IIntermediate · deel I9 · Leven en biotechnologie

Oplossingen · hoofdstuk 36Hydroponie en voedselproductie

Sla zonder aarde onder ledlampen: hoeveel per vierkante meter, per kWh en per liter, en wat dat betekent voor het voedsel van een station

Uitgewerkte oplossingen bij de 16 opdrachten van het werkboek. Voor de leerkracht, en voor wie zichzelf wil verbeteren nadat hij het eerst zelf probeerde.

5× oefenen7× toepassen4× uitdagen± 442 min

BLeven en systemen MMaterie en chemie EEnergie

Het kweekbed van de klimaatmodule: vier goten, 48 kroppen, twee lampen.

Voor de leerkrachtDeze pagina bevat de antwoorden. Druk het werkboek af zonder deze pagina.

Oefenen

één stap, direct toepassen

36.1

Wat zit er in de voedingsoplossing?

Oefenen3Begrijpen12 min

De voedingsoplossing van Habitat: N 112, P 32, K 156, Ca 100, Mg 25, S 33 mg/L, plus sporenelementen.

a
Welke drie elementen haalt een plant niet uit de voedingsoplossing, en waar komen ze vandaan?
Koolstof (uit CO₂ van de lucht), zuurstof en waterstof (uit water en CO₂).
b
Waarom maak je twee stamoplossingen A en B, en waarom mag je ze nooit onverdund samengieten?
In A zit calcium (calciumnitraat), in B sulfaat en fosfaat. Geconcentreerd vormen ze samen onoplosbaar calciumsulfaat (gips) en calciumfosfaat: die slaan neer en zijn verloren voor de plant. In het reservoir zijn ze zo verdund dat ze opgelost blijven.
c
In welke vorm neemt de sla stikstof op? Waarom stijgt de pH daardoor?
Als nitraat (NO₃⁻). Om de lading in evenwicht te houden, geven de wortels voor opgenomen nitraat negatieve ionen (OH⁻ of HCO₃⁻) af: de oplossing wordt basischer.

36.2

Fotonen en daglichtsom

Oefenen4Rekenen15 min

Gebruik

DLI = PPFD \cdot t

E = N_{A} h c / λ

a
Een kweekkamer geeft 250 µmol/(m²·s) gedurende 18 uur. Bereken de daglichtsom.
$250 \cdot 1 0^{- 6} \cdot 18 \cdot 3600 = 16, 2 mol/ (m^{2} \cdot dag)$ .
b
Hoeveel uur moeten de lampen van Habitat (200 µmol/(m²·s)) branden voor een daglichtsom van 14 mol/(m²·dag)?
$t = 14/ (200 \cdot 1 0^{- 6}) = 70000 s = 19, 4 h$ .
c
Bereken de energie van een mol fotonen van 550 nm (groen). Hoeveel joule licht is 200 µmol/s groen licht?
$E = 217, 5 kJ/mol$ ; $200 \cdot 1 0^{- 6} mol/s \cdot 217503 J/mol = 43, 5 W$ (joule per seconde).

36.3

Welk systeem is het?

Oefenen3Begrijpen10 min

Vijf beschrijvingen van hydroponiesystemen.

a
(a) Een bak met potten loopt vier keer per dag vol en weer leeg. (b) Een pot zonder pomp, met een luchtlaag die groeit. (c) Wortels hangen in een bak water met een luchtsteen. (d) Een dunne film stroomt door hellende goten. (e) Elke plant heeft een slangetje met een druppelaar.
(a) eb en vloed; (b) Kratky; (c) diepwatercultuur (DWC); (d) NFT; (e) druppelsysteem.
b
Welk systeem kies je voor tomaten die 3 m hoog worden? Waarom niet NFT?
Een druppelsysteem met steenwol of kokos: de grote wortels en de zware plant hebben een substraat nodig, en een tomaat staat maanden: een goot met een dun filmpje verstopt en houdt het grote wortelstelsel niet.
c
Waarom is een gesloten systeem riskanter bij een ziekte dan een open systeem?
In een gesloten systeem komt al het water langs alle wortels en terug in het reservoir: een ziekteverwekker (bv. Pythium) bereikt snel alle planten. In een open systeem loopt het drainwater weg.

