitmuntend wordt ervaren (bron:TNO / Kennis van zaken brochure Efficint watergebruik in de rurale landbouw).


Foto 11. Mango plantage (Bron: TNO CSR Annual Report 2008). TNO concludeert dat toepassing van steenwol mogelijkheden heeft, maar ook dat er nog veel onderzoeksvragen zijn. De conclusies van TNO zijn: In semi arid areas where: rain seasons are succeeded by dry periods; water is scarce during these dry periods, and; other forms of mechanical irrigation, are not possible. To grow tree crops (as opposed to seasonal crops, such as tomatoes). To support tree saplings in the first years, when the root system is still small. When survival rate of saplings during the first years is a problem Voor deze toepassing moet een gat in de grond gegraven worden. In de beschreven aanpak wordt ook watergegeven in de droge periode en is de aanpak er juist op gericht om de benuttingsgraad van de watergift te verhogen. Opgemerkt wordt dat de bladeren van de plant ook aantrekkelijk worden voor dieren, zoals geiten. In een artikel (Slaghek e.a. 2009) wordt aangegeven dat na enkele jaren (3) dit systeem wel opgevolgd moet worden door a water harvesting method. Bedoeld wordt dan een aanpak om de gevallen neerslag te verzamelen door het bewerken van het bodemoppervlak.

5.3 Plastic irrigation tray Een alternatief die ook gebruik maakt van het opvangen van regenwater (of irrigatiewater) is de plastic irrigation tray, de Tal-Ya key, uit Isral. Alle Engelstalige tekst in paragraaf 5.2 is afkomstig van de website van Tal-Ya: www.tal-ya.com Tal-Yas key product is a patent pending rigid polypropylene square that covers a plants root system, on the ground, directing water to the roots. Each and every drop of water reaches the right place. Its environmentally friendly, reusable for up to ten years and completely recyclable,


removing the need for disposable plastic mulch and its associated labor and pollution

Foto 12. Tal-ya key (Bron: http://www.tal-ya.com)

Foto 13. Aanplant van bomen (Bron: http://www.tal-ya.com). Covering a p ant's root system, directing water to the roots, saving water and supporting a green revolution: Tal-Ya provides a solution to the growing issue of sustainable worldwide food supply

l

Agriculture traditionally uses rainwater or irrigation to grow crops. Tal-Ya maximizes water by using dew, condensation and a more efficient use of irrigation and rain water

Dew collects during the night and is channeled to the plant's root system

Prevents evaporation , keeping the soil moist, and reroutes the condensation that has built up during the day

Irrigated water is directed straight to the root system, in each and every plant, reducing water consumption.


Rainwater is more efficiently collected and channeled to the root system

Benefits:

Water conservation and efficiency All water (dew, rain and irrigation) is directed precisely to the right place: the root system. Evaporation and runoff are eliminated. Rainwater to the root system increased by 30 times.

Producing more from less

t

Using same amount of irrigated water resources results in increased crop yield. Tomato yield can be doubled; cabbage, cauliflower and melon yields seven times more.

Eco-green Environmentally friendly, reusable for up to ten years and completely recyclable. Removes the need for disposable plastic mulch and its associated labor and ground contamination.

Ground water not con aminated with chemicals Precise direction of any liquid and solid fertilizers to plant roots, substantially reducing fertilizers. Eliminates the need for herbicides as weed growth is arrested by the cover. Color is utilized to repel insects

Water quality Adding pure dew to the water mix ensures fewer salts, metals, solids and toxic materials entering the plant roots as well as the ground water.

Regulated temperature Regulated temperature and moisture retention can often save crops during extreme weather conditions, as root systems never dry out (due to hot or frozen conditions).

Time to market Regulated temperature can support earlier ripening of fruit, lessening time to market.

