project - Research and innovation

ReGrow4C: Reuse of spent growing media for Circular cultivation of ornamentals
ReGrow4C: Hergebruik van teeltsubstraten voor een Circulaire (sier)teelt

Completed | 2018 - 2019 Belgium, Vlaanderen
Completed | 2018 - 2019 Belgium, Vlaanderen
Derzeit wird der Seiteninhalt nach Möglichkeit in der Muttersprache angezeigt

Objectives

ReGrow4C aims at substantially extending the life span of peat-based growing media. Chrysanthemum grower JoLuPlant invests for more than 2 years in upcycling and reuse of spent peat and perlite based growing media from nearby strawberry and cucumber growers. Together with Proefcentrum voor Sierteelt (PCS) and Flanders Research Institute for Agriculture, Fisheries and Food (ILVO), the Chrysanthemum growers will optimise and increase the sustainability of storing and processing spent growing media. As these processed materials can be converted into high-quality growing media, the process will be benchmarked versus the legal framework for improving the market introduction.

Objectives

Het doel van dit project is om veensubstraten langer te gebruiken. Op het sierteeltbedrijf JoLuPlant wordt reeds twee jaar geïnvesteerd in het opwaarderen en hergebruiken van afgeteelde veen- en perlietsubstraten, afkomstig van aardbei- en komkommertelers in de buurt. Dit bedrijf wil, samen met het Proefcentrum voor Sierteelt (PCS) en het Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek (ILVO), dit bewarings- en verwerkingsproces grondig onder de loep nemen en waar nodig bijsturen, optimaliseren en verduurzamen. Vanuit de overtuiging dat deze materialen kunnen herwerkt worden tot een kwaliteitsvolle potgrond, wordt dit proces ook getoetst aan het wettelijk kader.

Additional comments

publication

Project details
Main funding source
Other public (national, regional) research funds
Project acronym
ReGrow4C
Agricultural sectors
  • Flowers and ornamental plants
  • Fruits
Derzeit wird der Seiteninhalt nach Möglichkeit in der Muttersprache angezeigt

1 Practice Abstracts

Substantially extending the life span of peat- and perlite-based growing media is a measure to increase the sustainability of soilless cultivation. The extraction of peat from pristine peatlands threatens these sensitive ecosystems and carbon sinks, meanwhile resulting in increased emissions of greenhouse gasses. Each batch of peat that is reused, results in a clear reduction in CO2 emissions and a lower impact on the climate. After using growing media for one cultivation, we aim at reusing the spent material as growing medium for another crop. Spent peat and perlite based growing media from strawberry and cucumber cultivation were upcycled after steam treatment. We tested the effectiveness of steaming to reduce phytosanitary risks. The hygienisation efficiency of the steam treatment was confirmed: plant pathogenic fungi, larvae of vine weevils and weed seeds added or already present before the process were killed by the steam treatment. As the upcycled spent growing medium already contained high nutrient levels, the fertilizer application in the reused growing medium should be reduced, especially for P and K. Five indicators for assessing stability of the materials were used: CO2 flux measurements, oxygen uptake rate (OUR), biodegradation potential, mineral N content and risk for N immobilization. The spent growing media had a low decomposition rate and the release of nutrients in a leaching experiment was lower than for a fertilized peat-based growing medium, being a reference blend for open field cultivated Chrysanthemum. N mineralization and P uptake were tested in an incubation and pot trial, respectively, and the upcycled spent growing medium was found to be an important source of plant-available N and P. Steam treatment did not severely affect the microbial biomass and diversity of the spent growing media. Blending the steam-treated spent media with other materials or inoculating by a commercially available biocontrol fungus also had a limited effect, indicating that newly introduced microorganisms do not easily establish in steamed-treated spent growing media (SSGM). Acidification of the SSGM was achieved by a low dose of elemental S. The steam-treated growing medium was tested for growing Chrysanthemum cuttings and plantlets. Spent growing media were not able to supply sufficient mineral N, but the stored amounts of P and K in the media were sufficiently plant available for optimal crop growth.

We toonden aan dat het hygiënisatieproces (stomen bij 100°C en 1 uur stockage bij 70°C) efficiënt is voor het afdoden van de geteste plantschadelijke organismen (Pythium, Verticillium dahliae microscleroten en taxuskeverlarven) en tuinkers- en onkruidzaden (Europese hanenpoot). Het stomen heeft bovendien maar een beperkt effect op de fysicochemische eigenschappen. Het gestoomd substraat breekt traag af, en is even stabiel als nieuw substraat. Het gerecycleerd (gestoomd) substraat heeft een relatief hoge pH en bevat reeds heel wat nutriënten. Dit laatste wijst erop dat de bemesting van de volgende teelt hierop dient afgestemd te worden. De bovengrondse plantendelen bevatten relatief t.o.v. het teeltsubstraat veel nutriënten en hebben een hoge afbreekbaarheid. Het is belangrijk om de bovengrondse plantenresten eerst te verwijderen of voldoende lang te laten afbreken in de wachthoop onder voldoende vochtige omstandigheden.