36.4

De stikstofkringloop invullen

Oefenen4Tekenen15 min

Stoffen: N₂, NH₄⁺, NO₂⁻, NO₃⁻, eiwit in planten, eiwit in vissen. Processen: stikstofbinding, nitrificatie (twee stappen), opname, eten, uitscheiding, denitrificatie.

a
Teken de kringloop met pijlen en zet bij elke pijl het proces en (waar het past) de bacterie.
Zoals de figuur in het handboek: N₂ → NH₄⁺ (binding), NH₄⁺ → NO₂⁻ (Nitrosomonas), NO₂⁻ → NO₃⁻ (Nitrobacter), NO₃⁻ → plant (opname), plant → vis (eten), vis → NH₄⁺ (uitscheiding), NO₃⁻ → N₂ (denitrificatie).
b
Welke processen hebben zuurstof nodig, en welk proces gebeurt juist zonder zuurstof?
Nitrificatie (beide stappen) en de ademhaling van vissen en wortels hebben zuurstof nodig. Denitrificatie gebeurt zonder zuurstof.
c
Waar zou de stikstof in een aquaponiesysteem 'verdwijnen' als het filter op sommige plaatsen zuurstofloos wordt?
In zuurstofloze hoekjes zetten denitrificerende bacteriën nitraat om in stikstofgas, dat uit het water ontsnapt: de stikstof is weg uit het systeem (en de planten krijgen minder).

36.5

Opbrengst omrekenen

Oefenen4Rekenen15 min

Een verticale boerderij oogst op één laag van 40 m² elke 30 dagen 720 kroppen sla van 150 g. De lampen van die laag verbruiken 8,0 kW, 18 uur per dag.

a
Bereken de opbrengst in kg per m² per jaar.
Per oogst $720 \cdot 0, 150 = 108 kg$ ; per jaar $108 \cdot 365/30 = 1314 kg$ ; per m² $1314/40 = 32, 9 kg/ (m^{2} \cdot jaar)$ .
b
Bereken de lampenergie in kWh per kg sla. Vergelijk met Habitat.
Energie per 30 dagen: $8, 0 \cdot 18 \cdot 30 = 4320 kWh$ voor 108 kg: $40 kWh/kg$ . Habitat: 11,1 kWh/kg: veel minder licht per krop, en een zuinigere lamp.
c
Hoeveel kroppen per m² staan er? En bij Habitat?
$720/40 = 18$ kroppen per m²; Habitat: $48/2, 88 = 16, 7$ .

Toepassen

meerdere stappen, in een context

36.6

Labo: sla in Kratky-potten

Toepassen5Labo60 min

Voer de proef van het handboek uit (vier potten, vier sterktes) of kies een andere veranderlijke: pH (5,0, 5,8, 7,0), licht (vensterbank tegenover lamp) of gewas (sla, basilicum, radijs). Werk drie weken.

a
Onderzoeksvraag, hypothese, veranderlijke, en wat je gelijk houdt.
Bv. 'Bij welke EC groeit sla het best in een Kratky-pot?' Hypothese: rond 1,4 mS/cm; te weinig is gebrek, te veel is te zout. Gelijk: plantjes, licht, temperatuur, potvolume, pH bij de start.
b
Meet om de drie dagen EC, pH en volume in minstens één pot.
Typisch: EC blijft ongeveer gelijk of stijgt licht, pH stijgt 0,3 à 0,5 per week, volume daalt steeds sneller.
c
Teken EC en pH in één grafiek (twee y-assen) en zet de eindmassa's in een staafdiagram.
Zoals de figuren van het handboek.
d
Bereken met EC en volume hoeveel gram zouten de plant opnam. Verklaar je resultaten.
Zouten $= (EC - 0, 05) \cdot V$ bij de start min op het einde; typisch enkele gram. Zie het uitgewerkte voorbeeld.