Verdere gegevens ontbreken. De producent reageert niet op e-mails. Opvallend is dat een aantal beschreven positieve effecten van dit product overeenkomen met positieve effecten die ook bij de Groasis genoemd worden. Onderbouwing van de effecten is op deze Isralische website maar zeer beperkt aanwezig.

5.4 Water harvesting methods Een ander alternatief voor wateropvang en berging zijn de water harvesting methodes. Dit kan dan betrekking hebben op neerslag, maar ook op het verzamelen van water uit dauw of mist. Water harvesting methodes voor verzamelen en langer vasthouden van regenwater worden uitgebreid beschreven door de FAO: http://www.fao.org/docrep/u3160e/u3160e00.HTM In bijlage 5 staan de belangrijkste methoden kort beschreven. In dit rapport wordt daar niet verder op in gegaan. Wel kan het dus van belang zijn om (afhankelijk van de locale omstandigheden) na te denken over de after Groasis periode en daarbij deze technieken te gebruiken. Het verzamelen van dauw water wordt al lang toegepast in diverse (agrarische) systemen. Voor meer informatie en literatuur wordt verwezen naar: http://www.opur.fr/index.htm


http://www.fao.org/docrep/u3160e/u3160e00.HTMhttp://www.opur.fr/index.htm

5.5 TerraCottem

TerraCottem is een fysisch bodemverbeterend middel, een soort waterabsorberende gel die in de bodem gebracht kan worden. Het is speciaal ontwikkeld om de water- en nutrintenretentie van bodems en groeimedia te verhogen, en om hun structuur, aratie en rendement te verbeteren. Het bevordert de boven- en ondergrondse plantengroei en verlaagt de frequentie van irrigatie tot 50%.

Het middel moet in de grond worden aangebracht. Als toepassing wordt genoemd herbebossing en landschapsherstel (landscaping and tree nurseries). Als een van de voordelen van TerraCottem wordt door de producent een verhoogde overlevingsratio genoemd. Voor meer informatie: http://www.terracottem.com/pages/nl/home.htm


