Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen Academiejaar 2010...

Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen

Academiejaar 2010 – 2011

Wisselbouw

Delphine Druant

Promotor: Prof. dr. ir. Dirk Reheul

Tutor: ir. Mathias Cougnon

Masterproef voorgedragen tot het behalen van de graad van

Master in de bio-ingenieurswetenschappen: Landbouwkunde

One reason for farmer hesitancy to use crop rotation may be that agricultural scientists are still

unable to explain the mysterious “rotation effect”. Karlen et al.(2004)

Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen

Academiejaar 2010 – 2011

Wisselbouw

Delphine Druant

Promotor: Prof. dr. ir. Dirk Reheul

Tutor: ir. Mathias Cougnon

Masterproef voorgedragen tot het behalen van de graad van

Master in de bio-ingenieurswetenschappen: Landbouwkunde

De auteur en de promotor geven de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en

delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van

het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting uitdrukkelijk de bron te

vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie.

The author and the promotor give the permission to use this thesis for consultation and to copy parts

of it for personal use. Every other use is subject to the copyright laws, more specifically the source

must be extensively specified when using results from this thesis.

10 juni 2011, Gent

Delphine Druant

Prof. dr. ir. Dirk Reheul

Ir. Mathias Cougnon

Woord vooraf

Op 19 april 2010 werd ik uitgenodigd op de proefhoeve om wat voeling te krijgen met de

werkelijkheid. We plantten aardappelen op onze blote voeten in het zonnetje. Ik werkte samen met

twee prachtige mensen die ik later Jean-Pierre en Franky zou gaan noemen. In september mocht ik

een aantal proeven opzetten rond bodemcompactie. Ik werd in het veld gestuurd met een grondboor

en penetrologger. De veldsituatie werd vervolgens nagebootst in potproeven. Dankuwel aan de

Hogeschool Gent voor het mogen gebruiken van jullie compressor. Eind september rooiden we de

aardappelen. Heel even voelde ik me onderdeel van een portret van Brueghel. Later werd de maïs

geoogst, gevolgd door de bieten, en ten slotte de spruitkool. De droogstoof draaide op volle toeren

en de resultaten van de oogst vertaalden zich al gauw in figuren, figuren werden geanalyseerd, en de

thesis werd een feit.

Wie het niet zag aan mijn gezicht, die weet het nu: ik had daar een mooie tijd in Melle. Iedere

ochtend vloog ik met mijn fietsje naar de proefhoeve wetende dat er me weer een onvergetelijke

dag te wachten zou staan. Ik maakte het in pensioen gaan van de Porsche mee, leerde van Mathias

hoe ik een konijn moest slachten, werd ingewijd in de esoterie van het veredelen van rietzwenkgras

en voetbalde me met ploeg Melle de kwartfinales in. In dit opzicht gaat mijn lof uit naar mijn tutor, ir.

Mathias Cougnon voor de mooie en zeer leerrijke tijd in Melle.

Maar uiteraard gaat evenzeer mijn dank uit naar mijn promotor , prof. dr. ir. Dirk Reheul. En dit met

name voor zijn kritische opmerkingen en zin voor perfectie. Maar evenzeer voor die gesprekken

waarin de thesis eventjes op de achtergrond belandde…

Verder wil ik ook mijn ouders bedanken, omdat jullie mijn studiekeuze gefinancierd hebben. Bedankt

voor het vertrouwen in mijn studies en om me ook hierin te steunen.

Dank aan diegenen die ik niet vermeld, maar impliciet deel uitmaakten van mijn thesisjaar.

Inhoudstafel

Gebruikte afkortingen .................................................................................................................. 1

Samenvatting ............................................................................................................................... 2

Probleemstelling .......................................................................................................................... 3

DEEL I. Wisselbouw ....................................................................................... 4

1 Inleiding ............................................................................................................................. 4

2 Literatuurstudie .................................................................................................................. 5

2.1 Inleiding .................................................................................................................................. 5

2.2 Ontstaan van gewasrotaties ................................................................................................... 5

2.3 Effect van grasland op de N-cylcus .......................................................................................... 6

2.3.1 N-cyclus ............................................................................................................................ 7

2.4 De graslandfase ....................................................................................................................... 8

2.4.1 Tijdstip van inzaai ............................................................................................................. 8

2.4.2 Accumulatie in de grasfase .............................................................................................. 9

2.4.3 Begrazen versus maaien ................................................................................................ 11

2.4.4 Grasklaver ...................................................................................................................... 12

2.4.5 Productiviteit TG t.o.v. PG .............................................................................................. 12

2.5 Scheuren van de graslandfase ............................................................................................... 13

2.5.1 Effect van scheuren op de C-inhoud .............................................................................. 13

2.5.2 Effect van scheuren op de N-inhoud .............................................................................. 13

2.5.3 Duur van de graslandfase............................................................................................... 15

2.5.4 N –uitloging .................................................................................................................... 16

2.6 Akkerbouwfase ..................................................................................................................... 19

2.6.1 Productiviteit TA t.o.v. PA .............................................................................................. 19

2.7 Nitraatresidu ......................................................................................................................... 20

3 Materiaal en methoden .................................................................................................... 22

3.1 Hypothese en onderzoeksvragen .......................................................................................... 22

3.2 Proefperceel en proefopzet .................................................................................................. 22

3.3 Opzet graslandfase................................................................................................................ 23

3.3.1 Permanent grasland (PG) ............................................................................................... 23

3.3.2 Tijdelijk grasland (TG)..................................................................................................... 24

3.4 Opzet akkerbouwfase ........................................................................................................... 25

3.4.1 Oogstprotocol ................................................................................................................ 28

3.4.2 Bepaling nitraatresidu .................................................................................................... 28

3.5 Data analyse .......................................................................................................................... 29

3.5.1 DS-opbrengst ................................................................................................................. 29

3.5.2 NFRV .............................................................................................................................. 30

3.5.3 Nitraatresidu .................................................................................................................. 30

3.5.4 Kolfaandeel .................................................................................................................... 31

4 Resultaten ........................................................................................................................ 32

4.1 DS-opbrengst ........................................................................................................................ 32

4.1.1 Verschil tussen jaren ...................................................................................................... 32

4.1.2 1e jaar na scheuren (2008) ............................................................................................. 32

4.1.3 2e jaar na scheuren (2009) ............................................................................................. 34

4.1.4 3de jaar na scheuren (2010) ............................................................................................ 36

4.1.5 Jaareffect ....................................................................................................................... 39

4.2 NFRV ..................................................................................................................................... 41

4.3 Nitraatresidu ......................................................................................................................... 42

4.4 Kolfaandeel ........................................................................................................................... 44

5 Discussie ........................................................................................................................... 46

5.1 DS-opbrengst ........................................................................................................................ 46

5.1.1 Verschil tussen jaren ...................................................................................................... 46

5.2 NFRV ..................................................................................................................................... 48

5.3 Nitraatresidu ......................................................................................................................... 49

5.4 Kolfaandeel ........................................................................................................................... 51

DEEL II. Bodemcompactie ............................................................................ 52

6 Inleiding ........................................................................................................................... 52

7 Literatuurstudie ................................................................................................................ 52

7.1 Inleiding ................................................................................................................................ 52

7.2 Beïnvloedende factoren ........................................................................................................ 53

7.2.1 Bulkdichtheid versus penetratieweerstand ................................................................... 53

7.2.2 Kritische waarde penetratieweerstand .......................................................................... 53

7.2.3 Toplaag versus ondergrond ........................................................................................... 53

7.2.4 Bodemvochtgehalte ....................................................................................................... 54

7.2.5 Bodemtextuur en bodemstructuur ................................................................................ 54

7.2.6 Landbouwwerktuigen en aantal wielgangen ................................................................. 55

7.2.7 Reactie van de plant op bodemcompactie ..................................................................... 55

7.3 Rogge .................................................................................................................................... 56

8 Materiaal en methoden .................................................................................................... 57

8.1 Inleiding ................................................................................................................................ 57

8.2 Compactiemetingen .............................................................................................................. 57

8.3 Groei van rogge in gecompacteerde bodems ....................................................................... 58

8.3.1 Proef 1 ........................................................................................................................... 58

8.3.2 Proef 2 ........................................................................................................................... 58

8.3.3 Proef 3 ........................................................................................................................... 58

8.3.4 Data analyse ................................................................................................................... 59

9 Resultaten ........................................................................................................................ 60

9.1 Penetratieweerstand ............................................................................................................ 60

9.2 Bulkdichtheid ........................................................................................................................ 64

9.3 Verband tussen bulkdichtheid en penetratieweerstand ....................................................... 65

9.4 Roggeproeven ....................................................................................................................... 66

9.4.1 Proef 1 ........................................................................................................................... 66

9.4.2 Proef 2 ........................................................................................................................... 67

9.4.3 Proef 3 ........................................................................................................................... 69

10 Discussie ........................................................................................................................... 70

10.1 Penetratieweerstand ............................................................................................................ 70

10.2 Bulkdichtheid ........................................................................................................................ 70

10.3 Verband tussen bulkdichtheid en penetratieweerstand ....................................................... 71

10.4 Roggeproeven ....................................................................................................................... 71

11 Algemene conclusies ......................................................................................................... 73

12 Ideeën voor verder onderzoek .......................................................................................... 75

Referenties ................................................................................................................................ 76

1

Gebruikte afkortingen

(B)OS: ( Bodem) Organische Stof

NFRV: Nitrogen Fertilizer Replacement Value

OC: Organische Koolstof

PA: Permanent Akkerland

PG: Permanent Grasland

PRDM: Percent Root Dry Matter

TA: Tijdelijk Akkerland

TG: Tijdelijk Grasland

2

Samenvatting

Met deze thesis wensen we twee hedendaagse probleemstellingen in de landbouw te belichten.

Ten eerste hebben we de volatiele prijzen van de minerale meststoffen, en het onzeker karakter

daarvan naar de toekomst toe. Met het toepassen van een wisselbouwsysteem kunnen we onze

afhankelijkheid daarvan verkleinen. Het scheuren van grasland levert immers omwille van de input

aan organisch materiaal en de verhoogde mineralisatie ten gevolge van het ploegen, extra minerale

N aan de bodem, die ten behoeve kan komen van het volggewas. In deze thesis werd het toepassen

van een wisselbouwsysteem gekwantificeerd in termen van leeftijd en beheer van de graslandfase,

en het effect daarvan in termen van de N-vervangingswaarde voor de akkerbouwfase, die in ons

onderzoek kuilmaïs was. Ons onderzoek focuste zich op de eerste drie jaren na het scheuren van de

graslandfase. In het eerste jaar na scheuren vonden we voor alle graslandvoorgeschiedenissen

eenzelfde DS-opbrengst van de kuilmaïs, ongeacht de N-bemesting. In het tweede jaar na scheuren

echter vonden we een zekere divergentie van de opbrengstresultaten. In het derde jaar na scheuren

was deze divergentie nog meer uitgesproken. Terwijl een tijdelijk grasland als voorgeschiedenis zijn

positief effect voornamelijk in het eerste jaar na scheuren had, en na drie jaar in termen van de DS-

opbrengst van maïs kwam aanleunen bij een monocultuur kuilmaïs, had permanent grasland wel tot

minimum drie jaren na scheuren een uitgesproken effect in termen van N-vervangingswaarde op de

kuilmaïs.