Zo wordt dit beoordeeld

Opzet	Eén veranderlijke, gelijke plantjes en licht, etiketten, geijkte meters.
Metingen	Regelmatig, volledig, met eenheden en opmerkingen (kleur blad, wortels).
Verwerking	Grafiek met twee assen, staafdiagram, zoutbalans met de ijklijn van hoofdstuk 13.
Verklaring	EC en volume samen gelezen, pH-stijging door nitraatopname, optimum van de sterkte verklaard.

36.7

Het logboek van het reservoir lezen

Toepassen5Analyseren20 min

Het logboek van het reservoir van de module, telkens om 8 uur:

dag	1	2	3	4	5	6	7
niveau (L)	60	55	51	60	55	50	60
EC (mS/cm)	1,40	1,48	1,55	1,33	1,40	1,47	1,40
pH	5,8	5,9	6,1	6,1	6,2	6,4	5,8
actie			bijgevuld met regenwater			bijgevuld + A en B, pH-min

a
Waarom stijgt de EC van dag 1 tot 3, en waarom daalt ze op dag 4?
Water verdwijnt (opname en verdamping), de zouten blijven achter: de EC stijgt. Op dag 4 is er bijgevuld met regenwater: de zouten zijn verdund.
b
Bereken de zouten in het reservoir (EC − 0,05) × V op dag 1, 3 en 4. Wat besluit je?
Dag 1: $1, 35 \cdot 60 = 81 g$ ; dag 3: $1, 50 \cdot 51 = 76, 5 g$ ; dag 4: $1, 28 \cdot 60 = 76, 8 g$ . De hoeveelheid zouten daalt (± 2 g per dag), ook al steeg de EC. Het bijvullen met regenwater veranderde de hoeveelheid niet (± meetfout).
c
Hoeveel water nemen de planten per dag op? Past dat bij het rekenmodel van het handboek?
Ongeveer 4,5 à 5 L per dag (60 → 55 → 51). Het model rekent met 4,4 L per dag gemiddeld over de teelt: dat past.
d
Waarom werd op dag 6 ook pH-min toegevoegd?
De pH steeg tot 6,4 door de nitraatopname (hoofdstuk 15). Bij het bijsturen van de EC wordt ook de pH teruggebracht naar 5,8: eerst de pH, dan de EC.

36.8

Lampen kiezen

Toepassen5Rekenen20 min

Drie lampen voor het kweekbed (2,88 m²), elk dimbaar. Ga ervan uit dat 90 % van het licht op het bed valt. A: 2,5 µmol/J, € 180; B: 2,9 µmol/J, € 260; C: 3,3 µmol/J, € 420 (per lamp, je hebt er twee nodig). Doel: 200 µmol/(m²·s), 16 h per dag, 365 dagen; € 0,30 per kWh.

a
Welk elektrisch vermogen heeft elke lamp nodig voor het doel?
Nodig op het bed: $200 \cdot 2, 88 = 576 μ mol/s$ ; uit de lampen $576/0, 9 = 640 μ mol/s$ . A: $640/2, 5 = 256 W$ ; B: $221 W$ ; C: $194 W$ (samen, voor de twee lampen).
b
Bereken per lamp de stroomkost per jaar.
Per jaar $16 \cdot 365 = 5840 h$ . A: $0, 256 \cdot 5840 = 1495 kWh$ , € 449; B: 1290 kWh, € 387; C: 1133 kWh, € 340.
c
Na hoeveel jaar is de duurdere lamp terugverdiend tegenover A? Welke kies je voor Habitat, waar de stroom van zonnepanelen komt?
B tegenover A: € 160 duurder (twee lampen), € 62 per jaar zuiniger: 2,6 jaar. C tegenover A: € 480 duurder, € 109 per jaar: 4,4 jaar. Voor Habitat telt vooral het verbruik: elke kWh moet van de panelen en de batterij komen, en in de winter is er tekort (hoofdstuk 20). De zuinigste lamp (C) is daar de beste keuze, ook al kost ze meer.

