Wat is de invloed van bemesting op de stikstofdynamiek (N-dynamiek) in de bodem en op de beschikbaarheid van stikstof voor het gewas en de opbrengsten? Hoeveel stikstof uit bemesting neemt het gewas op en hoeveel stikstof uit bemesting gebruikt de bodem voor de opbouw van zijn organische stof? Hoe groot is het risico dat er stikstof verloren gaat? Dit zijn vragen waarop we in het project Biologische bemestingspraktijk borgt goede waterkwaliteit een antwoord zoeken. In dit nieuwsbericht lichten we de recente resultaten toe van drie opgevolgde graanpercelen.

Inagro volgt in samenwerking met ILVO gedurende twee jaar zes akkerbouw-/groentepercelen op, verspreid over Vlaanderen. In dit tweede jaar werd op drie percelen graan geteeld als een rust-/voedergewas in een akkerbouwmatige groenterotatie. Zo werd op perceel 1 vorig jaar paksoi geteeld en nu gekozen voor een mengteelt van winterveldboon en triticale. Op perceel 3 stond aardappel waarna zuivere wintertarwe werd gezaaid. Op perceel 5 werd zomerveldboon in combinatie met tarwe geteeld na een voorteelt boontjes en een groenbemestertussenteelt. (Perceel 1 ligt in Antwerpen, perceel 3 in Oost-Vlaanderen en perceel 5 in West-Vlaanderen.)

Verschillend bemest

De zuivere wintertarwe kreeg een basisbemesting met runderdrijfmest terwijl de mengteelten van graan met boon onbemest bleven. Voor de ene landbouwer was nulbemesting van de zomerteelt een bewuste keuze terwijl de andere landbouwer bij de winterteelt door het natte voorjaar niet meer aan bemesten toe kwam. Veldbonen zijn vlinderbloemigen die door een samenwerking (symbiose) met rhizobium-bacterïen in knolletjes op de wortels stikstof uit de lucht vastleggen. Dat gewas heeft in die zin weinig tot geen nood aan stikstofbemesting. Om veldboon competitief voordeel te geven in een mengteelt met graan, kan je er afhankelijk van de status en voorgeschiedenis van het perceel net goed aan doen om niet te bemesten. Het graan heeft een voordeel voor opname van uit de bodem vrijgestelde stikstof hetgeen de veldboon aanzet om stikstof uit de lucht vast te leggen. Omdat er minder graan staat op het veld dan bij een zuivere teelt, is er ook meer bodemstikstof beschikbaar per inidividuele plant.

Tabel 1: Uitgebreide analyse van de runderdrijfmest toegepast op perceel 3

Nat groeiseizoen

De winterteelten werden in de loop van oktober 2023 gezaaid. Sinds half oktober was het erg nat en waren langere drogere periodes beperkt. Van september 2023 t.e.m. maart 2024, 7 maanden, viel even veel regen als gemiddeld in een jaar. De winter was somber, nat en warm. Op perceel 5 zaaide de landbouwer de zomerteelt begin april, door de natte omstandigheden wat later dan gepland (i.p.v. eind februari). Vanaf het voorjaar en voorafgaand aan eventuele bemesting gingen we langs op de percelen om de stikstofdynamiek in kaart te brengen. De rest van het groeiseizoen bleef nat met maandhoeveelheden regen die telkens boven het gemiddelde lagen.

Opvolgen van de stikstofdynamiek en bodemvruchtbaarheid

Uit de bodem organische stof en de toegepaste organische bemesting komt stikstof vrij voor de planten. Metingen van de hoeveelheden minerale stikstof (ammonium- en nitraatstikstof) in de bodem geven een indicatie van de stikstofbeschikbaarheid. We bepaalden dit op drie momenten tijdens het seizoen in de bodemlagen 0-30, 30-60 en 60-90 cm:

• Bij aanvang van het seizoen (T1)
• Tussentijds onder een jong gewas (T2)
• Op het einde van groeiseizoen (T3)

Om te zien hoeveel stikstof de planten uiteindelijk opnamen, bepaalden we de gewasopbrengst en werd de stikstofinhoud ervan gemeten. Voor de mengteelten gebeurde dat op het derde staalnamemoment voor het graan en de boon afzonderlijk. De hoeveelheid voor de plant beschikbare stikstof op een bepaald staalnamemoment berekenden we door de hoeveelheid minerale stikstof in het bodemprofiel en de stikstofopname in de bovengrondse biomassa op te tellen. Daarnaast bepaalden we ook nog de totale beschikbaarheid aan voedingselementen in de bodem en de kationenuitwisselingscapaciteit. Voor meer achtergrondinfo over deze bodemvruchtbaarheidsparameters lees je best deze vorige projectupdate.