Ten tweede is er de evolutie van de steeds grotere en zwaardere landbouwwerktuigen, die vaak

diepe sporen nalaten op de akkers. In deze wielsporen blijft een gecompacteerde, structuurloze

bodem achter, wat de opbrengst van de volgende teelt kan compromitteren. In deze thesis trachtten

we deze opbrengstderving te kwantificeren. Hierbij focusten we ons op de maïsoogst en de

opbrengst van de daaropvolgende groenbemester (in ons onderzoek: winterrogge). Hiervoor deden

we enerzijds veldmetingen om de werkelijke omvang van het potentiële probleem a.d.h.v.

bulkdichtheid en penetratieweerstand te kwantificeren. Vervolgens werd de veldsituatie nagebootst

in potproeven. In het bestek van deze thesis wensten we voornamelijk uit te zoeken wat hiertoe de

beste proefopzet was: het systeem met een transparante mouw en een verstelbare Pvc-buis bleek de

beste methode. De maximale druk (0,7 MPa) die wij hanteerden (die binnen onze materiaal en

methoden niet verder kon worden opgevoerd), leidde slechts tot beperkte opbrengstdalingen. In

hoeverre we met onze potproeven de werkelijkheid benaderden is nog de vraag. Verder vragen we

ons ook af of we in termen van opbrengstdaling geen andere parameters dienen te gebruiken…

3

Probleemstelling

Deze thesis is een tweeluik. Deel I handelt voluit over wisselbouw. Deel II bestudeert aansluitend bij

deel I, het effect van bodemcompactie, die ontstaat bij de oogst van het hoofdgewas tijdens de

akkerbouwfase van het wisselbouwsysteem (hier kuilmaïs), op de groei van een groenbemester (hier

winterrogge).

4

DEEL I. Wisselbouw

1 Inleiding

De wereld staat vol monoculturen. Van de ruim 180 000 ha kuilmaïs in Vlaanderen, wordt een groot

aandeel verbouwd in monocultuur.

Europa stelt steeds strengere eisen m.b.t. de stikstofverliezen naar het gronden oppervlaktewater.

Daarom werden de bemestingnormen in MAP 4 opnieuw verder teruggeschroefd. Op die manier kan

de N-bemesting ontoereikend worden om een optimale gewasopbrengst te verzekeren. Vanuit dit

opzicht worden gewasrotaties interessant. Met deze thesis wensen we het N-effect van het scheuren

van grasland op de DS-opbrengst van maïs te kwantificeren.

Niet enkel de beperkingen omwille van bemestingsnormen, maar ook de volatiele grondstofprijzen

kunnen een bestaansreden voor gewasrotaties zijn.

In vergelijking met een monocultuur maïs is in een vruchtwisseling 20 à 30 kg N/ha minder vereist

om gelijke opbrengsten te bekomen (Nevens, 2003). In tijden van economische schaarste, kan dit

nadeel van een monocultuur maïs bijgevolg zwaar doorwegen. Economisch gezien moet 1 kg NH4NO3

(kostprijs: 25 cent/kg los), 3,4 kg DS kuilmaïs (prijs: 7,5 cent/ kg DS) extra opleveren om rendabel te

zijn (berekend volgens Reheul(2004)). De grondstofprijzen zijn echter stijgend. Wanneer deze

meeropbrengst niet meer gehaald kan worden, biedt wisselbouw een alternatief.

Ondanks dit alles, zien we dat monocultuur nog maar al te graag verkozen wordt boven gewasrotatie

want we hebben veel maïs nodig voor het vee, we houden van uniformiteit want we kennen die

andere teelten niet en we hebben niet de benodigde machines,…

Of misschien is het wel zoals Karlen et al. (1994) het stellen:

One reason for farmer hesitancy to use crop rotation may be that agricultural scientists are still

unable to explain the mysterious “rotation effect”.

De positieve effecten van gewasrotatie zijn niet enkel van die aard dat de N-bemesting

teruggedrongen kan worden, terwijl optimale opbrengsten van maïs behouden blijven. Er zijn ook

heel wat effecten die minder gedefinieerd zijn: de zogenaamde “non-N-effecten”. Zo worden een

goede bodemstructuur en vochtgehalte, aanwezigheid van schimmels en microbiële populaties, het

verlagen van de ziektedruk, een betere groeikracht van de wortels, het terugdringen van

onkruidplagen en allelopathische effecten eveneens toegeschreven aan gewasrotaties. In welke

mate deze zaken hun oorsprong vinden in gewasrotaties is vaak onbekend, wel wordt duidelijk dat

het toedienen van meststoffen de opbrengstderving ten gevolge van het verbouwen in monocultuur

(versus gewasrotatie) niet volledig kan compenseren (Nevens & Reheul, 2002).

5

2 Literatuurstudie

2.1 Inleiding

In dit deel van de thesis wensen we ons te focussen op wisselbouw. Dit als een benadering van

vruchtwisseling waar grasland en akkerland elkaar afwisselen in de tijd. Wisselbouwsystemen

bestaan meestal uit 1 tot 4 jaar akkerland afgewisseld met 2 tot 6 jaar grasland. In België wordt 5,8%

(79 674 ha) van de landbouwgrond ingenomen door tijdelijk grasland: hiervan wordt 58% gemaaid,

de rest wordt begraasd (FOD, 2009). Van de 13% grasland die in Nederland per jaar gescheurd wordt,

is 46% onderdeel van een wisselbouwsysteem. Gegevens van België echter ontbreken. In Vlaanderen

werd het systeem 1 jaar voederbiet gevolgd door 2 jaar maïs en vervolgens 3 jaar grasklaver graag

toegepast (Russchen, 2005). Met een voederbietenareaal van 4150 ha op de 1 365 000 ha

cultuurgrond in België kunnen we heden ten dage echter niet meer van een frequent toepassen

spreken (FOD, 2009). Vaak worden maïs, granen of aardappelen in een wisselbouwsysteem

aangewend (Russchen, 2005). Bommelé (2007) besluit in haar doctoraatsschrift echter dat het niet

aangewezen is aardappelen te telen in gescheurd grasland.

Er zijn aanwijzingen dat wisselbouw op termijn productiever en ecologisch duurzamer is dan

permanent akkerland (Reheul, 2006 b). Over het algemeen verbetert wisselbouw de

bodemvruchtbaarheid. Het systeem verzekert een positief effect op de productiviteit van het

volggewas, vergemakkelijkt de onkruid- en ziektecontrole tijdens de akkerbouwperiode, en limiteert

de daling in BOS, die wel frequent waargenomen wordt onder permanent akkerland (Vertès et al.,

2007). Christensen et al. (2009) besluiten dat de verbeterde bodemvruchtbaarheid verworven wordt

door de accumulatie van BOS en een reductie van de uitloging van bodemnitraat.

Deze bodemvruchtbaarheid wordt belangrijker aangezien de opeenvolgende Mest Actie Plannen

(MAP) steeds meer restricties leggen op het toedienen van mest, hetgeen inhoudt dat steeds minder

nutriënten en OS in de bodem terechtkomt. Dit kan gecompenseerd worden door een goed

doordacht wisselbouwsysteem.

2.2 Ontstaan van gewasrotaties

Gewasrotatie ontstond uit de ervaring dat het continu verbouwen van hetzelfde gewas op een akker

na verloop van tijd resulteerde in lagere opbrengsten. Gewasrotatie was dus doorheen de

geschiedenis een noodzaak om een hoge productiviteit te waarborgen. Cato (234-149 v.Chr.) haalde

in zijn De agricultura reeds de positieve effecten van vlinderbloemigen zoals lupines, bonen en wikke

aan in een peulvrucht-graan rotatiesysteem. Ook het belang van groenbemesters is van oudsher

gekend (Karlen et al., 1994). De eerste schriftelijke bron die vermelding maakt van gewasrotatie zoals

we die de dag van vandaag kennen, dateert uit 1652 (Weston, 1652). A discours of husbandrie used

in Brabant and Flanders beschrijft hoe de Engelsman Sir Richard Weston bij zijn bezoeken aan

Vlaanderen en Brabant deze voor hem totaal nieuwe manier van landbouw leert kennen. Bij zijn reis

van Duinkerke naar Antwerpen bemerkte hij een verarming van de grond en de daarmee gepaard

gaande teelten. Tussen Duinkerke en Brugge zag hij tarwe (Triticum aestivum L.), gerst (Hordeum

vulgare L.), erwten (Pisum sativum L.), vette weiden en hooilanden als getuigen van rijke gronden.

Tussen Gent en Antwerpen echter werden de graangewassen rogge (Secale cereale L.), haver (Avena

6

sativa L.) en Franse tarwe verbouwd, typerend voor minder vruchtbare, dorre gronden. Toch bleken

de rijkste landbouwers zich tussen Gent en Antwerpen te bevinden. Deze gronden konden van

nature mooi vlas voortbrengen, ook wel “de rijkdom van Vlaanderen” genoemd daar deze wel vier

tot vijf maal meer opbracht dan de beste tarwe uit de streek Duinkerke-Brugge. Wanneer het vlas

getrokken was, werden knolrapen (Brassica rapa L.) verbouwd, eveneens meer waard dan het beste

graan van het land. In april werd op hetzelfde akker haver (Avena sativa L.) gezaaid met grasklaver in

onderzaai. Deze laatste deed dienst als uitstekende weide tot Kerstmis, en werd het jaar nadien

gebruikt als maailand, waarvan wel drie grote snedes werden gebruikt om het vee te voederen. Dit

alles droeg bij tot hoge opbrengsten.