36.9

Debiet in de NFT-goten

Toepassen5Rekenen20 min

De pomp levert 4,8 L/min, 10 minuten per uur, en verdeelt over vier goten. Het reservoir bevat 60 L.

a
Hoeveel liter stroomt er per pompbeurt door elke goot?
$1, 2 L/min \cdot 10 min = 12 L$ per goot per beurt.
b
Hoe vaak gaat de hele inhoud van het reservoir per dag door de goten?
$4, 8 \cdot 10 \cdot 24 = 1152 L$ per dag: $1152/60 = 19$ keer.
c
Na een stroomonderbreking staat de pomp 3 uur stil. Waarom is dat bij 18 °C minder erg dan bij 28 °C? Wat stel je voor?
Bij 28 °C verdampen de bladeren meer water en ademen de wortels sneller (Q10 ≈ 2), terwijl de wortelmat sneller uitdroogt: de planten verwelken sneller. Voorstel: bij een stroomonderbreking eerst de pomp voeden (de batterij kan dat: 12 W), een alarm, en een kleine stuw aan het einde van elke goot die een laagje water vasthoudt.

36.10

Aquaponie voor de module?

Toepassen6Rekenen25 min

Een teamlid stelt voor de voedingsoplossing te vervangen door aquaponie met tilapia. FAO-vuistregels: 40-50 g visvoer per m² per dag voor bladgroenten; vissen eten 1-2 % van hun gewicht per dag; hoogstens 20 kg vis per 1000 L; voer met 32 % eiwit. Een tilapia groeit met 1,5 kg voer per kg vis.

a
Hoeveel voer per dag, hoeveel kg vis en hoeveel liter viswater heeft het kweekbed van 2,88 m² nodig?
Voer: $45 \cdot 2, 88 = 130 g$ per dag (115-144). Vis bij 1-2 %: $0, 130/0, 02 = 6, 5$ tot $0, 130/0, 01 = 13 kg$ . Water bij 20 kg per 1000 L: 325 tot 650 L, meer dan het vijfvoudige van het reservoir.
b
Hoeveel kg vis groeit er per jaar bij? Hoeveel voer moet er per jaar aangevoerd worden?
Voer per jaar $0, 130 \cdot 365 = 47 kg$ ; vis erbij $47/1, 5 = 32 kg$ per jaar.
c
Geef twee voordelen en drie nadelen voor een station.
Voordelen: verse vis (eiwit), geen kunstmest nodig voor stikstof, een kringloop die leerrijk is. Nadelen: een grote, zware watertank (325-650 kg), het voer moet toch aangevoerd worden (47 kg per jaar), vissen moeten verzorgd worden en kunnen ziek worden, de pH daalt door nitrificatie (bijsturen met base), en ijzer en kalium moeten vaak toch bijgedoseerd worden.

36.11

Python: opbrengst.py aanpassen

Toepassen5Programmeren25 min

Neem opbrengst.py uit het handboek.

a
Bij 250 µmol/(m²·s) zou de teelt 30 dagen duren in plaats van 35, maar de lampen verbruiken 25 % meer. Bereken kg per jaar en kWh per kg. Loont het?
opbrengst(teelt=30, lampen=3.04 * 1.25) geeft 116,8 kg per jaar en 11,9 kWh per kg. De opbrengst stijgt met 17 %, het verbruik met 25 %: per kg is het duurder. Het loont alleen als ruimte schaarser is dan energie.
b
Voeg een parameter toe voor het aantal plantplaatsen en bereken wat 60 plaatsen (dichter planten, kroppen van 170 g) opleveren.
opbrengst(plaatsen=60, krop=0.170) geeft 106,4 kg per jaar (tegenover 100,1) en 10,4 kWh per kg: meer per kWh, als de kroppen echt 170 g halen in 35 dagen.
c
Schrijf een functie m2_voor(kj_per_dag) die berekent hoeveel m² sla nodig is voor een gegeven voedingsenergie per dag.
```
def m2_voor(kj_per_dag):
    per_m2 = opbrengst()["kJ voedsel per dag"] / OPPERVLAK
    return kj_per_dag / per_m2

print(round(m2_voor(10000)))
```
Uitvoer: 216 (m² voor 10 MJ per dag).