http://www.terracottem.com/pages/nl/home.htm

6 Discussie

Voor de discussie is het belangrijk de diverse aspecten van de Groasis apart te bespreken. Verder spelen locale omstandigheden een grote rol, ze kunnen zelfs doorslaggevend zijn voor de keuze van het gebruik. De technische werking van de Groasis Twinboxx Op basis van de waterbalans kan een goede inschatting worden gemaakt van de mogelijkheden van de Groasis. Die waterbalans is echter moeilijk op te stellen zonder gegevens uit daarop gerichte experimenten en/of praktijkervaringen. Die ontbreken tot op heden. De startgift is erg belangrijk, zowel de drie liter in het plantgat als de start met een volle Groasis Twinboxx (15 liter water). Vervolgens is van belang hoeveel water er wordt afgegeven. Die hoeveelheid komt in de bodem terecht en komt via de bodemprocessen beschikbaar voor de plantenwortels. Een eenvoudige test gaf aan dat de hoeveelheid water die wordt afgegeven in begin wat hoger ligt, maar daarna stabiliseert op een niveau van 50 tot 100 ml per dag. Deze hoeveelheden zijn voldoende voor de startfase van een of twee jonge planten. Daarbij spelen allerlei omstandigheden een rol, zoals weer, bodemsoort, textuur, soort plant, groeistadium. Er zijn diverse maatregelen genomen door de producent om verlies van water uit de Groasis, anders dan door afgifte middels het koordje, te beperken. Op basis van de afgifte kan berekend worden hoelang de box zonder aanvulling (regen of dauw) water kan leveren. Bij 50 ml per dag is dat 10 maanden. De orinterende testen zijn uitgevoerd met n ter beschikking gesteld exemplaar. Praktijktesten zullen meer informatie moeten opleveren. Economisch perspectief De toepassing, prijs en het aantal malen hergebruik bepalen het economisch perspectief. Het businessplan van de Groasis op de website geeft een indruk van de mogelijkheden, maar de uitgangspunten zullen middels experimenten verder onderbouwd moeten worden en gevalideerd. Andere redenen kunnen echter belangrijker worden dan de kostenafweging. Het slagen van een project, het nieuw aanleggen van een stukje groen kan stimulerend en motiverend werken, waardoor het de extra investeringen rechtvaardigt. De after Groasis periode Na een periode van 6 tot 12 maanden wordt de Groasis Twinboxx verwijderd. Indien 2 planten aanwezig zijn moet er een verwijderd worden. Het jonge plantje wordt nog iets geholpen door afscherming van de boomspiegel, maar is nu afhankelijk van de neerslag. Onduidelijk is wat er gebeurt met de structuur van de bodem, de wortels en het bodemleven. Er zal een aanpassing komen aan de nieuwe omstandigheden. Een andere mogelijkheid is natuurlijk dat de jonge boom de eerste tijd nog op een andere wijze van water wordt voorzien. Dit hangt uiteraard af van de omstandigheden en de doelstelling van de aanplant (bijvoorbeeld commercile teelt van druiven of noten). In dit rapport wordt vaak verwezen naar locale omstandigheden. De neerslag (hoeveelheid, frequentie, verdeling in de tijd) is daar een belangrijke factor van (zie ook bijlage 4). De behoefte aan neerslag wordt niet alleen bepaald tijdens de Groasis periode maar ook in de periode als het boompje het zonder de Groasis moet doen. Dan kan de boom alleen gebruik maken van door de bodem opgevangen directe neerslag. De huidige neerslagpatronen van elke regios zijn bekend en kunnen dus als basis dienen voor het opstellen van de waterbalans tijdens en na de Groasis periode. Van groot belang is of de Groasis erin slaagt om jonge bomen te laten overleven, waar andere systemen (deels) falen. Allerlei technische en kostenoverwegingen zullen dan maar deels bepalend zijn. Voor de komende jaren zijn diverse testen gepland met soms een forse omvang van 1,5 ha in diverse landen. Genoemd worden Kenia, de VS, Chili, Zuid-Afrika, Egypte en de Sahara. Voor zover bekend verschillen de proeven in opzet, omvang, locatie, teelt, etc.


Foto 14. Aanplant juni 2010 Robert Mondavi Winery in Napa Valley Calfornia (Bron: Pieter Hoff).