Vanuit een sterke beïnvloeding via Vlaanderen (i.e. pamfletten van Richard Weston, Norfolk ploeg

ontleend aan de Vlamingen, introductie van nieuwe planten) ontstond in Engeland de Norfolk

rotatie, die omstreeks 1730 algemeen toegepast werd in Engeland (Riches, 1967). Deze rotatie

bestond uit raap (Brassica rapa L.), gerst (Hordeum vulgare L.), klaver (Trifolium spp. L.) en tarwe

(Triticum aestivum L.). In de daarop volgende eeuw werd gewasrotatie en het gebruik van

kunstmeststof om de dierlijke mest aan te vullen algemeen in Engeland. Met de ontdekking in de late

19de eeuw van het feit dat verscheidene leguminosen stikstof konden fixeren uit de atmosfeer, bleef

gewasrotatie populair tot in de vroege 20ste eeuw op die plaatsen waar schaarste aan vruchtbare

grond heerste. Na WOII echter, zorgde een stijgende beschikbaarheid van stikstof vanuit de industrie

voor de depreciatie van rotaties met leguminosen. Wie de vlinderbloemigen als voedselbron voor

zijn vee kon benutten, ging wel door met de teelt. Documenten uit die tijd garanderen dat

kunstmeststoffen en pesticiden voor eeuwig gewasrotaties zouden vervangen zonder verlies aan

opbrengst. Dit gewijzigd inzicht resulteerde o.a. in uitgestrekte arealen aan maïs in monocultuur, met

in het algemeen stijgende opbrengsten. Daarenboven zorgden verbeterde gewasvariëteiten en de

toenemende mechanisatie voor een dalende perceptie in de noodzaak aan gewasrotatie onder de

landbouwgemeenschap. Tegenwoordig is men het er algemeen over eens dat gewasrotaties de

opbrengst verhogen en bijdragen tot een duurzame productie. Het is in vele gebieden namelijk de

meest economisch en geschikte manier om plagen en ziektes de baas te kunnen. Met de stijgende

energieprijzen kwam een nieuwe interesse voor gewasrotaties met vlinderbloemigen omdat ze een

goedkope bron van stikstof zijn en omdat ze makkelijk inpasbaar zijn in de richtlijnen m.b.t. het

gebruik van minerale meststoffen. Ook een vernieuwd bewustzijn rond biologische landbouw en

duurzaamheid werkte het aanwenden van rotaties verder in de hand (Karlen et al., 1994).

2.3 Effect van grasland op de N-cylcus

Het omploegen van een graslandvegetatie resulteert in een stijgende N-mineralisatie, die enerzijds

zeer nuttig kan zijn voor het volggewas, maar anderzijds ook tot hogere nitraatverliezen kan leiden.

Er dient dus een evenwicht gevonden te worden tussen het maximaliseren van de productiviteit van

het volggewas en het minimaliseren van de N-verliezen naar het milieu toe. Een goed management

na het omploegen kan de uitloging van N matigen en zo de nitraatconcentraties van het grondwater

onder het niveau, opgesteld door de Europese Unie, van 50 mg NO3-/l houden (Nevens, 2003; Eriksen

et al., 2004; Hansen et al., 2005; Bommelé, 2007). Om deze streefwaarde te halen, is een beter

inzicht in de onderliggende bodemprocessen vereist.

7

2.3.1 N-cyclus

Omdat N vaak een limiterend nutriënt is ten behoeve gewasproductie in vele landbouwsystemen en

zijn gebruiksefficiëntie belangrijk is voor de economische duurzaamheid van een plantaardig

productiesysteem, is een efficiënt management noodzakelijk (Fageria & Baligar, 2005).

De externe N-cylcus kunnen we opdelen in een binnenkomende en een uitgaande flux. N komt de

bodem binnen via depositie, kunstmeststoffen,dierlijke mest, N-fixatie en gewasresten. N verlaat de

bodem echter via denitrificatie, NH3-vervluchtiging, uitloging en erosie (De Neve, 2010). Ook

gewasproductie rekenen we tot een output op de N-balans (Mulier et al., 2006). Het overschot op de

algemene N-balans van de Vlaamse cultuuroppervlakte kende een dalend verloop, maar plaatste zich

nog niet onder de richtwaarde van 110 kg N/ha1. Mulier et al. (2006) bekwamen voor een groep

gespecialiseerde melkveebedrijven een N-efficiëntie2 op bedrijfsniveau van 22%, een subgroep van

koplopers raakte tot 38%. Voor de landbouwer zorgt deze lage recuperatie voor een hoge financiële

kost, milieukundig zorgt dit voor pollutie.

Naast de zogenaamde externe processen, is er ook een interne N-cyclus waaronder mineralisatie,

nitrificatie, immobilisatie en sorptie worden geklasseerd. Terwijl N-opname in natuurlijke

ecosystemen gedomineerd wordt door deze interne processen, zijn het in landbouw ecosystemen

hoofdzakelijk de externe processen die een rol gaan spelen (De Neve, 2010). Op wereldschaal is

denitrificatie verantwoordelijk voor de grootste N-verliezen, specifiek voor de landbouw gebeurt de

grootste N-export via de oogstbare plantendelen.

Voor de plant zijn niet alle vormen van N opneembaar. Organische N die vaak meer dan 95% van alle

bodemstikstof omvat, dient eerst omgezet te worden in zijn minerale vorm ammonium (N-NH4), dit

proces heet ammonificatie (Fageria & Baligar, 2005). De afbraak van eiwitten over aminozuren

(aminisatie) naar ammonium (ammonificatie) definiëren we als N-mineralisatie, terwijl netto N-

mineralisatie het verschil tussen bruto mineralisatie en bruto immobilisatie is. Netto mineralisatie

bedraagt in landbouwbodems jaarlijks 100 à 200 kg N/ha en is dus een belangrijke inkomenspost aan

N voor de plant (De Neve, 2010). De twee processen, mineralisatie en immobilisatie, gebeuren

simultaan in de bodem. Accoe (2004) vond dat bruto mineralisatie onder grasland voornamelijk

bepaald wordt door de totale N-inhoud3, terwijl netto N-mineralisatie daarnaast ook gecontroleerd

wordt door C-inhoud en C/N verhouding van de BOS. Bij immobilisatie wordt N geïncorporeerd in

microbiële biomassa en organische N, waardoor de N niet meer voor de plant beschikbaar is. Deze

microbiële N-vraag blijkt toe te nemen met stijgende BOS in de graslandbodem (Accoe, 2004). Als

limiet voor mineralisatie wordt C/N < 20 aangegeven, hogere waarden resulteren in netto

immobilisatie (De Neve, 2010). Onderzoek toonde aan dat onder grasland de ratio netto N-

mineralisatie:bruto N-immobilisatie:bruto N-mineralisatie van de orde 1:6:7 is t.o.v. 1:2:3 in een

akkerbouwsysteem (Vertès et al., 2007).

Voor N-mineralisatie in grasland worden in verschillende onderzoeken waarden gerapporteerd van

135-376 kg N/ha/jaar in 0-10 cm in Engeland, 70-240 kg N/ha/jaar in 0-10 cm en 350 kg N/ha/jaar in

0-30 cm in Engeland (Velthof, 2005). Voor grasland in wisselbouw met maïs op het proefbedrijf De

Marke, nam de gemiddelde jaarlijkse N-mineralisatie toe van 356 kg N/ha voor het 1 jarig grasland,

1Deze drempelwaarde werd via Nederlands onderzoek bekomen om aan de Nitraatrichtlijn te voldoen

2 N-efficiëntie als N-afvoer/N-aanvoer 3Via lineaire regressie werd bekomen dat 93% van de variabiliteit van de bruto N-mineralisatie verklaard kan worden door de variatie in totale N-gehalte (Accoe, 2004).

8

naar 497 kg N/ha voor het 2 jarig grasland en 626 kg N/ha voor het 3 jarig grasland. Voor PG vond

men op De Marke een jaarlijkse N-mineralisatie van 414 ± 143 kg N/ha voor de 0-20 cm laag (Aarts et

al., 2001).

Wanneer omgevingscondities niet limiterend zijn, treedt vervolgens nitrificatie op. Het ammonium

wordt geoxideerd naar nitriet (N-NO2) en vervolgens naar nitraat (N-NO3), hoofdzakelijk door de

micro-organismen Nitrosomas spp. en Nitrobacter spp. Nitraatstikstof is gewoonlijk de dominante

vorm van de voor planten beschikbare N in een bodem (De Neve, 2010). Er kan echter ook

denitrificatie optreden, waarbij het gevormde nitraat verder wordt omgezet onder anaërobe

condities tot N2O, N2 en NO, die vervolgens vervluchtigen. Zo ook kan NH3-gas gevormd worden uit

ammonium, dat eveneens zal vervluchtigen. Verder is er sprake van NH3-emissie en depositie t.h.v.

het bladerdek afhankelijk van het NH3-compensatiepunt. Bij jonge gerstplanten vond men onder

gunstige klimatologische omstandigheden in analogie met eerdere onderzoeken een emissie van

0,05-0,9 nmol/m2/s, wat kleiner is dan 1% van het N-transport in de plant en dus van ondergeschikt

belang is (Mattsson & Schjoerring, 1996). Temperatuur en ook transpiratie zijn positief gecorreleerd

met deze NH3-emissie. Een hoge N-status begunstigt NH3-verliezen, hoofdzakelijk tijdens het

reproductief groeistadium (Fageria & Baligar, 2005). Herbiciden die glutamine synthetase inhiberen

(o.a. glufosinaat), verhogen de emissie aanzienlijk. Toch blijft deze onder de 10% van de totale N-

inhoud van het bladerdek en is dus eveneens van ondergeschikt belang in de globale N-balans van

een agro-ecosysteem (Manderscheid et al., 2005).

Uit atmosferische N2 kan in interactie met bepaalde bodemorganismen4 N-fixatie optreden in

planten. De bacteriën van het genus Rhizobium die N fixeren, hoofdzakelijk in de wortelknolletjes van

vlinderbloemigen, zijn hierbij de belangrijkste (Reheul, 2004; De Neve, 2010). Deze N komt dan na

mineralisatie van gewasresten of van uitwerpselen van herbivoren ten behoeve van het volggewas.

2.4 De graslandfase

2.4.1 Tijdstip van inzaai

Reheul (2006 b) stelt dat het inzaaien van grasland na eind september niet aan te raden is, tenzij in

een mild najaar wat uiteraard niet te voorzien is. Het voorgewas dient dus reeds in september van

het veld te zijn. Gewassen die hieraan voldoen zijn zomer- en wintergranen, vroege en halflate

aardappelen en vroege rassen van kuilmaïs (Reheul, 2006 b).

Ingeval van inzaai met witte klaver wordt dit nog riskanter aangezien witte klaver een hogere

kiemtemperatuur nodig heeft dan Engels raaigras (Lolium perenne L.).

4N2-fixerende bodemorganismen: vrijlevende bacteriën (o.a. Bacillus, Klebsiella en Clostridium), bacteriën van

het genus Rhizobium, actinomyceten van het genus Frankia, vrijlevende cyanobacteriën ( o.a. Nostoc en Anabaena), symbiotische cyanobacteriën en rhizocoenoses (o.a. Azotobacter, Beijerinckia en Azospirillum) (Reheul, 2004; De Neve, 2010).

