ONDERZOEK

Frans computerprogramma houdt organische bodemtoestand in de gaten

Organische stof is cruciaal voor de bodemvruchtbaarheid. Toch is het effect van bepaalde behandelingen op de organischestoftoestand lastig door te rekenen. Een Frans computerprogramma kan dat intussen wel.

Organische stoffen hebben invloed op de stabiliteit van de bodemstructuur en het vasthouden van water – om maar iets te noemen. Maar organische stof heeft ook invloed op de mate waarin de bodem kationen kan binden. Daarnaast heeft organische stof invloed op de bodemorganismen, kan het verontreinigende stoffen vasthouden, koolstof vastleggen, zorgen voor meer bodembiodiversiteit en erosie tegengaan.

Organische stof is dus essentieel en cruciaal voor de functies van bodem. En daarom is het belangrijk om te weten hoe je het kunt sturen. Tot nu toe bestonden er weinig eenvoudige en betrouwbare methodes om het effect van bepaalde handelingen op de organische toestand in kaart te brengen. Daarin heeft het Franse instituut Agro-Transfert Ressources et Territoires verandering gebracht. Het ontwikkelde het computerprogramma Simeos-AMG. Daarmee kun je de ontwikkeling van die organische toestand van de bodem nabootsen. Het programma maakt gebruik van een rekenmodel voor de humusbalans van het Franse kenniscentrum voor de landbouw INRA in Laon.

Bepaling van de organische toestand van de bodem

Om bodemvruchtbaarheid te kunnen sturen, moet je eerst de organische toestand van de bodem van een perceel bepalen.

Allereerst wordt het perceel zelf onderzocht. Een verdichtende laag, erosieverschijnselen, afspoeling, slechte opdroging, moeizame grondbewerking en een slechte afbraak van stro – het zijn allemaal kenmerken van een bodem die slecht functioneerd. De toestand van de zuur-basebalans of verslemping kunnen daar de oorzaken van zijn, maar meestal is er sprake van een gebrek aan organisch materiaal.
Grondonderzoek kan informatie geven over de oorsprong van een landbouwkundig probleem en in hoeverre de organische fractie in de bodem daarin een rol speelt. Dit gebeurt door het koolstofgehalte te meten. Koolstof is de belangrijkste component van organisch materiaal.
Ten slotte kan met behulp van de humusbalans de impact van verschillende teeltsystemen en landbouwmethoden op de ontwikkeling op middellange en lange termijn van de hoeveelheid organische stoffen in de bodem in kaart worden gebracht. Simeos-AMG berekent vervolgens die humusbalans.

Op basis van onder meer de gewasrotatie en -opbrengst, ingezaaide tussengewassen, beregening, organische toevoegingen, type en diepte grondbewerking, bodemtype en de weersomstandigheden, berekent het programma de koolstofinput in de bodem en de jaarlijkse verliezen door mineralisatie.

De resultaten geven informatie over:

De ontwikkeling van de organische koolstofvoorraad in de bodem. Hieruit is af te leiden hoeveel organische stof zich in de bodem bevindt;
De ontwikkeling van het organische koolstofgehalte van de bodem, de bewerkte laag of aan het oppervlak bij directzaai;
De gehalteverdeling in het profiel van de teeltlaag op de gekozen einddatum;
De stroom verse organische stof uit gewasresten. Die levert weer gegevens over de hoeveelheid nutriënten die beschikbaar is voor levende organismen in de bodem.

Met de simulaties wordt het effect van een teeltwijze op de organische toestand van de bodem van de verschillende percelen van een bedrijf bepaald. De beoordeling is gebaseerd op de ontwikkelingscurven (stijging, stilstand of daling) en op de kennis van de agrariër over het bodemgedrag op zijn percelen.