7 Conclusies en aanbevelingen

De Groasis Twinboxx is een innovatie met als belangrijkste eigenschap dat er een kunstmatig waterreservoir bij een pas geplant boompje wordt gecreerd waaruit water in een langzaam tempo aan dat boompje wordt afgegeven. Daarmee wordt het overlevingspercentage van het aantal geplante jonge bomen in droge klimaten met minder geschikte bodems (slecht vochthoudend vermogen) sterk vergroot. Daarnaast is de uitvinding erop gericht om maximaal gebruik te maken van dauw die zich vormt op het oppervlak en regenval op te vangen en toe te voegen aan dit reservoir. Hoewel de prijs van een apparaat niet hoog lijkt (9 USD), levert dat wel een hoge investeringsbehoefte per ha op. Voor extensieve herbebossing kan dit een bottleneck zijn. Toepassing van het apparaat in de stedelijke omgeving in aride gebieden voor de ontwikkeling van stadsgroen is ook een goede optie, hoewel dan andere problemen zoals vandalisme of diefstal een rol kunnen spelen. Daar zouden kosten kunnen worden bespaard door de frequentie van water geven te verminderen, dus minder arbeid. Dat kan ook gelden voor commercile teelten, zoals wijnbouw, noten en mangoteelt. Een businessplan zal per locatie moeten worden opgesteld. Voor de toepassing van de Groasis voor het aanleggen van bosaanplanten zijn er enkele belangrijke ontwerpbeslissingen te nemen. Op de eerste plaats is dat een beschouwing over de lange termijn overleving van de bomen door de juist plantdichtheid te kiezen. Deze zal voornamelijk afhangen van het klimaat. De tweede keuze, hiermee samenhangend, is de boomsoortkeuze. Die dient aangepast te zijn aan de lange termijn overleving in de bewuste klimaat zone. Een derde ontwerpbeslissing is het aanleggen of inrichten van het terrein dan wel kiezen van de boomlocaties op basis van het micro topografie, zodat de geplante bomen ook na het verwijderen van de Groasis maximaal kunnen profiteren van de neerslag. Bij de uitvoering van de testen op de geschiktheid van de Groasis als hulpmiddel bij het overleven van jonge bomen, moet de bosaanplant ook gevolgd worden nadat de Groasis is verwijderd. Met name de veronderstelling dat een boom na een periode van 6 tot 12 maanden zelfstandig kan overleven zal sterk afhangen van de lokale bodem- en klimaatomstandigheden en daarover zal eerst het nodige bekend moeten zijn. Niet bekend is of de positieve effecten van de Groasis op de bodem een tijdelijk karakter hebben of dat er een duurzame verbetering wordt gerealiseerd. Marktpenetratie van de Groasis zal versterkt worden door onafhankelijk onderzoek op de toepasbaarheid te laten uitvoeren door onafhankelijke instanties, bij voorkeur in lokale ecosystemen, in landen met een semi - aride klimaat. Van belang is dat dit onderzoek gedurende een langere tijd wordt voortgezet, vooral dus ook in de after Groasis periode.


8 Referenties

Auteur: Dhr. Hoff, AuquaPro Holland BV Titel Datum Development of concept part 1 version 1.3 April 2007 Development of concept part 2 version 1.3 April 2007 Planting procedure Waterboxx part 1 gecomprimeerd October 2007 Planting procedure Waterboxx part 2 gecomprimeerd October 2007 Testphase development AquaPro First half of document January 2008 Testphase development AquaPro Second half of document January 2008 Test planting Zaragossa July 2009 2009 Testresults Sahara May 2008- March 2009 2009 Views_samenstelling_waterbox (tekeningen) Groasis (brochues) Groasis Waterbox brochure Explanation of the functioning of the Groasis waterbox The results of using the Groasis waterbox Oujda climate facts The results of using the Groasis waterbox Websites www.aquaproholland.nlwww.onetrilliontrees.org (Inhoud hetzelfde als bovenstaande link) www.groasis.com www.aquaproholland.com Octrooi Device and method for recovering moisture in the atmosphere WO 2009078721 AquaPro. The Waterboxx. Water producer of the 21st century. Concept development Part 1. Version 1.3 April 2007 Esp@cenet. Octrooi database. Device and method for recovering moisture in the atmosphere Hove, L.W.A. van, A.F.G. Jacobs, B.G. Heusinkveld. Wageningen UR. Advice on the Aquapro. 12 december 2006. Slaghek, T.M., C.M. Stroek, P. Van Hoorik, B. Haagsma; TNO Quality of Life; Waterretention by using rock wool 60th International Executive Council meeting & 5th Asian Regional Conference, 6-11 december 2009, New Delhi, India.


http://www.aquaproholland.nl/http://www.onetrilliontrees.org/http://www.aquaproholland.com/

Bijlage 1 Beschrijving en claims octrooi

WO 2009078721 20090625 WO 2009078721 20090625

DEVICE AND METHOD FOR RECOVERING MOITURE IN THE ATMOSPHERE

The invention relates to a device for recovering moisture present in the atmosphere, comprising a collection structure for collecting moisture present in the atmosphere, the collection structure being provided with a water recovery surface which, during use, at least partly makes an angle with respect to the orientation of gravity.

Such a device is for instance known from International patent publication WO 2006/132526 for protecting young plants during afforestation.