9

2.4.2 Accumulatie in de grasfase

Algemeen kunnen we stellen dat BOS accumuleert onder grasland, en dat mineralisatie de

bovenhand heeft in akkerland. De opbouw van BOS in de grasfase is het gevolg van het achterwege

blijven van bodembewerking. De input van OS onder grasland wordt geschat op 1 tot > 5 Mg

/ha/jaar, in de veronderstelling dat 40% van de bovengrondse biomassaproductie terugkeert naar de

bodem (Vertès et al., 2007). Een groot aandeel van de input aan OS is afkomstig van de wortels

omdat die een goede fysische bescherming genieten van de omliggende bodemmatrix (Accoe, 2004;

Vertès et al., 2007). De wortels breken relatief traag af omwille van hun hoge lignine-inhoud en grote

hoeveelheden aromatische verbindingen (Vertès et al., 2004). Hierdoor ontstaat een opbouw van

traag afbrekend organisch materiaal (Reheul, 2006 b). Een bodem met een aanzienlijk percentage

klei legt de OS meer vast in de bodem dan een zandbodem. Significante verschillen in toename aan

OS zijn desondanks slechts waarneembaar in de lange periode na omschakeling van akkerland naar

grasland (Accoe, 2004).

De snelheid en de duur van opbouw hangt af van de initiële N- en C- status van de bodem. Vertès et

al. (2007) halen aan dat de accumulatie zowel van N als van C in graslanden vlug start na vestiging en

lineair is in een jong grasland. Later neemt de accumulatiesnelheid af met de ouderdom van het

grasland, waarbij de opbouw asymptotisch wordt. N en C zijn over het algemeen sterk gekoppeld,

maar hun accumulatie dynamica kan toch sterk verschillen. Deze accumulatie gebeurt hoofdzakelijk

in de bovenste centimeters van het grasland (Loiseau & Soussana, 1999; Bommelé, 2007).

N-opslag

Typische graslandbodems bevatten 5 tot 15 Mg totale N/ha in de 0-15 cm laag5, waarvan slechts een

klein gedeelte in de minerale vorm en dus beschikbaar voor de plant (Hatch et al., 2003). De

geaccumuleerde N is initieel geïmmobiliseerd, maar draagt wel verder bij tot het vergroten van de N-

pool. Naast mineralisatie dragen ook N-bemesting en N2 -fixatie verder bij tot de minerale N-opbouw

in de bodem (Eriksen et al., 2008).

Een grootschalig 150 jaar durende proef in Rothamsted aangevuld met gegevens uit het Park Grass

onderzoek6 eveneens te Rothamsted leert ons dat N-accumulatie bij eenzelfde management en

bemesting in een jong grasland over het algemeen hoger is dan in een ouder. Initieel was de totale

gemiddelde N-inhoud van de bodems (0-23 cm) circa 0,12% (4 Mg N/ha). De eerste 25 jaar steeg

deze quasi lineair tot 0,195%, wat een jaarlijkse toename van 100 kg N/ha inhield7(Johnston et al.,

2009). Vertès et al. (2007) vermelden dat verscheidene andere bronnen een jaarlijkse accumulatie

van circa 75 kg N/ha in de eerste tien jaar onder beweiden vonden. Hatch et al. (2003) rapporteren

waarden tussen 20 en 130 kg N/ha alle managementopties omvattend. Daarna was er een afname in

accumulatiesnelheid, waarbij na 100 jaar een totaal N% van 0,26% werd bekomen, dat gedurende de

volgende 250 jaar quasi constant bleef op een waarde van 0,27%. Het duurde m.a.w. niet minder dan

100 jaar om van een oud akkerland naar een N% evenwicht van een permanent grasland te

evolueren. Wanneer maximale N-accumulatie bereikt werd, ging de extra N-input in een permanent

grasland verloren via NO3--uitloging, NH3-vervluchtiging en denitrificatie (Hansen et al., 2005).

Observaties toonden aan dat de N-accumulatie hoger was in bodems met een initieel laag gehalte

5 Dit impliceert 0,23% tot 0,69% van de 0-15 cm laag, indien dichtheid 1450 kg/m³ verondersteld wordt.

6 Hierdoor hebben we bijkomende gegevens voor graslanden tussen een leeftijd van 220 en 350 jaar oud. 70,23m * 10 000 m²/ha * 1450 kg/m³ (Vakgroep Bodembeheer UGent) = 3 335 000 kg/ha Een stijging van 0,075% in 25 jaar resulteert in een jaarlijkse accumulatie van 100 kg N/ha.

10

aan N. Uitspoeling kwam vlugger voor in een droge zandgrond, terwijl denitrificatie de bovenhand

haalde in klei- en veengronden. De accumulatie was hoger in een kleiige versus zandige bodem:

respectievelijk 130 en 70 kg N/ha/jaar (Vertès et al., 2007). In een andere langdurige proef in North

Wyke (UK), vond men dat van de 3000 kg minerale N/ha toegediend over een tijdsspanne van 15

jaar, 1000 kg achterbleef in de bodem (Hatch et al., 2003).

Accoe (2004) vond op de diepte van 0-10 cm een stijging van totale N- en C-inhoud met toenemende

leeftijd van drie vergelijkbare onderzochte graslanden8. De N-inhoud was in het 14-jarige en het 50-

jarige grasland respectievelijk 1,1 en 2,1 keer hoger dan in het zesjarige grasland. Op een diepte 10-

20 cm werd geen trend in stijgende C- en N-inhoud waargenomen met toenemende leeftijd van het

grasland. Toch waren ze in het 50-jarige grasland significant hoger (p < 0,05). Voor de drie grasvelden

was de totale C- en N-inhoud op een diepte van 0-10cm significant hoger (1,6 tot 2,2 keer) dan op de

diepte 10-20 cm.

C-opslag

Op wereldschaal beslaat grasland 34% van de terrestrische C-opslag. Mestdagh et al. (2004)

rapporteerden dat PG ongeveer 50% meer OC bevatte dan TG, en dat begraasd grasland ongeveer

50% meer OC bevatte dan gemaaid. In beide gevallen is dit voor een bodemprofiel van 60 cm diepte

ongeveer 150 t.o.v. 100 Mg C/ha.

In Rothamsted (zie hoger) vergeleek men het effect van wisselbouw met continue akkerbouw wat

betreft de C-inhoud van de bodem (Johnston et al., 2009). Na 53 jaar was de C-inhoud van de bodem

van een oud grasland dat initieel 63 Mg C/ha bevatte, gestegen tot 73 Mg C/ha. Het onverstoord

grasland streefde naar een nieuw C-evenwicht als gevolg van een intensiever beheer en een

stijgende N-toediening, die de bovengrondse opbrengst deed stijgen en bijgevolg tot een grotere

wortelgroei en afbraak leidde waardoor meer OM in de bodem terechtkwam. De C-opslag onder

permanent grasland is voor de helft trager dan de C-vrijstelling die zich voordoet na het omploegen

van het grasland (Vertès et al., 2004). In een akkerland te Rothamsted, dat al die jaren in akkerland

bleef, bleef de OC-inhoud van de bodem constant bij 40 Mg/ha, terwijl een installatie van gras op

ditzelfde akkerland een stijging van de OC-inhoud tot 65 Mg/ha realiseerde. Dit impliceerde voor de

eerste twintig jaar na installatie van het grasland een gemiddelde jaarlijkse accumulatie van 0,49 Mg

C/ha. Vertès et al. (2004) rapporteren een jaarlijkse C-accumulatie van 0,5 Mg C/ha. Hogere

waarden, zoals Christensen et al. (2009) die experimenteel vonden (1,1 Mg C/ha), zijn enkel het

gevolg van hogere C-inputs en een tragere C-turnover snelheid door de afwezigheid van

bodembewerking. Vleeshouwers & Verhagen (2002) rapporteren een gemiddelde jaarlijkse

accumulatie van 0,52 Mg C/ha voor Europese graslanden, en benadrukken dat door een ander

beheer en botanische samenstelling grotere hoeveelheden OC zouden kunnen worden vastgelegd,

maar specificeren niet verder. De snelheid van C-sequestratie is afhankelijk van de leeftijd van het

gras en de helft van de mogelijke C-accumulatie wordt bereikt na 4 à 11 jaar (Vertès et al., 2004). C-

sequestratie onder grasland in zandige bodems verloopt vlugger dan in kleibodems en eveneens

vlugger in bodems met een hogere grondwatertafel. Dit is het gevolg van de betere bescherming van

het OM in dergelijke bodems (Vertès et al., 2004).

8De graslanden werden begraasd en één à twee maal per jaar gemaaid. Jaarlijks werd 230 kg organische N/ha toegediend (runderdrijfmest) en 120 kg minerale N/ha. De drie zandleembodems deden vóór de graslandfase ten minste 20 jaar dienst als akkerland.

11

Conclusie:

- Permanent grasland herbergt meer C en N dan permanent akkerland, een

wisselbouwsysteem ligt daar tussenin.

- Er is een maximum aan N-accumulatie in de bodem bij de overgang van akkerland naar

grasland. Het surplus gaat verloren via uitloging, vervluchtiging en denitrificatie.

2.4.3 Begrazen versus maaien

Begrazen impliceert dat de nutriënten aanwezig in het gras voor een groot deel gerecycleerd worden

via mest en urine, waardoor minder minerale N-bemesting nodig is om de bodemvruchtbaarheid op

peil te houden. Toch blijkt de N-efficiëntie9 bij beweiding geraamd op slechts 20% (Mestbank, 2010).

De N- opbouw in begraasd grasland is volgens Eriksen (2001) afhankelijk van bemesting, voeder,

begrazingsdichtheid, graasperiode en botanische samenstelling.

Bij intensieve begrazing keert minimaal 20% van de totale geproduceerde biomassa terug naar de

bodem onder de vorm van excreta (Soussana et al., 2004). Omdat runderen niet meer dan 20% van

de N uit de weideplanten benutten (Reheul, 2006 a), wordt 80 à 95% van hun totale N-opname

uitgescheiden op de weide. Lokaal kan dit voor vee oplopen tot een aanrijking van meer dan 1 Mg

N/ha (Eriksen et al., 2004). Vervluchtiging van ammoniak treedt op na hydrolyse van ureum. Dit

proces wordt in de bodem bijna vervolledigd binnen de 24 uur (Petersen et al., 1998). 15 à 25% van

de N aanwezig in urine zal uiteindelijk vervluchtigen. De ammoniakverliezen via mestflatten zijn

volgens Petersen et al. (1998) niet significant.

Maaien impliceert afvoer van organisch materiaal en nutriënten. De hoeveelheid N verwijderd bij

maaien staat in relatie tot de input aan N via bemesting, en dit onafhankelijk van de leeftijd van het

grasland (Christensen et al., 2009). Zelfs bij een bemesting > 400 kg N/ha zal het grasland een hoge

N-benutting10 hebben, en bijgevolg een zeer beperkte N-uitloging (Prins, 1980; Eriksen, 2001;

Nevens, 2003). Een studie aangehaald door Hansen et al. (2005), vonden dat een gemaaid grasland

143 kg N/ha (zand) en 164 kg N/ha (leem) minder accumuleerde per jaar dan een begraasd grasland.

Terwijl in het onderzoek van Nevens (2003) de optimale N-bemesting voor een begraasd grasland

circa 200 kg N/ha bedroeg, was dit voor een gemaaid grasland circa 400 kg N/ha.