36.12

Een teeltschema voor basilicum en sla

Toepassen5Ontwerpen25 min

De bewoners willen naast sla ook basilicum. Basilicum kiemt 2 weken en wordt na 4 weken voor het eerst geoogst; daarna kan je 6 weken lang om de week toppen plukken. Eén van de vier goten wordt basilicum.

a
Teken een teeltschema over 16 weken voor drie goten sla en één goot basilicum, met kiemen, groeien en oogsten.
Bv. sla-goten versprongen met 35 / 3 ≈ 12 dagen; basilicum: kiemen week 1-2, groeien week 3-6, oogsten week 7-12, nieuwe planten gekiemd vanaf week 11.
b
Hoeveel sla oogsten de bewoners nu gemiddeld per dag? Hoeveel minder dan met vier goten?
Drie goten: $36 \cdot 0, 180 kg /35 = 185 g$ eetbare sla per dag, een kwart minder dan 247 g.
c
Waarom zou je basilicum niet in dezelfde goot met sla zetten?
Basilicum staat veel langer (10 weken tegenover 5), wordt hoger en schaduwt de sla, en heeft liever wat warmer (optimum rond 25 °C). Een eigen goot houdt het teeltschema eenvoudig.

Zo wordt dit beoordeeld

Schema	Kiemen, groeien en oogsten per goot, verspringend, over 16 weken.
Rekenwerk	Opbrengst met drie goten correct.
Afweging	Verschillende teeltduur, hoogte en licht van basilicum benoemd.

Uitdagen

transfer, open problemen, leerlijnen combineren

36.13

Habitat: een voedselplan voor twee bewoners

Uitdagen7Habitat60 min

Het station heeft twee bewoners met elk 10 MJ per dag, bevoorrading om de 30 dagen (39 kg voedsel per bewoner, F29). De module levert 133 kJ per dag uit sla. Kropsla bevat per 100 g ongeveer 102 µg vitamine K (dagbehoefte volwassene ± 70-120 µg) en 166 µg vitamine A (dagbehoefte ± 700-900 µg). Energie voor lampen: ± 10 kWh per MJ voedsel (handboek).

Teeltoppervlak voor 10 MJ per dag, uit het handboek.

a
Welk deel van de voedingsenergie van de twee bewoners levert de module? Hoeveel kg voedsel spaart dat per 30 dagen uit (1,3 kg voedsel per 10 MJ)?
$133/20 000 = 0, 67 %$ . Uitgespaard voedsel: $133 kJ \cdot 30 = 4, 0 MJ$ per 30 dagen, $\approx 0, 5 kg$ voedsel (bij 1,3 kg per 10 MJ). Van de 78 kg bevoorrading: te verwaarlozen.
b
Welk deel van de dagbehoefte aan vitamine K en A levert de sla per bewoner (247 g eetbare sla per dag, gedeeld door twee)?
Per bewoner $247/2 = 123 g$ sla: vitamine K $126 μ g$ (meer dan de dagbehoefte), vitamine A $205 μ g$ (± 26 % van 800 µg).
c
Een teamlid wil 20 % van de voedingsenergie van beide bewoners zelf kweken, met aardappelen onder lampen. Hoeveel m² en hoeveel kWh per dag? Kan de module dat?
20 % van 20 MJ = 4 MJ per dag. Aardappel onder Habitat-licht: $4000/109 = 37 m^{2}$ en $37 \cdot 1, 06 = 39 kWh$ per dag (of ± 10 kWh per MJ: 40 kWh). De module heeft 2,88 m² en haalt gemiddeld 3,8 kWh per dag uit de zon: nee, tien keer te weinig energie en dertien keer te weinig ruimte.
d
Stel een voedselplan op in vijf regels: wat komt met de bevoorrading, wat uit de module, wat zou een uitbreiding (daglichtserre, ander gewas) kunnen opleveren, en wat is de rol van de sla?
Bv.: '1. De voedingsenergie (koolhydraten, eiwit, vet) komt met de bevoorrading: 39 kg per bewoner per 30 dagen. 2. De module levert elke dag verse sla (± 120 g per bewoner): vitamine K, een deel van vitamine A, vezels en variatie. 3. Kruiden (één goot basilicum) voor smaak. 4. Een uitbreiding met een daglichtserre van enkele tientallen m² (aardappel, bonen) kan in de zomer een deel van de energie leveren; lampen vullen alleen aan. 5. Sla is er voor gezondheid en welzijn, niet om de bevoorrading te vervangen.'