After planting young plants, often losses occur due to lack of moisture. This is because the young plant has no or hardly any root structures which are able to absorb water from the subsoil, whereas the plant loses moisture through evaporation. In addition, by digging a planting hole, the capillary action of the soil is broken, so that no upward water transport from the subsoil takes place anymore. Of course, the losses after planting the young plants entail extra work, as removing dead plant material and placing new plants.

The device as described in WO '526 is voluminous and hence expensive in transport, storage and distribution.

The invention contemplates obtaining a device according to the opening paragraph hereof which, while maintaining the advantages, obviates the disadvantages mentioned. In particular, the invention contemplates obtaining a device that takes up less volume during transport, storage and/or distribution. To that end, the collection structure is detachabiy couplable to a reservoir for storing the recovered moisture, and the collection structure is nestable.

By making the collection structure and the reservoir of detachabiy couplable design and giving the collection structure a nestable form, a considerable saving of space can be realized, while assembly and/or

disassembly remains relatively simple. As a result, also the costs of transport, storage and/or distribution decrease. Thus, the collection structure and the reservoir form modules of the device, which enables modular build-up, storage and distribution. Moreover, a separate module, for instance the collection structure, can then be easily replaced with an adapted specimen afterwards.

By the use of the collection structure, moisture present in the atmosphere, such as rain, hail and/or snow, but also water vapor, can be recovered relatively simply. The recovered moisture can subsequently be used to meet the moisture deficiency of the plant.

The collection structure collects moisture present in the atmosphere in liquid form whereupon the moisture, under the influence of gravity, flows to lower parts of the water recovery surface. Frozen moisture, such as hail and/or snow, also finds its way to the lower parts of the collection structure in such a manner.

Furthermore, according to the invention the collection structure is also arranged for recovering moisture present in the atmosphere in gaseous phase, viz. water vapor. Under suitable ambient conditions, such as a temperature of the water recovery surface below the dew point and a sufficiently high humidity of the air, water vapor condenses on the water recovery surface. The water vapor precipitates on the receiving surface in the form of moisture drops. Under the influence of gravity, the moisture drops slide down. As the moisture drops slide down, their size increases since the condensed drops unite through cohesion. Since in this way relatively much moisture can be recovered from the atmosphere, also relatively much moisture can


be supplied to the young plant to meet the deficiency of moisture, so that young plant loss will decrease. In recovering moisture present in the atmosphere, only passive structures are used which operatively do not consume any external energy and do not comprise any moving parts.

It is noted that a young plant is understood to mean a young plant in an early stage, such as a cultivated plant, young tree or shrub, but also newly germinated plant material, a seed or a spore.

Preferably, the top side of the water recovery surface is further provided with an adhesion-reducing additive and/or cover layer, for instance of PET and/or Teflon, and/or through the use of small unevennesses and/or roughening, possibly with an addition of, though not limited to, a wax film, a silicone or Teflon product or other adhesion-reducing substance, so that a water-repellent effect is obtained in that the mutual cohesion of water increases and/or the adhesion of water to the surface of the instrument decreases, so that larger drops are formed. As a result of this, that is, of their weight increase, the drops, due to the increased weight and hence increased sensitivity to gravity and due to the proportionally lower adhesion as a result of the larger drops formed, can more easily reach the lower parts of the water recovery surface, so that the amount of recovered moisture increases.