In de nieuwe bemestingsnormen opgesteld in 2011 (MAP 4), werden gemaaid en begraasd grasland

apart bekeken op vlak van bemestingsnormen. Onder het systeem van werkzame N mag men op een

grasland enkel bestemd voor maaien jaarlijks 310 kg N/ha toedienen (300 kg N/ha/jaar op

zandgrond), terwijl men op een grasland (ook) bestemd voor begrazing jaarlijks slechts 245 kg N/ha

mag toedienen (235 kg N/ha/jaar voor zandgrond) (VLM, 2011 b).

Søegaard (2009) vond voor begraasd grasklaver een N-respons van 7 kg DS/kg toegediende N. Dit

was ongeveer de helft van de N-respons bekomen onder maaien. Ze haalde hiervoor volgende

redenen aan. Ten eerste was het N-niveau onder begrazing hoger omwille van de excreta. Daarnaast

zorgde het regelmatig ontbladeren van het gras onder begrazing voor korte hergroeiperiodes,

hetgeen volgens Frame & Newbould (1986) leidt tot een lagere N-respons.

9 N-efficiëntie wordt hier gedefinieerd als de hoeveelheid N die in hetzelfde groeiseizoen benut kan worden voor de groei van gras. 10 N-benutting als N in biomassa gedeeld door de toegediende N.

12

2.4.4 Grasklaver

Klaver in het grasland heeft het voordeel dat het via zijn interactie met N-fixerende bacteriën in de

wortelknobbeltjes atmosferische N kan vastleggen in de plant en na omploegen of begrazen, via

mineralisatie N levert aan het volggewas. Volgens Robson et al. (2002) kan grasklaver met 30% klaver

jaarlijks 120 tot 180 kg N/ha aan de bodem toevoegen. Reheul (2004) stelde dat men in begraasd

grasklaver grosso modo kan rekenen op een biologische stikstoffixatie van 5 kg stikstof per %

bedekking door witte klaver.

Eriksen et al. (2004) vonden dat grasklaver bij maaien een significante reductie in opbrengst en N-

afvoer met toenemende leeftijd van de grasklaver kende, terwijl dit niet het geval was voor raaigras.

Reden was het negatief feedback mechanisme (zie lager) bij grasklaver, terwijl het raaigras een

constante jaarlijkse toediening kreeg van 300 kg N/ha.

Eriksen et al. (2008) vonden dat totale N-opname beïnvloed werd door het graslandtype. Terwijl de

NFRV voor bemest (300 kg N/ha) ondergeploegd, raaigras in zijn proef gemiddeld 126 kg N/ha

bedroeg, was dit voor begraasd, onbemest grasklaver 109 kg N/ha.

In een studie van Eriksen (2001) werd in een onbemest perceel een graanopbrengst van 4,7 Mg

DS/ha bekomen in het eerste jaar na ondergeploegd grasklaver, terwijl dezelfde DS-opbrengst na

granen pas bekomen werd bij een N toediening van 115 kg N/ha. Na begraasd raaigras vond men in

het eerste jaar na omploegen een NFRV van 90-100 kg N/ha, terwijl dit na gemaaid grasland 25 kg

N/ha was. In het tweede jaar na omploegen vond men een NFRV van 40 kg N/ha na begraasd

raaigras, terwijl de NFRV na gemaaid raaigras negatief was.

2.4.5 Productiviteit TG t.o.v. PG

In de verordening (EG) nr. 796/2004 werd permanent grasland in het kader van inkomenssteun en

randvoorwaarden van de Europese Unie gedefinieerd als grond met een natuurlijke of ingezaaide

vegetatie van grassen of andere kruidachtige voedergewassen die gedurende ten minste vijf jaar niet

in de vruchtwisseling van een bedrijf wordt opgenomen. PG mag enkel gescheurd worden als het

gecompenseerd wordt door de aanleg van een gelijke oppervlakte nieuw blijvend grasland dat dan

voor minstens 5 jaar behouden blijft. Terwijl PG voornamelijk begraasd wordt, wordt TG eerder

gemaaid (VLM, 2011 b). In Vlaanderen is een kwart van het landbouwareaal PG (i.e. 150 000 ha van

de 617 000 ha landbouwgrond in Vlaanderen) en 9% TG (Danckaert et al., 2008).

In de proef M66.1 te Melle, werd na 30 jaar vastgesteld dat het begrazen van een oud grasland even

productief was als TG dat in wisselbouw om de drie jaar werd ingezaaid met nieuwe rassen (Nevens,

2003). In het eerste jaar na zaaien van een nieuw TG was de opbrengst superieur, maar dit viel terug

gedurende de volgende 2 jaren. Op lichte gronden is het moeilijker om een goede botanische

samenstelling te behouden en is TG wel productiever dan PG.

Men besluit voor de grasfase (Reheul, 2006 b): “Kortstondige afwisseling grasland-akkerland levert

geen extra grasopbrengst in vergelijking met inzaaien met gras na permanent akkerland, maar

herinzaaien van gras na tijdelijk grasland is de slechtste keuze.”

13

2.5 Scheuren van de graslandfase

Bodembewerking zorgt er voor dat de aanvankelijk stabiele bodemaggregaten worden afgebroken

door bodemdestructie en inbreng van extra zuurstof. Niet enkel de transformatiesnelheid van deze

BOS wordt bespoedigd: ook een groter deel wordt gemineraliseerd (Vertès et al., 2003; Reheul, 2006

b). Met het omploegen worden grote hoeveelheden makkelijk afbreekbaar plantenmateriaal met

relatief lage C/N verhouding (15 à 25) aan de bodem toegediend. De BOS wordt blootgesteld aan

microbiële afbraak. Dit alles resulteert in een grotere netto mineralisatie, en dus een daling van de

organische N- en C-inhoud van de bodem. De mineralisatie van C gebeurt relatief sneller dan deze

van N (Vertès et al., 2007; Eriksen et al., 2008). Terwijl de opbouw van OS een traag proces is,

gebeurt de daling aan OS na omploegen van een weide wel 50% vlugger (Vertès et al., 2003).

Het is algemeen geweten dat het omploegen van een permanente weide voor tientallen jaren een

impact heeft op de C- en N-dynamieken van de bodem. Maar ook graslanden van slechts een aantal

jaren oud kunnen de beschikbaarheid van N in de bodem voor een bepaalde tijd beïnvloeden

(Eriksen et al., 2008).

2.5.1 Effect van scheuren op de C-inhoud

Het scheuren van grasland veroorzaakt een sterke mineralisatie van C. We halen hier opnieuw het

eerder vermelde onderzoek uit Rothamsted aan (Johnston et al., 2009). Wanneer het oude grasland

(63 Mg C/ha) werd gescheurd en 53 jaar onder akkerland werd gehouden, daalde de OC-inhoud tot

40 Mg/ha. Op korte termijn resulteerde het scheuren van grasland tot C-verliezen van minimum 2,6

Mg C/ha/jaar tijdens de eerste drie maanden na scheuren, dit is tweemaal de C-emissie van een

onbewerkte bodem. Terwijl het C-verlies het hoogst is in de eerste jaren na scheuren met een

gemiddelde jaarlijkse vrijstelling van 1 Mg C/ha, blijft de vrijstelling wezenlijk tot 20 jaar na scheuren

(Vertès et al., 2004). Ook Johnston et al. (2009) vonden in de eerste jaren na scheuren een

gemiddelde jaarlijkse vrijstelling van 0,95 Mg C/ha na conversie van grasland naar akkerland.

2.5.2 Effect van scheuren op de N-inhoud

Figuur 2.1 geeft het verloop van het organische N-gehalte in een graslandbodem die gescheurd werd

en heringezaaid (grijs), omgevormd werd tot bouwland (lichtgrijs) of onderdeel werd van een

wisselbouwsysteem (zwart) (Schils et al., 2002). Verhoogde N-mineralisatie geschiedt door de

blootstelling van de BOS en het ondergeploegde gras aan de microbiële populatie en door een

verhoogde aëratie. De organische N inhoud van de bodem zal door N-mineralisatie dalen tot een

nieuw evenwicht is gevonden i.f.v. het nieuwe doel van de bodem (Velthof, 2005). Dit

evenwichtsniveau ligt bij wisselbouw tussen dat voor PA en PG (Nevens, 2003).

14

Figuur 2.1:Evolutie van het organische N-gehalte in de bodem bij scheuren en herinzaaien van gras

(grijs), omvorming tot bouwland (lichtgrijs) en wisselbouw (zwart) (Schils et al., 2002).

Vertès et al. (2007) delen het N-mineralisatieproces na het scheuren van grasland op in twee stadia.

De eerste 160-230 dagen is er een vlugge mineralisatie van 1 tot 2,5 kg N/ha/dag, gevolgd door een

tweede fase waarin de mineralisatie 2 tot 7 maal trager verloopt. Scheuren van tijdelijk grasland gaf

in het eerste jaar na omploegen via mineralisatie N aan de bodem in de orde van 127 tot 400 kg N/ha

(Hatch et al., 2003). De mate van ophoping van minerale N in de bodem is afhankelijk van het

afsterven en onderploegen van wortels en stoppels, grondbewerking, mineralisatie uit BOS,

veranderingen in de immobilisatie en van de N-opname van het volggewas. Velthof et al. (2000)

vonden in de eerste vijf jaar na scheuren van een oud grasland een daling van de organische N-

inhoud van de bodem van 100 tot 300 kg N/ha.

Grasland scheuren zorgt dus voor lagere vereisten aan externe N-bemesting in het volggewas waarbij

optimale opbrengsten behouden blijven. (Nevens, 2003). Reheul et al. (2007) vonden dat het

omploegen van 3 jarig, begraasd, tijdelijk grasland (de jaarlijkse bemesting in hun proef was tussen

230 en 350 kg N/ha) een NFRV had van ongeveer 250 kg N/ha, waarvan 50% tijdens het eerste jaar,

ongeveer 30% tijdens het tweede jaar en ongeveer 20% tijdens het derde jaar.

Voor een vergelijkbare opbrengst aan kuilmaïs was de optimale N-bemesting uitgemiddeld over een

9 jaar durende proef op een PA 175 kg N/ha, terwijl die voor een TA respectievelijk 2, 139 en 154 kg

N/ha bedroeg in jaar 1, 2 en 3 na scheuren. Gemiddeld kwam dit neer op een jaarlijkse besparing van

77 kg N/ha t.o.v. PA. Wanneer men ook mengmest in rekening bracht, resulteerde dit voor de eerste

drie jaar na scheuren in een minerale N-gift van respectievelijk 0, 1 en 16 kg N/ha t.o.v. een jaarlijkse

N-gift van 37 kg N/ha voor PA. Mengmest in rekening brengende leverde wisselbouw toch nog een

gemiddelde jaarlijkse besparing van 31 kg minerale N/ha (Nevens, 2003).