Wat de biologische eigenschappen betreft, werd het gestoomd substraat geïncubeerd met en zonder inmenging van veen, kokos-chips of compost. Er was geen verschil in microbiële biomassa tussen het gestoomd substraat met of zonder bijkomende inmenging, en de microbiële biomassa was ook laag t.o.v. groencomposten en vergelijkbaar met verschillende potgrondmengsels en grondstoffen voor potgrond. Er was weinig verschil in de microbiële samenstelling voor en na het stomen. Het enten van het gestoomd substraat bleek weinig effect te hebben op de bacteriële samenstelling van het substraat. Dit in tegenstelling tot de schimmelsamenstelling, waar enten wel een effect bleek te hebben. We merken dat er een lage microbiële biomassa en een lage microbiële activiteit (lage CO2-vrijstelling) is in het substraat, maar de snelheid waarmee het gestoomd substraat gekoloniseerd wordt door een biocontrole-schimmel is variabel en valt binnen het bereik dat bij groencomposten en bij grondstoffen voor potgrond vastgesteld werd. Na stomen werden geen humaanpathogene of plantpathogene micro-organismen (op genus niveau) vastgesteld op basis van de NGS microbioomanalyse. De kans is dus beperkt dat ingebrachte (gewenste/ongewenste) microbiologie een grotere kans krijgt in gestoomd substraat dan in nieuw substraat. De lage microbiële biomassa is waarschijnlijk ook gelinkt aan de lage afbreekbaarheid. Het gestoomd materiaal dient dus niet bijkomend gemengd of geënt te worden voor het hergebruikt kan worden als teeltsubstraat.

Nutriënten logen trager uit vanuit het gestoomde substraat dan uit het referentiesubstraat, en het risico voor N-immobilisatie was laag voor de substraten na stomen. De teeltsubstraten na stomen worden gekenmerkt door een relatief hoge pH, maar via het toevoegen van elementaire zwavel kan de pH vrij snel verlaagd worden, maar dit dient in balans te zijn met de stijging van de EC.

Als volgende stap werden 6 steksubstraten getest: 3 referentie-steksubstraten en 3 mengsels met gerecycleerde substraten. Er was bij stekken van chrysant nagenoeg geen verschil in wortelontwikkeling tussen de referentiesubstraten en de gerecycleerde substraten. De chrysantenstekken in het gerecycleerd substraat hadden een hogere planthoogte en -biomassa, hadden meer fosfor en kalium opgenomen maar hadden een lager chlorofylgehalte. Daarna werd het gerecycleerd substraat ook getest in de stekfase bij Pelargonium en voor de verdere opkweek van chrysant. Bij chrysant bleek uit de bladanalyses dat de N-vrijstelling uit het substraat te laag was om voldoende N aan te leveren, maar voor P en K was de nutriëntenbeschikbaarheid wel voldoende. De trage levering van minerale N uit gebruikte teeltsubstraten en de belangrijke waarde als P-bron van dit materiaal werden ook bevestigd in een incubatie- en potproef. De planten op het gestoomd substraat hadden een compactere vorm t.o.v. het referentiesubstraat, wat positief beoordeeld werd.

Uit de potproef met Pelargonium besluiten we, net als bij de proef met chrysanten in de serre, dat het aanleveren van extra bron van snelwerkende N belangrijk is voor een goeie groei, terwijl het gestoomd substraat wel voldoende P, K, Ca en Mg voor het gewas aanlevert.

De bijbemesting met N werd verder geoptimaliseerd in een proef op het containerveld in de zomer van 2019. Hier werd zowel de bijbemesting als het toevoegen van klei voor het gestoomd substraat getest, en dit voor zowel een vroeg bloeiende als een laat bloeiende cultivar. Voor beide cultivars scoorden de behandelingen met gestoomd substraat en met enkel toevoeging van N-meststoffen even goed als beide referenties. Voor de referentiesubstraten bemerkten we zelfs een vroegere bloei bij de vroegbloeiende cultivar, wat wijst of stress-situatie, vermoedelijk door voedingstekort. De potten met enkel minerale N groeiden beter dan de potten met gebruik van samengestelde meststof, of m.a.w., de N-beschikbaarheid was meer optimaal in de behandelingen met minerale N-toevoeging, en er was geen meerwaarde in deze proef om andere nutriënten dan N toe te voegen, bijv. door gebruik van samengestelde meststof. Er was geen nood of meerwaarde door het toevoegen van extra klei aan de gestoomde substraten. Mits voldoende snelwerkende N toe te voegen voor of tijdens de teelt is het gestoomd substraat ook bruikbaar voor de buitenteelt van chrysant.

Bij geen enkele van de plantproeven werden problemen met ziektes of plagen vastgesteld bij het telen van stekken of planten op gestoomd substraat. Uit deze proeven kunnen we besluiten dat het gestoomd substraat hergebruikt kan worden als stek- en teeltsubstraat, maar dat per teelt beoordeeld moet worden of extra minerale N dient toegevoegd te worden. De plantenproeven tonen aan dat bij het hergebruik als substraat de andere nutriënten (o.a. P en K) wel door het gestoomd substraat aangeleverd kunnen worden.

Derzeit wird der Seiteninhalt nach Möglichkeit in der Muttersprache angezeigt

Contacts

Bart Vandecasteele1, Jane Debode1, Liesbet Blindeman2, Christophe Pieters3

1ILVO, Burg. Van Gansberghelaan 109, 9820 Merelbeke

2PCS, Schaessestraat 18, 9070 Destelbergen

3JoluPlant NV, Schierveldestraat 1, 8840 Staden

Project coordinator

Project partners