Advantageously, the coverage angle of the water recovery surface during operation faces away from the earth as much as possible, so that infrared radiation to space is stimulated as much as possible. As a result, the temperature of the water recovery surface will fall. By further providing the water recovery surface on the bottom side with thermal insulation, for instance by the use of insulation material and/or by creating an air buffer in an insulating chamber, the infrared radiation of heat from the water recovery surface is compensated less rapidly by heat from parts located under the water recovery surface. In this way, heat supply to the water recovery surface is limited. Put differently, the heat uptake of the water recovery surface is relatively slow. As a result, a temperature difference between the water recovery surface and the ambient air can be established relatively fast and be maintained relatively long, for instance in a clear and/or cool night. By the use of insulation, for instance by preventing hot air coming into contact with the water recovery surface, the water recovery surface maintains a relatively low temperature for a long time, also when the temperature of the ambient air increases, so that the condensation process, whereby passing warm air cools down and condensation occurs, is maintained relatively long and hence also the water recovery process. Thus, the temperature of the surface follows the course of the temperature upon cooling of the ambient air in an accelerated manner and the course of the temperature upon warming thereof in a delayed manner. As soon as warm air comes into contact with the cold water recovery surface, the warm air is cooled down, so that the dew point is reached and condensation occurs. The resulting dew precipitates on the water recovery surface. In order to maintain temperature differences between the air and the surface as along as possible, the water recovery surface may also be provided with, or wholly consist of, material having a high specific heat. As the water recovery surface of the collection structure is oriented substantially upwards, the structure loses heat by radiation. As a result, the temperature of the water recovery surface decreases, so that moisture present in the atmosphere condenses on the structure which then has a lower temperature than the ambient air. This natural process, sometimes referred to as giving out, is utilized by the device according to the invention. The choice of materials and geometry is then aimed at cooling down the water recovery surface and keeping it cool to prevent warming of the surface mentioned.

Further, the invention relates to a method for transporting, storing and/or distributing devices for recovering moisture present in the atmosphere.

Further advantageous embodiments of the invention are represented in the subclaims.

The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments which are represented in the drawing. In the drawing:

Fig. 1 shows a schematic view of a cross section of a first embodiment of a device according to the invention;


Fig. 2 shows a schematic view of a cross section of a first embodiment of the water recovery surface of the device of Fig. 1;

Fig. 3 shows a schematic view of a cross section of a second embodiment of the water recovery surface of the device of Fig. 1; Fig. 4 shows a schematic view of a cross section of a second embodiment of a device according to the invention;

Fig. 5 shows a schematic perspective view of a third embodiment of a device according to the invention in partly cutaway condition;

Fig. 6 shows a schematic view of a cross section of two nested devices of Fig. 5;

Fig. 7 shows a schematic perspective partial view of the water recovery surface of the device of Fig. 5;

Fig. 8 shows a schematic perspective view of a fourth embodiment of a device according to the invention; Fig. 9 shows a schematic perspective view of a fifth embodiment of a device according to the invention;

Fig. 10 shows a first schematic perspective view of a sixth embodiment of a device according to the invention; and

Fig. 11 shows a second schematic perspective view of the device of Fig. 10.

The drawing figures are only schematic representations of the invention and are exclusively given by way of non-limiting exemplary embodiments.

Fig. 1 shows a schematic side elevational view of a first embodiment of a device 1 for recovering moisture present in the atmosphere according to the invention. The device 1 comprises a tube 2 which surrounds a young plant 3 sideways, such that the young plant 3 is at least partly enclosed sideways. The tube 2 is open at the top and bottom, so that the plant can root downwards and can grow upwards. The young plant 3 is rooted in a soil block 4 which is so positioned in the tube 2 that the root structure 4a of the plant 3 is surrounded by the tube 2, while the lower end of the stalk is at the level of the lower edge of a water recovery surface, described hereinafter. Thus, the plant 3 is in the light and sufficient air flowing past is available. The soil block 4 comprises a substance, for instance soil or substrate, and is provided in the opening of the tube wall 2 in a clamped manner. The substance is optionally provided with symbiotic bacteria, eggs of animals, seeds, fungi, spores, and/or organic and/or inorganic materials for nutrition of the plant 3, the so-called graft. If the device 1 is manufactured from degradable organic material, a graft may also be provided in this material. For an improved stability, the soil block 4 may optionally be placed further down the tube 2.

The d

de potentie van de groasis twinboxx

Documents