Uit een onderzoek van Hansen et al. (2005) haalden we de verrassende vaststelling dat de leeftijd bij

omploegen van weinig belang bleek te zijn op het residuele N-effect van de bodem. Hierbij stelden ze

dat organische N des te makkelijker mineraliseert, naarmate het recenter gevormd werd.

15

De Nederlandse Commissie Bemesting Grasland en Voedergewassen (2005) vond waarden aan N-

nalevering voor maïs na het scheuren van grasland zoals samengevat in tabel 2.1.

Tabel 2.1: N-nalevering voor maïs voor de eerste drie jaar na het scheuren van een 1-,2- of

meerjarig grasland volgens de Nederlandse Commissie Bemesting Grasland en Voedergewassen

(2005).

N-nalevering (kg/ha) na 1 jaar na 2 jaar na 3 jaar

Klei op veen Overige gronden

1-jarig grasland 70 0 0 0

2-jarig grasland 100 0 0 0

≥ 3-jarig grasland 100 60 30 0

Men vond dat op kleigronden de stikstofvoorraad in de eerste zes jaar na scheuren van grasland

hoge waarden kan aannemen. Daarom is het advies om op deze gronden jaarlijks een Nmin monster

te nemen en de bemesting daartoe aan te passen (Commissie Bemesting Grasland en

Voedergewassen, 2005).

Naast het feit dat omploegen van grasland N aanbrengt voor het volggewas, bemerkte Nevens (2003)

dat er ook een “non-N-effect” als extra positief effect ontstaat ten gevolge van gewasrotatie.

Hieronder werd o.a. het voorkomen van gezondere wortels bij kuilmaïs geklasseerd. Het “non-N-

effect” kan nagegaan worden bij een hoge N-bemesting, zodat de N-effecten uitgemiddeld worden.

Ook werd een betere bodemstructuur en een verhoogde weerstand tegen schimmelziekten onder dit

“non-N-effect” geklasseerd (Eriksen, 2001).

Wanneer we grasland en luzerne buiten beschouwing houden, mogen we voor het onderploegen van

een vanggewas een N-nalevering van 25 kg N/ha (35 kg N/ha voor vlinderbloemigen) aannemen. Een

goede schatting is mogelijk via de gewashoogte: per 10 cm gewas valt een N-nalevering van 20 kg

N/ha te verwachten (Commissie Bemesting Grasland en Voedergewassen, 2005).

2.5.3 Duur van de graslandfase

Eriksen (2001) onderzocht het residuele N-effect van het gescheurde grasland op de graanopbrengst

van zomergerst en zomertarwe. De NFRV’s van grasklaver, begraasd raaigras en gemaaid raaigras

warengemiddeld respectievelijk 115 kg N/ha, 90 kg N/ha en 25 kg N/ha in het eerste jaar na

scheuren. In het tweede jaar waren deze 60 kg N/ha, 40 kg N/ha en negatief. In het derde jaar ten

slotte was het effect van het voorgewas minimaal tot onbestaand. Er wordt daarom aanbevolen om

zowel de grasfase als de akkerbouwfase niet langer dan drie jaar te laten duren. Dit werd eveneens

bevestigd door Nevens & Reheul (2002).

Eriksen et al. (2006) vonden een NFRV van 72 kg N/ha na eenjarig grasland versus 121 kg N/ha na

achtjarig grasland.

Volgens Robson et al. (2002) beslaat de grasfase gewoonlijk 30 tot 50% van de rotatie. Volgens

Russchen (2005) zal in de praktijk de akkerlandperiode 1 tot 4 jaar duren en de graslandfase eerder

tussen de 2 en 6 jaar. Een te lange akkerlandperiode leidt tot een vlugge afname in BOS, waardoor de

bodemvruchtbaarheid en het vochtleverend vermogen van de bodem zullen dalen. Eriksen et al.

16

(2006) vonden dat het aandeel grasland in de rotatie de graanopbrengst en de N-opname in het

graan positief beïnvloedde: de N-opname van het graan steeg van 84 kg N/ha na eenjarig grasland

tot 99 kg N/ha na achtjarig grasland. Voor de stro-opbrengst en diens N-opname was dit echter

omgekeerd: de N-opname van het stro daalde van 55 kg N/ha na eenjarig grasland tot 41 kg N/ha na

achtjarig grasland. Hieruit suggereerde men dat: N-mineralisatie na omploegen van oudere

graslanden later in het groeiseizoen optrad en beter synchroniseerde met de N-vereisten van het

volggewas dan de vrijstelling uit een eenjarige grasland

Het aandeel grasland in rotatie beïnvloedde ook de NFRV. In een rotatie voor 75% bestaande uit

bemest (300 kg N/ha) grasland, vonden Eriksen et al. (2008) een NFRV van 132 kg N/ha t.o.v. een

gemiddelde NFRV van 111 kg N/ha in rotatie met 25 en 38% grasland. Verder vonden Eriksen et al.

(2008) dat ten minste 3 van de 8 jaar grasland moet zijn om een opbouw aan N in de bodem te

hebben.

2.5.4 N –uitloging

De grotere hoeveelheid N die na mineralisatie vrijkomt bij het scheuren van grasland overstijgt vaak

de vereisten van het volggewas (Francis, 1995). De N dient benut te worden alvorens in het

oppervlaktewater terecht te komen. Het is in dit opzicht aangeraden om zowel een aangepaste

gewasopvolging als een aangepaste N-bemesting toe te passen in het gewas na scheuren (Bommelé,

2007; Eriksen et al., 2008). De grond braak laten liggen na scheuren resulteerde in zeer hoge

verliezen van 100-300 kg N/ha/jaar (Hatch et al., 2003). Verschillende studies hebben de N-verliezen

na het scheuren van grasland willen kwantificeren: afhankelijk van leeftijd, beheer, management,

gewastype en bemestingstype vond men zeer uiteenlopende waarden (Eriksen, 2001; Nevens &

Reheul, 2002; Vertès et al., 2007).

Leeftijd en type van het grasland

De hoeveelheid N die uitloogt in grasland, blijkt indirect afhankelijk te zijn van de leeftijd van de

weide, omdat de leeftijd het evenwicht bepaalt tussen de N-input in de bodem en de organische N

pool in de bodem. Wanneer bij het verouderen maximale accumulatie bereikt was, ontstond een

surplus die o.a. via uitloging verwijderd werd (Eriksen et al., 2008). Eriksen et al. (2004) schatten een

jaarlijks N-surplus van begraasd grasklaver en raaigras van respectievelijk 50 en 240 kg N/ha in de

productiejaren 5 tot 8. Hansen et al. (2005) vonden een N-surplus van 122 en 245 kg N/ha/jaar in het

eerste en tweede jaar van een begraasd grasklaver. Johnston et al. (1994) vonden dat de N-

accumulatie een maximum bereikte in het derde jaar van onbegraasd grasklaver. Søegaard et al.

(2002) vonden dat N-uitloging het laagst was in het eerste jaar grasklaver.

Søegaard et al. (2002) vonden de hoogste N-uitloging in de tweede winter na scheuren van grasland.

Eriksen et al. (2006) vonden een gemiddelde11 nitraatuitloging van 11 kg N/ha in het eerste jaar

volgend op het ploegen van eenjarig grasland versus 24 kg N/ha in het eerste jaar volgend op het

twee-en achtjarig grasland. Het tweede jaar na omploegen volgde dezelfde trend (9 versus 16 kg

N/ha). Volgens Johnston et al. (1994) varieerden de N-verliezen via uitloging van 100 kg N/ha na

omploegen van eenjarig grasland tot 250 kg N/ha na omploegen van zesjarig grasland.

11 Het gemiddelde tussen de nitraatuitloging volgend op grasklaver en raaigras. De afzonderlijke waarden werden niet gegeven.

17

Het effect van leeftijd van het grasland op uitloging was volgens onderzoek van Eriksen et al. (2004)

niet significant in onbemest grasklaver, maar wel in bemest, begraasd raaigras. Oorzaak hiervan was

een reductie in N2 -fixatie en DS-productie met de leeftijd van grasklaver. Dit heeft een lagere

begrazingsintensiteit tot gevolg en impliceert minder recyclage van N via uitwerpselen Dit negatief

feedback mechanisme bij grasklaver reguleert de N-input, en tempert bijgevolg de nitraatverliezen

via uitloging.

Eriksen et al. (2006) vonden een significant (p < 0,001) verschil in nitraatuitloging in het eerste jaar na

omploegen van grasklaver (10 kg N/ha) versus raaigras (29 kg N/ha). Ze vonden enkel na meerjarig

(versus eenjarig), begraasd (versus gemaaid), raaigras (versus grasklaver) in het eerste jaar na

omploegen (versus in de daaropvolgende jaren) een overschrijding van de drinkwaterrichtlijn,

opgesteld door de EU.

Begrazing versus maaien

Verder heeft gemaaid grasland gewoonlijk een hogere N-benutting, en bijgevolg lagere

nitraatverliezen via uitloging, dan begraasd grasland. Het beperken van begrazing in de periode vóór

scheuren, is bijgevolg een mogelijkheid om de N-verliezen in te perken (Nevens, 2003).

Management

Qua management kunnen we de verliezen matigen door het scheuren uit te stellen tot in de late

winter of het voorjaar. Hierdoor kunnen de N-verliezen via uitloging jaarlijks met 10 tot 50 kg N/ha

dalen (Francis, 1995). Afhankelijk van het bodemtype worden de N-verliezen na ploegen in het najaar

echter niet eenduidig hoger bevonden (Kayser et al., 2008). Volgens Russchen (2005) wordt grasland

in een wisselbouwsysteem hoofdzakelijk in het voorjaar gescheurd. Wie in het kader van het Vlaamse

MAP derogatie wenst aan te vragen, moet sowieso zijn grasland in het voorjaar scheuren. De huidige

Belgische wetgeving stelt beperkingen op het scheuren van grasland enkel indien deze bestemd is

voor de voederproductie. Op zand en lössgronden mag gescheurd worden tussen 1 februari en 10

mei, dit heeft de landbouwer de kans nog één snede te oogsten alvorens onderploegen. Op klei- en

veengronden mag gescheurd worden tussen 1 februari en 15 september. Voorwaarde is wel dat

daarna direct een relatief N-behoeftig gewas verbouwd wordt. Op kleigronden mag men gras

eveneens scheuren tussen 1 november en 31 december op voorwaarde dat het eerst volgende

gewas geen grasland is (Velthof, 2005).