Daarnaast kun je met het programma aanpassingen van teeltwijzen doorrekenen en het effect van alternatieven testen. Dit gebeurt door met de mogelijkheden die het bedrijf heeft te variëren: gift van organische toevoegingen, inzaai van groenbemesters, aanpassing van de gewasrotatie, inbrengen van gewasresten en reductie van grondbewerking. Zo kun je zien voor welke organische producten je moet kiezen, welke effecten een aanpassing van de stro-mestverhouding heeft en hoe je het organischestofgehalte van het oppervlak kunt verhogen om zo een verdichtings- of erosieprobleem te verminderen.

Praktijkvoorbeeld

Het bedrijf van Didier Roux is gevestigd in Noord-Frankrijk. Tot 2003 hield deze boer 250 runderen en gebruikte hij het grootste deel van zijn tarwestro als strooisel voor zijn vee. De stalmest die dat opleverde, reed Roux echter alleen uit op de percelen met bieten in de rotatie en op een paar percelen in de buurt van de boerderij. Dit had een gunstig effect op de organische toestand van de bodem en zorgde voor een fijner zaaibed op de zanderige kleigrond. Verder weg van de boerderij lag een aantal lemige zandgrondpercelen waarop Roux geen bieten teelde. Stro van deze percelen werd jarenlang voor het vee gebruikt, maar er kwam, zoals gemeld, geen stalmest voor terug. Langzaam moest Roux vaststellen dat het aantal kluiten toenam en er steeds vaker problemen ontstonden bij de zaaibedbereiding.

Het programma Simeos-AMG bracht de afname van het organischestofgehalte in de zanderige percelen zonder mestgift in kaart. Daarnaast gaf het programma ook aan dat het organischestofgehalte van de zanderige kleipercelen mét mestgift was toegenomen – beide een gevolg van langdurig toegepaste werkmethoden.

Daarnaast kan Simeos-AMG oplossingen aangedragen voor een geleidelijk herstel van de verarmde organische toestand van de niet-bemeste percelen. Dit doet het programma door het langetermijneffect van nieuwe teeltmethoden te simuleren. Daarbij houdt het programma rekening met veranderingen in de bedrijfsvoering (het afscheid van de runderen in 2003). Op de zanderige percelen is de rotatie nu: korrelmaïs - tarwe - gerst (waarvan het stro wordt ingebracht) en de teelt van een groenbemester tussen de gerst en de maïs. Het huidige systeem brengt de humusbalans in evenwicht, zodat de organische toestand van de bodem niet achteruitgaat. Om het bodemgedrag te verbeteren en de organischestofgehaltes te verhogen, kan de teler minder grondbewerking uitvoeren en de zaai van een extra groenbemester overwegen (in de twee maanden tussen de tarwe en de wintergerst).

Op basis van een gangbaar teeltsysteem van graan op leemgrond zijn met het programma verschillende varianten getest. Gewasrotatie: koolzaad - tarwe – wintergerst, één keer per drie jaar ploegen voorafgaand aan de gerst en de afvoer van gerstestro (om zonder de grond te ploegen koolzaad te kunnen inzaaien). Door geleidelijk over te gaan op het inwerken van alle gewasresten, de gewasrotatie te variëren, de bodem te bedekken en de grond minder te bewerken, wordt de organische bodemmassa vergroot. Minder grondbewerking zorgt voor een lichte afname van mineralisatie van humus (minder verlies van organische stof), maar heeft vooral invloed op de verdeling van organische stof in de bodem: bij direct-zaai neemt het organischestofgehalte toe. Daardoor verbetert de structurele stabiliteit en is er minder risico op verdichting en erosie. Groenbemesters hebben veel impact op opslag van koolstof in de bodem. Proeven op drie plaatsen in Frankrijk tonen aan dat de opbrengst uit humificatie van groenbemesters hoog is. In tegenstelling tot wat eerder werd gedacht, is dat minstens zo hoog als bij stro. NKG leidt dus tot een concentratie van organische stof in het bodemoppervlak en zorgt voor opslag van koolstof in de bodem. De twee factoren van de humusbalans worden op die manier beïnvloed: de hoeveelheid organische stof die terugkeert in de bodem stijgt en de mineralisatie neemt af.