Zo wordt dit beoordeeld

Rekenwerk	Deel van de energie, kg bespaard, vitaminen en oppervlak met eenheden en correcte verhoudingen.
Eerlijk	Erkent dat de module geen voedselautonomie geeft, en zegt waarom (licht kost energie).
Alternatieven	Daglicht, gewassen met meer energie per m², bevoorrading; met orde van grootte.
Plan	Duidelijke rolverdeling tussen bevoorrading, module en eventuele uitbreiding; de waarde van verse groenten benoemd.

36.14

Habitat: de fiche van het hydroponiesysteem

Uitdagen6Habitat45 min

Maak voor het integratieproject (hoofdstuk 40) een fiche van één bladzijde over het hydroponiesysteem van de klimaatmodule, met alle waarden uit hoofdstuk 11-36: maten, pomp, reservoir, oplossing, sensoren, lampen, teeltschema, opbrengst, hygiëne, en een checklist voor de bewoners.

a
Vul de technische tabel in (minstens tien regels, met eenheid en het hoofdstuk waar de waarde vandaan komt).
Bv.: kweekbed 2,88 m², 4 goten × 12 plaatsen (36); reservoir 60 L, lichtdicht (5, 10); pomp 4,8 L/min bij 1,56 m, 10 min per uur (11, 23); EC 1,4 mS/cm, bijsturen onder 1,2 of boven 1,8 (13); pH 5,8, bijsturen buiten 5,5-6,5 (15); oplossing 18-22 °C (34); lampen 2 × 95 W, 200 µmol/(m²·s), 16 h (20, 25); CO₂ ± 1,5 g per lichtuur (14); lucht 18/19 °C dag, 16/17 °C nacht (31); oogst om de 8,75 dagen, ± 100 kg per jaar (36).
b
Schrijf een checklist: wat doen de bewoners dagelijks, wekelijks, per oogst en per vijf weken?
Dagelijks: niveau, pH, EC, temperatuur (in die volgorde), planten bekijken, logboek. Wekelijks: pH-meter controleren, filter spoelen, zieke bladeren weg. Per oogst: goot oogsten, schrobben, ontsmetten, nieuwe plantjes uit de kiemplank, nieuwe zaadjes op de kiemplank. Per vijf weken: reservoir volledig verversen, pH-meter ijken (om de twee weken), EC-meter controleren met ijkvloeistof.
c
Welke drie alarmen stuurt de microcontroller, met welke grens?
Bv.: niveau onder 10 cm (terug boven 12 cm, hoofdstuk 32); temperatuur van de oplossing boven 24 °C (terug onder 23 °C); pH buiten 5,5-6,5 of EC buiten 1,2-1,8 langer dan een uur.

Zo wordt dit beoordeeld

Volledig	Kweekbed, reservoir, pomp, oplossing (EC, pH), temperatuur, licht, teeltschema, opbrengst, hygiëne.
Juist	Waarden en eenheden kloppen met de hoofdstukken (60 L, 4,8 L/min, EC 1,4, pH 5,8, 200 µmol, 16 h, 18-22 °C, ...).
Bruikbaar	Checklist concreet en in de juiste volgorde (pH voor EC); alarmen met grens en hysterese.

36.15

Onderzoek: welk gewas levert het meest per kWh?