Vanggewas

Verder kan men een vanggewas installeren in de nazomer12 waarbij de N-uitloging wel tot 60% kan

afnemen (Hatch et al., 2003). In een proef van Eriksen et al. (2008) werd zelfs een reductie van 85%

waargenomen na installeren van raaigras (60 kg N/ha t.o.v. 9 kg N/ha). Deze uitgesproken reductie (p

< 0,001) werd veroorzaakt door een combinatie van enerzijds een lagere nitraatconcentratie in het

percolaat versus een onbedekte bodem (8 t.o.v. 36 mg NO3- -N/l), en anderzijds een kleiner drainage

volume. Hansen et al.(2007) bekwamen uit hun onderzoek dat gerst/Italiaans raaigras als vanggewas

na grasklaver het uitlogen reduceerde met 163-320 kg N/ha t.o.v. braakland, wat een reductie van

95-99% impliceerde. Engels raaigras reduceerde in dit onderzoek uitloging met 34-86 kg N/ha,

corresponderende met een reductie van 66 en 80%.

12 Wanneer het vanggewas later wordt ingezaaid, is de opbrengst en N-opname niet hoog meer.

18

Keuze volggewas

Het is het aangewezen na scheuren een N-behoeftig13 gewas te installeren. Hier wordt voederbiet

naar voor geschoven als een goeie opener omdat hij veel van de nutriënten uit de ondergeploegde

zode kan opnemen (Nevens, 2003; Russchen, 2005; Bommelé, 2007). Hij kan wel meer dan 300 kg

N/ha jaar opnemen omwille van zijn lange groeiseizoen, diepe wortelstelsel en hoge opbrengsten

(Nevens, 2003). Als bietenkoppen op het veld blijven liggen, zorgen die maar voor een klein

additioneel uitlogingsverlies van 25-40 kg N/ha (Hatch et al., 2003). Toch moeten we stellen dat voor

een landbouwer vooral de economische waarde van het gewas belangrijk is. Voederbieten zijn in dit

opzicht slechts van ondergeschikt belang in België en de rest van West-Europa, omdat ze

arbeidsintensief zijn in vergelijking met bvb. kuilmaïs (FOD, 2009). Vaak beslaan gramineeën een

groot aandeel van de akkerperiode van een wisselbouwsysteem (Robson et al., 2002). Toch dient

vermeld dat deze combinatie in feite niet ideaal is. Een overvloedige aanwezigheid van nutriënten in

de bodem verhoogt het risico op uitloging bij het verbouwen van granen omdat ze een gelijkaardige

bewortelingsdiepte en -habitat als grassen hebben. Verder zijn ze vaak vatbaar voor dezelfde plagen

en ziekten als grassen, en kunnen ze zorgen voor een toename van probleemonkruiden waaronder

duist ( Alopecurus myosuroides Huds.), en voor graanopslag zorgen.

Te hoge N-opname door suikerbieten zal dan weer resulteren in negatieve effecten op de

suikerextractie. Voor aardappelen vond Bommelé (2007) dat het versgewicht en de N-opname

positief gecorreleerd was met de aanwezige minerale N in de bodem. Een hoge hoeveelheid

minerale N ging echter ook gepaard met een uitgesproken stijging van het percentage aardappelen

met schurft. Omdat voor aardappelen de piek van maximale groei in de tijd later viel dan de

maximale minerale N vrijstelling uit de bodem, bleef na de oogst nog heel wat residuele N in de

bodem achter. Ook bij andere gewassen werden hoge residuele N waarden gevonden, wat het

belang van een snelgroeiend vanggewas die de oppervlakkige N-NO3- kan recupereren, benadrukt

(Johnston et al., 1994; Nevens & Reheul, 2002; Eriksen et al., 2008). Vanuit milieukundig opzicht is

het inzaaien van gras na scheuren van grasland een goede optie. De installatie van grasklaver is

minder aangeraden omwille van het reeds eerder vermelde feedback mechanisme (Bommelé, 2007).

N-bemesting van het volggewas

Men kan ook de N-bemesting van het gewas volgend op het scheuren, verlagen (Eriksen, 2001;

Nevens & Reheul, 2002; Bommelé, 2007). De Nederlands wetgeving stelt dat slechts extra N aan het

volggewas mag toegediend worden, wanneer dit gerechtvaardigd is via staalname (Velthof, 2005).

Een studie aangehaald in Nevens & Reheul (2002) vond dat het vaak zeer moeilijk is om het eerste

jaar na omploegen onder de 90 kg NO3- -N/ha drempelwaarde te blijven. Enkel bij het achterwege

laten van N-bemesting van de kuilmaïs, was het mogelijk om onder deze waarde te blijven. Hierbij

dient vermeld dat de maïsopbrengst optimaal bleef.

Organische bemesting geeft aanleiding tot grotere uitlogingsverliezen dan minerale bemesting

(Thomsen et al., 1993 in: Eriksen, 2001). Eriksen (2001) vond dat het toedienen van minerale N aan

granen, volgend op grasland de nitraatuitloging meer beïnvloedde dan de graslandvoorgeschiedenis.

Hij vond voor de drie jaren volgend op scheuren een zeer significant effect (p < 0,001) van minerale

N-bemesting op de uitloging van nitraat.

13 Het N-bemestingsadvies van dergelijke gewassen is groter dan de extra mineralisatie ten gevolge van het gescheurd grasland. Uit modelberekeningen wordt deze extra mineralisatie in de periode april t.e.m. augustus geraamd op 120 kg N/ha (Velthof, 2005).

19

Conclusie:

We kunnen stellen dat de kleinste N-verliezen zullen optreden bij het omploegen van (1) jong

grasland, (2) in de lente en (3) wanneer onmiddellijk na omploegen een nieuw gewas wordt

geïnstalleerd: hoe langer zijn groeiseizoen, hoe meer N-export en hoe minder gevaar op N-

verliezen.

De grootte van de N verliezen is sterk afhankelijk van het management.

2.6 Akkerbouwfase

2.6.1 Productiviteit TA t.o.v. PA

Nevens & Reheul (2001) vonden dat vergeleken met maïs in monocultuur een rotatie hogere DS- en

N-opbrengsten opleverden. Er was dus minder N-bemesting vereist om economisch optimale

opbrengsten te verkrijgen. Bij het vergelijken van TA en PA, bemerkten Nevens & Reheul (2002) dat

hoge N-bemesting het effect van wisselbouw maskeerde. Terwijl TA steeds de bovenhand haalde

t.o.v. PA, was dit des te uitgesprokener bij lage N bemesting. Terwijl bij het weglaten van bemesting,

korrelmaïs onder TA een relatieve meeropbrengst genoot van 35% t.o.v. PA, was dit bij een

bemesting van 180 kg N/ha slechts 2%. Dit impliceerde een gemiddelde jaarlijkse NFRV van 82 kg

N/ha uitgemiddeld over de 9 jaar durende proef. Het eerste jaar na scheuren van TG werden hoge

opbrengsten maïs waargenomen, bijna onafhankelijk van het N-bemestingsniveau. Het eerste jaar na

scheuren behoefde dus in principe geen N-bemesting. In de daaropvolgende jaren echter waren er

wel significante verschillen in opbrengst waar te nemen tussen de verschillende bemestingsniveaus,

en ook het voordeel van TA op PA zwakte af, maar bleef wel aanwezig. Algemeen wordt gesteld dat

N-toediening na scheuren van grasland gereduceerd kan worden met 60 tot 100 kg N/ha, en dat in

het eerste jaar na scheuren het volledig achterwege laten ervan mogelijk is (Nevens & Reheul, 2002).

Bullock (1992) vond dat maïs in 2-jaarlijkse rotatie met sojaboon, een meeropbrengst van 5 tot 20%

kon realiseren t.o.v. een monocultuur maïs. Toediening van meststoffen of pesticiden kon dit verschil

niet volledig overbruggen.

Nevens (2003) vond in bepaalde jaren van zijn onderzoek (1991 en 1993 respectievelijk), dat het

kolfaandeel op de totale DS-opbrengst significant (p < 0,01) hoger was voor maïs verbouwd als

onderdeel van een rotatiesysteem, dan voor maïs verbouwd in monocultuur. Deze waarden

convergeerden bij toenemende minerale N-bemesting.

Een onderzoek van Christensen et al. (2009) bestudeerde het effect van de leeftijd van TG op de

opbrengst van het volggewas. De graanopbrengst van de gerst steeg met de leeftijd van het TG

voorafgaand aan de gerst, in het geval geen N-bemesting werd aangewend. Eriksen et al., (2006)

vonden dat de stro-opbrengst van tarwe daalde, bij toenemende leeftijd van het grasland.

Toenemende minerale N-bemesting(> 90 kg N/ha) echter gaf hogere graanopbrengsten en

elimineerde het effect van leeftijd volledig. Ook de stikstofinhoud van de granen was hoger naarmate

het TG ouder was. Toch had toediening van minerale N een grotere invloed op N-inhoud. Nevens

(2003) vond dat kuilmaïs in rotatie respectievelijk 155, 56 en 15% meer N/ha exporteerde t.o.v. PA bij

een bemestingsniveau van 0, 75 en 180 kg N/ha/jaar.

20

2.7 Nitraatresidu

Onder nitraatresidu verstaan we de hoeveelheid reststikstof (kg NO3--N/ha) die onder de vorm van

nitraat in het bodemprofiel (0-90 cm), in de referentieperiode 1 oktober-15 november achterblijft.

De Vlaamse Regering stelde in 2000 een wet op waarbij in deze referentieperiode niet meer dan 90

kg NO3--N/ha in de bovenste 90 cm van het bodemprofiel mag aanwezig zijn. Hoe hoger de

nitraatresiduwaarden in het najaar, hoe groter het risico op nitraatuitspoeling in de daaropvolgende

winter. Dit omwille van het duidelijk verband tussen het nitraatresidu in de bodem op het eind van

het groeiseizoen en het risico op uitspoeling van nitraten naar bodem- en oppervlaktewater in de

daaropvolgende winter. Mestbank (2010) rapporteerde op basis van de staalname van de Mestbank

dat in 2009 een gemiddeld residu van 85 kg NO3- -N/ha werd gevonden bij installatie van Italiaans

raaigras of tijdelijk grasland, na kuilmaïs op een zandbodem. Zonder vanggewas was het gemiddeld

residu 95 kg NO3- -N/ha.

Vanaf 2010 werd Vlaanderen afgebakend als risicogebied. Overschrijding van de drempelwaarde

resulteerde aanvankelijk in sensibiliserende maatregelen. Vanaf een waarde van 150 kg NO3--N/ha,

werden boetes toegepast. Vanaf 2011 echter werden bijkomende maatregelen toegevoegd: hoe

hoger de overschrijding, des te hoger de maatregel in kwestie (VLM, 2011 a).

Heel wat factoren beïnvloeden de grootte van dit nitraatresidu. Naast ligging van het perceel, het al

dan niet toepassen van derogatie, de gewassoort, het bodemtype en het tijdstip van staalname, zijn

ook klimatologische factoren tijdens het groeiseizoen (temperatuur en neerslag) in sterke mate

bepalend voor het nitraatresidu.

