Alternatieven
Binnen het FROSTinno project werden er meerdere ‘nieuwe’ technieken onderzocht. Er werd geëxperimenteerd met demo-opstellingen of er werd een (zuiver) theoretische analyse uitgevoerd (zie ‘Overige’).
Verwarming via straling
Figuur - Verlengde 'terrasbranders' in de appelteelt (Bron: pcfruit).
In de klassieke gebouwklimatisatie is straling al sinds lange tijd een veelgebruikte techniek voor verwarming. In theorie zou dit mechanisme ook waardevol moeten zijn voor de bescherming van bloemen/vruchten bij nachtvorst: het systeem levert zijn warmte rechtstreeks af aan het gewas en het wekt maar weinig warme lucht op. Deze warme lucht stijgt immers vaak te snel op zonder de bloemen/vruchten te verwarmen of zij wordt te snel afgevoerd door de wind. Deze problematiek stelt zich bijvoorbeeld wel bij het gebruik van vuurpotten (zie hoofdstuk verbranding).
In 2019 werden er op de percelen van pcfruit enkele (beperkte) testen uitgevoerd met verhoogde, krachtige terrasbranders op propaan. Ondanks het hoge vermogen en het hoge brandstofverbruik bleken deze stralers de bloemen maar zeer beperkt te beschermen, zelfs op een korte afstand (3 meter van de brander).
Vanwege deze beperkte bescherming in vergelijking met de hoge aankoop- en verbruikskosten werd deze techniek verder niet weerhouden als een economisch haalbaar alternatief op de bestaande vorstbestrijdingstechnieken.
Schuim
Schuim vangt en immobiliseert lucht, waardoor het een isolerende laag vormt. Indien men de bloemen van een teelt overdag met schuim bedekt, worden de convectieve en radiatieve warmteverliezen vanuit de vrucht sterk ingeperkt tijdens een vorstnacht. In het verleden, voor de opkomst van anti-vorstdoeken, experimenteerde men in de groenten- en aardbeiteelt reeds met deze techniek. Ook meer recent werd deze techniek nog eens uitgetest in de VS (zie afbeeldingen), maar desondanks zijn er momenteel geen commerciële schuimoplossingen beschikbaar. Alle bekende toestellen werken met een ventilator (actief ingeblazen lucht) die het schuim door een ‘net’ duwt om zo grote bellen creëert. Dit levert een sterk isolerende schuimlaag op.
Figuur - Kennco Frostoff voor aanbrengen
vorstbescherming- schuim (Bron: Farm Show).
Figuur - Tractorspuit voor aanbrengen vorstbescherming schuim in horizontale teelt
(Bron: Frost Inc).
In 2019 en 2020 werden er opnieuw modeltesten uitgevoerd met een stevig, snel uithardend, gelatine-gebaseerd schuim. De temperatuurswinst (+1°C) en de bescherming bleken uiteindelijk onvoldoende om verder te gaan met deze techniek.
De hoeveelheid arbeid nodig om het schuim vóór elke potentiële vorstnacht aan te brengen, staat niet in verhouding de beschermingsgraad. Bovendien zouden er nog aanzienlijke ontwikkelingen nodig zijn om een machine en een schuimoplossing te ontwikkelen die geschikt zijn voor boomgaarden (verticale teelt). Ook de aanwezigheid van relatief lichte wind bleek de aanbreng van schuim op de planten onmogelijk te maken.
Figuur - Schuim over appelbloesem (Bron: pcfruit).
Combinatie van Frostguard met hagelnet en/of beregening
Binnen het Frostinno-project werd onderzocht of het warmeluchtkanon type ‘Frostguard’ kan worden ingezet in combinatie met andere technieken. Dit is een relatief flexibel systeem dat het potentieel bezit om de werking van andere systemen te verbeteren (zie hoofdstuk warmelucht). De warmte geleverd door een Frostguard zou in theorie beter binnen het perceel gehouden kunnen worden wanneer het toestel onder een gesloten hagelnet geplaatst wordt. Dit bleek in de praktijk echter niet het geval te zijn (weinig verschil met de opstelling in openlucht).
De opstelling van het warmeluchtkanon type Frostguard kan in tandem geplaatst worden met een beregeningsmechanisme. Deze combinatie kan zijn nut bewijzen tijdens extreem koude nachten waar zelfs klassieke bovenkroonberegening tekortschiet (het gaat hier dan om een nodige temperatuurswinst van meer dan 6°C, een situatie die bv. in Polen en Canada durft voor te komen).