Uitdagen6Onderzoeken45 min

Een klas vergelijkt drie gewassen onder dezelfde lamp (60 W, 12 h per dag) op 0,25 m² elk, gedurende 28 dagen: sla (oogst 420 g vers), radijs (310 g knolletjes, 240 g blad) en tuinkers (650 g). Energie per 100 g: sla 54 kJ, radijs 67 kJ, tuinkers 134 kJ.

a
Bereken per gewas de eetbare opbrengst in g per kWh en in kJ voedsel per kWh (de lamp belicht de drie vakken samen; verdeel de energie gelijk).
Energie: $60 W \cdot 12 h \cdot 28 = 20, 2 kWh$ , per vak 6,72 kWh. Sla: 420 g, 62 g/kWh, 34 kJ/kWh. Radijs (knolletjes): 310 g, 46 g/kWh, 31 kJ/kWh (met het blad erbij meer). Tuinkers: 650 g, 97 g/kWh, 130 kJ/kWh.
b
Welk gewas wint op gewicht, welk op energie? Welke andere maat zou je nog willen kennen?
Tuinkers wint op beide maten in deze proef (hij groeit snel en wordt jong geoogst). Andere maten: droge stof, eiwit, vitaminen, smaak en hoeveel mensen het graag eten.
c
Ontwerp een betere proef: wat verbeter je aan deze opzet?
Herhalingen (minstens drie vakken per gewas), de plaatsen onder de lamp loten (in het midden valt meer licht), het licht per vak meten, dezelfde teeltduur of per gewas de optimale duur, en ook de droge stof bepalen.

Zo wordt dit beoordeeld

Rekenwerk	Energie per vak 6,72 kWh, g/kWh en kJ/kWh correct.
Interpretatie	Onderscheid gewicht en energie; voedingswaarde (vitaminen, eiwit) als extra maat.
Proefontwerp	Herhalingen, willekeurige plaats onder de lamp, zelfde oppervlak, meten van droge stof.

36.16

Debat: verticale boerderijen in de stad

Uitdagen6Argumenteren30 min

Stelling: 'Steden moeten hun groenten telen in verticale boerderijen: meerdere lagen onder ledlampen, dicht bij de consument.' Gebruik de cijfers van het handboek: 10 à 40 kWh per kg sla onder lampen, 250 L water per kg in het veld tegenover 20 L of minder in hydroponie, 3,9 tegenover 35 à 41 kg per m² per jaar per laag. Een Belgisch gezin verbruikt ongeveer 3500 kWh elektriciteit per jaar.

a
Hoeveel elektriciteit kost de sla van één persoon (± 10 kg per jaar) uit een verticale boerderij, bij 20 kWh per kg? Welk deel van het verbruik van een gezin is dat per persoon?
$10 \cdot 20 = 200 kWh$ per persoon per jaar: ongeveer 6 % van het verbruik van een gezin van 3500 kWh, per gezinslid.
b
Geef twee argumenten voor en twee tegen, met cijfers.
Voor: veel minder water (20 L of minder tegenover 250 L per kg) en ruimte (10 keer meer per m² per laag), het hele jaar vers en zonder pesticiden, minder transport. Tegen: veel elektriciteit (tientallen keren meer dan het veld, dat zonlicht gratis krijgt), dure installatie, en als de stroom fossiel is een hogere CO₂-uitstoot dan sla uit het veld die met de vrachtwagen komt.
c
Voor welke gewassen en welke plaatsen is het wel een goed idee? Formuleer een genuanceerd standpunt.
Bv.: 'Verticale boerderijen zijn zinvol voor snelle bladgewassen en kruiden, op plaatsen zonder goede grond of met een extreem klimaat (poolstation, woestijn, ruimte), en met hernieuwbare stroom. Voor graan, aardappelen of fruit in België zijn ze geen alternatief voor het veld en de serre met daglicht.'

Zo wordt dit beoordeeld

Cijfers	200 kWh per persoon per jaar, vergeleken met ± 3500 kWh per gezin.
Argumenten	Water, ruimte, transport en vers tegenover energie, investering en CO2 van de stroom.
Standpunt	Genuanceerd: snelle bladgewassen en kruiden, plaatsen zonder grond of met extreem klimaat, met hernieuwbare stroom.