Gewassen met een lang groeiseizoen zoals bieten, leiden over het algemeen een tot een lager

nitraatresidu. Na korrelmaïs werd door de Mestbank (2010) een gemiddelde waarde van

nitraatresidu bekomen van 91 kg NO3--N/ha voor 2009, terwijl voor suikerbiet een residu van 60 kg

NO3--N/ha en voor voederbiet een residu van kg NO3

--N/ha werd gevonden. Ook de verdeling van het

nitraatresidu over het bodemprofiel werd beïnvloed door de gewassoort (worteldistributie). Na

kuilmaïs was de procentuele verdeling van het nitraatresidu bekomen aan de hand van de controles

door de Mestbank over de 3 bodemlagen voor het jaar 2009 in zandleemgrond respectievelijk 48% in

de diepte 0-30 cm, 32% in 30-60 cm en 21% in 60-90 cm. Over het algemeen werden hogere residu’s

waargenomen in de zwaardere bodems.

Uit de staalnamecampagne van de Mestbank bleek dat TG gemiddeld genomen een iets lager

nitraatresidu had dan PG. Voor 2009 vond men in TG een residu van 70 kg NO3--N/ha en in PG een

residu van 92 kg NO3--N/ha. Voor de jaren 2008 en 2007, was het nitraatresidu na TG telkens 48 kg

NO3--N/ha, terwijl dit in PG 57 kg NO3

--N/ha en 56 kg NO3--N/ha was. De reden hiervan is dat TG

veelal gemaaid wordt, waarbij nutriënten worden afgevoerd. Bij PG, dat meer beweid wordt, wordt

de N uitgescheiden via de mest slecht benut door de grasplant (20%). De hogere waarden voor 2009

versus 2008 en 2007 waren het gevolg van de zeer droge zomer in 2009, die resulteerde in een

groeistop van het gras, waarbij dus ook geen N-opname gebeurde.

Ook Nevens (2003) observeerde na het scheuren van drie jaar oud begraasd grasland “een niet

onbelangrijk risico op grote hoeveelheden overblijvende NO3--N in de bodem na de maïsoogst in het

eerste jaar na scheuren”. In het tweede en derde groeiseizoen na scheuren was dit risico echter nihil.

21

Het toepassen van derogatie blijkt uit resultaten van de Mestbank van 2008 en 2009 niet eenduidig

te leiden tot hogere nitraatresidu’s.

22

3 Materiaal en methoden

3.1 Hypothese en onderzoeksvragen

Met deze thesis wensen we te weten te komen wat de invloed is van het scheuren van grasland op

de DS-opbrengst van kuilmaïs in de akkerbouwfase van een wisselbouwsysteem. De hypothese is dat

zowel de duur van de graslandperiode als het beheer ervan bepalend zullen zijn voor de

gewasprestaties tijdens de akkerbouwfase. In wat volgt zal het tijdelijk of permanent karakter samen

met het toegepaste beheer en bemestingsregime van de graslandfase aangeduid worden met de

term voorgeschiedenis. We gingen na in welke mate de voorgeschiedenis bepalend is voor de DS-

opbrengst in de akkerbouwfase. Verder onderzochten we het effect van het N-bemestingsniveau

van de kuilmaïs in de akkerbouwfase op de DS-opbrengst van die maïs. Hiervoor werden N-trappen

aangelegd in de akkerbouwfase. We vragen ons ook af of er een zekere interactie bestaat tussen de

voorgeschiedenis en dit bemestingsniveau. Verder wensen we ook de tijd na scheuren in rekening te

brengen. Daarom werd de proef drie jaar na het scheuren van het grasland aangehouden. Sowieso

zal de N-nalevering uit het grasland een dalend verloop kennen i.f.v. de tijd na scheuren (Nevens,

2003; Bommelé, 2007). Met de parameter NFRV wensen we deze dalende trend verder te

kwantificeren. Wellicht zal er enige mate van interactie bestaan tussen de tijd na scheuren van het

grasland en de voorgeschiedenis. Ook tussen tijd en N-bemesting verwachten we interactie. Met

name in het eerste jaar na het scheuren van het grasland verwachten we dat een nulbemesting de

agronomisch meest verantwoorde bemesting zal zijn (Nevens, 2003).Ten slotte gingen we ook na of

er een verschil in kolfaandeel was bij maïs verbouwd in rotatie versus monocultuur.

De onderzoeksvragen luiden:

- Hoeveel groter en langer is de nalevering van N uit permanent begraasd grasland in

vergelijking met tijdelijk grasland?

- Levert begraasd tijdelijk grasland meer en langer N dan gemaaid tijdelijk grasland?

- Hoe groot is het effect van een verlaagde N-bemesting of het toepassen van een

maairegime in het permanent grasland tijdens het jaar voorafgaand aan het scheuren?

- Wat is de aanbevolen bemesting in de akkerbouwfase na scheuren van grasland?

- Hoeveel groter is het nitraatresidu in de referentieperiode 1 oktober-15 november na PG

versus TG en PA?

3.2 Proefperceel en proefopzet

Het proefperceel waarop de proef M04.02 werd aangelegd, gelegen in de Proefhoevestraat te Melle

(55°59’ N, 03°49’ O, 11 m boven zeeniveau), wordt gekarakteriseerd door een klei (< 2µm), silt (2-20

µm), fijn zand (20-200 µm) en grof zand (200-2000 µm) bodemsamenstelling van respectievelijk 86,

116, 758 en 40 g/kg. We klasseren het perceel bijgevolg onder de bodemtextuurklasse zandleem.

De proefopzet werd om praktische redenen niet als een klassieke blokkenproef en ook niet als een

split factor design aangelegd. Indien we de proef als een blokkenproef zouden aangelegd hebben,

zou iedere combinatie voorgeschiedenis:N-trap random verdeeld liggen binnen het perceel, wat in

23

termen van maaien en begrazen praktisch gezien onmogelijk was. Zodoende zullen er in wat volgt

mogelijke blokkeneffecten aanwezig zijn waarmee we geen rekening hebben gehouden. Verder werd

het perceel als homogeen beschouwd en van die aard dat er geen vruchtbaarheidsgradiënt aanwezig

was.

3.3 Opzet graslandfase

De proef M04.02 werd opgedeeld in 6 percelen van 67,5 op 12 meter. In figuur 3.1 staat het

proefplan van de graslandfase. Ieder perceel kreeg een verschillend management. Het proefperceel

was van 1966 tot 1998 permanent akkerland, waarop maïs werd verbouwd. Het perceel PA bleef al

die tijd akkerland. In 1999 werd het PG aangelegd, in 2004 het TG en in 2008 werd alles gescheurd.

be

ukje

s b

eu

kje

s b

eu

kje

s b

eu

kje

s b

eu

kje

s b

eukje

s b

eu

kje

s

PG1

PG2

PG3

67,5 m

2,5 m

12 m

PA

TG1

TG2

Figuur 3.1: Proefplan van het proefperceel M04.02 in de graslandfase. PA (Permanent Akkerland),

TG1 (Tijdelijk Grasland gemaaid), TG2 (Tijdelijk Grasland begraasd), PG1 (3j begraasd waarvan 2j

NPK + 1j PK), PG2 (2j begraasd + 1j gemaaid, 3j NPK) en PG3 (3j begraasd + NPK).

3.3.1 Permanent grasland (PG)

Op 9 september 1999 werden de percelen PG1, PG2 en PG3 ingezaaid met Engels raaigras (Palmer 60

kg/ha) en roodzwenkgras (Pernille 24 kg/ha). Hierin werden klavergenotypen geplant (1

genotype/m²) in het kader van een onderzoek. De percelen TG1, TG2 en PA bleven in die periode

akkerland, waarop kuilmaïs verbouwd werd. De percelen PG1, PG2 en PG3 bleven grasland tot in

2008 en kunnen we bijgevolg beschouwen als permanent grasland. Het PG werd gedurende de

periode 2004-2008 begraasd door vaarzen, tenzij anders vermeld in tabel 3.1. Het beheer in de

laatste drie jaar van de graslandfase werd samengevat in tabel 3.1: het verschil tussen PG1, PG2 en

24

PG3 situeerde zich in het laatste jaar van uitbating. De bemesting (NPK) waarvan sprake, werd

toegediend onder de vorm van kalkammonsalpeter (27% N), tripelsuperfosfaat (45% P2O5) en

chloorpotas (60% K2O). In tabel 3.2 werd de verdeling van deze jaarlijkse bemesting verder

toegelicht.

Tabel 3.1: Overzicht van beheer en bemesting van de percelen PG in de drie jaren (2005, 2006 en

2007) voorafgaand aan het scheuren ervan. B: begraasd, M: gemaaid.

2005 2006 2007

beheer bemesting beheer bemesting beheer bemesting

PG1 B NPK B NPK B PK

PG2 B NPK B NPK M NPK

PG3 B NPK B NPK B NPK

Tabel 3.2: Overzicht van de jaarlijkse NPK bemesting van de percelen PG in de drie jaren (2005,

2006 en 2007) voorafgaand aan het scheuren ervan (uitgedrukt in kg N/ha, kg P2O5/ha en kg

K2O/ha).

Tijdstip\ bemesting N P K

Basis 50 100 100

Na omloop 1 50

Na omloop 2 50 100

Na omloop 3 50

3.3.2 Tijdelijk grasland (TG)

Op 3 september 2004 werden TG1 en TG2 ingezaaid met grasklaver (40 kg/ha Lolium perenne cv.

Plenty en 5 kg/ha Trifolium repens cv. Merwi). TG1 kende een maaibeheer, waarbij het maaisel werd

afgevoerd, TG2 werd begraasd in een omweidingssysteem. Het bemestingsregime dat voor de jaren

2005, 2006 en 2007 hetzelfde was, werd samengevat in tabel 3.3. N werd toegediend als

kalkammonsalpeter (27% N), P werd toegediend als tripelsuperfosfaat (45% P2O5) en K werd

toegediend als chloorpotas (60% K2O).

Tabel 3.3: Jaarlijks bemestingsregime van NPK voor de percelen TG1 en TG2 in de jaren 2005, 2006

en 2007 (uitgedrukt in kg N/ha, kg P2O5/ha en kg K2O/ha).

Perceel\ meststof N P K

TG1 Basis Na S1 Na S2 Na S3 Na S4

300 80 70 70 40 40

120 300 150

150

TG2 Basis Na omloop 1 Na omloop 2 Na omloop 3

200 50 50 50 50

100 200 100

100

25

3.4 Opzet akkerbouwfase

In figuur 3.2 staat het proefplan van de akkerbouwfase. Per veldje staat de minerale N-bemesting

aangegeven (kg N/ha). De nummering van de afzonderlijke veldjes was eerder van praktisch belang.

Voor de twee laatste proefjaren dient vermeld te worden dat omwille van de bouw van een

windturbine, 13 veldjes verdeeld over de percelen PG1, PG2 en PG3, verloren gingen. De verloren

gegane veldjes werden in het proefplan gemarkeerd. Dit had

Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen Academiejaar 2010...

Documents

Transcript of Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen Academiejaar 2010...