De Frostguard kan zo mogelijk ook de werking van zuinigere beregeningssystemen verbeteren (zie hoofdstuk beregening). Deze combinatie van technieken kon onvoldoende getest worden tijdens het Frostinno-project, aangezien deze zeer koude nachten niet voorkwamen in Vlaanderen gedurende de periode waarin het project liep.
Beide systemen dragen een aanzienlijke kostprijs met zich mee. De totale kost van deze combinatie ligt nog eens zo hoog. Aangezien deze extreme vorstnachten zodanig zeldzaam zijn in Vlaanderen, lijkt het gecombineerde systeem Frostguard en beregening economisch niet haalbaar/zinvol.
Overige
Verwarming via circulatie van water of lucht
Warmteoverdracht die voorzien wordt vanuit een buizensysteem waarin warme lucht/water circuleert (principe centrale verwarming), is te beperkt om een boomgaard te beschermen tegen vorst: alleen bloemen/vruchten die zeer dicht tegen het buizensysteem aanliggen, ondervinden voldoende bescherming. Het benodigde warmtevermogen, te leveren door een verwarmingsketel of een andere warmteopwekker, is zeer groot. De kostprijs van zo’n installatie (zowel in aankoop als verbruik) weegt niet op tegen de beperkte vorstbescherming. Deze techniek werd daarom niet weerhouden in het Frostinno-project.
Commercieel beschikbaar systeem (wijngaard): Thermovine (Vinescapes)
Warmte geleverd door mobiele opslagsystemen en geothermie
De warmte opgewekt uit deze bronnen kan alleen benut worden door gebruik te maken van een afgiftesysteem op basis van water- of luchtcirculatie. Zoals in de bovenstaande paragraaf reeds werd aangehaald, zijn deze afgiftesystemen weinig performant als vorstbestrijdingsmaatregelen. De installatiekost is daarentegen erg hoog. Deze technieken werden daarom niet verder onderzocht in het Frostinno-project.
Zonnepanelen
De installatie van zonnepanelen opgesteld boven de kruinen van de bomen wordt onderzocht in het project ‘Agrivoltaics’. Vermoedelijk treedt er tijdens een vorstnacht een beperkt vorstbeschermend effect op door ‘afdekking’, net zoals bij het gebruik van hagelnetten en regenkappen. De elektriciteit opgewekt via deze zonnepanelen zou dan vervolgens gebruikt kunnen worden om een andere vorstbestrijdingsmaatregel van energie te voorzien. Dit gaat echter gepaard met een duur opslagsysteem (batterijen), wat op dit moment niet haalbaar is.
Mist
Men kan de warmte-uitstraling van een perceel tijdens een vorstnacht inperken door een mistbank te creëren boven het perceel (‘artificiële bewolking’). Deze mist zou bovendien een zeker ‘beregeningseffect’ kunnen hebben op de bloemen/vruchten (natte ijsvorming). De techniek brengt echter een ernstig gevaar met zich mee voor de omgeving: men kan deze mist onmogelijk volledig ter plaatse houden, zelfs bij een weloverwogen positionering van de mistkanonnen en bij afscherming van het perceel. Indien er autoverkeer is in ruime omgeving van de boomgaard, kan dit leiden tot verkeersongevallen (beperkte zichtbaarheid, aanvriezende mist, …). In 2014 in Polen veroorzaakte de techniek van vorstbescherming via artificiële mist zo reeds een dodelijke kettingbotsing. Men kan zich bijgevolg de nodige vragen stellen rond aansprakelijkheid bij dergelijke ongevallen. In het dichtbevolkte België met zijn zeer dense wegennetwerk is deze techniek dan ook ten zeerste af te raden.
Commercieel system: Viti-protect (Pulsfog)
Cellulose nanokristallen
Ontwikkelende bloemen elektrostatisch bespuiten met een isolerende laag cellulose nanokristallen kan warmteverliezen en schade tijdens een vorstnacht beperken. De techniek biedt aanzienlijke bescherming in de ontwikkelingsstadia vóór het openen van de bloemblaadjes. In latere stadia kan er moeilijk een aaneensluitende laag kristallen gevormd worden en is er geen effect meer.
Meer info: WSU Tree Fruit (momenteel (2020) nog niet commercieel beschikbaar).