Resultaten beïnvloed door de vele regen

Van half februari tot half mei was de toename aan minerale stikstof in het bodemprofiel en de opname van stiktstof door het gewas (voornamelijk op perceel 3) eerder beperkt. Door een overschot aan neerslag spoelde er mogelijk nog stikstof uit. Bij de zuivere wintertarwe op perceel 3, die bemest werd maar niet goed ontwikkelde (kort stro, dunne stand), leek er zelfs heel beperkt wat immobilisatie van N te zijn (figuur 1). De weersomstandigheden en structuurschade door het uitrijden van de mest onder slechte omstandigheden had de teelt ook geen goed gedaan (de sporen hadden voor een heterogeen gewas gezorgd).

Van half mei tot eind juni was er slechts een beperkte toename van de voor de plant beschikbare N op perceel 3 (som van de minerale N-vooraad in het bodemprofiel en de N-opname, figuur 1) waardoor de berekende stikstofmineralisatiesnelheid voor die periode quasi op nul uitkwam.  De vastlegging van minerale stikstof door opname in microbiële biomassa en vrijstelling door micobiële afbraakactiviteit) waren dan gelijk. We gingen er dan van uit dat er in die periode geen minerale stikstof meer verdween uit het bodemprofiel door uitspoeling. De opbrengst aan bovengrondse biomassa van de tarwe en daarmee ook de stikstofopname werd ook wat onderschat omdat de laatste bemonstering pas bij het begin van rijpen gebeurde. Uiteindelijk was de opbrengst met ongeveer 2 ton baktarwe per ha ondermaats. Ondanks de lage productiviteit was de kwaliteit van het graan goed: 79 kg/hl hectolitergewicht en 12,1% ruw eiwit.

Waar niet bemest is geweest, in de combinatieteelten van graan en bonen, was er een toename van de voor de plant beschikbare N in de periode half mei tot eind juni. Op perceel 1 voornamelijk door vrijstelling van bodemstikstof  en op perceel 5 ook door fixatie van luchtstikstof door de vlinderbloemige component.

Op perceel 1 domineerde het wintergraan de bovengrondse biomassa (62% van het totaal). De landbouwer had gekozen voor een mengsel naar verhouding wat rijker aan graan (100/100 kg per ha graan/veldoon). Hij ondervond ook wat wildschade en problemen met overmatig vocht tijdens winter en voorjaar. Omdat het om een wintergewas ging, was de teelt al verder gevorderd op 13 mei (figuur 2) dan het zomergewas op perceel 5 (figuur 4), waardoor de stikstoffixatie door het aandeel winterveldboon wellicht dan al quasi op zijn einde liep. De opbrengst aan bovengrondse biomassa en daarmee ook de stikstofopname werd wellicht ten slotte ook wat onderschat omdat de laatste bemonstering bij het begin van rijpen (eind juni) gebeurde.

Op perceel 5 had de zomerveldboon de bovenhand (80% van het geheel). De landbouwer had voor een groter aandeel veldboon gekozen (115/220 kg per ha graan/veldboon) en naar verhouding ontwikkelden de veldboonplanten zich daar erg goed onder de natte omstandigheden.

Onderzoekers hebben reeds vastgesteld dat van de stikstof in de biomassa van veldboon gemiddeld 81% afkomstig kan zijn van vastlegging van luchtstikstof (De Notaris et al., 2023). In dat geval zou de snelheid van fixatie van stikstof door de boon op perceel 5 bij benadering 1,9 kg N per ha per dag zijn geweest in de periode half mei tot eind juni terwijl de mineralisatie van stikstof uit de bodem organische stof 0,6 kg N per ha per dag zou zijn geweest (figuur 3, boven). Als we veronderstelden dat er in realiteit minder fixatie is geweest dan in de omstandigheden van het onderzoek, bijvoorbeeld 60% stikstof uit fixatie, dan daalde de snelheid van fixatie tot 1,2 kg N per ha per dag en steeg de stikstofmineralisatiesnelheid tot 1,3 N per ha per dag (figuur 3, onder).

Referenties:
De Notaris, C., Enggrob, E. E., Olesen, J. E., Sørensen, P., & Rasmussen, J. (2023). Faba bean productivity, yield stability and N2-fixation in long-term organic and conventional crop rotations. Field Crops Research, 295, 108894.

Meer info?
Jasper Vanbesien, Inagro, jasper.vanbesien@inagro.be
Koen Willekens, ILVO, koen.willekens@ilvo.vlaanderen.be
 

Onderzoek uitgevoerd in het kader van het Demoproject ‘Biobemestingspraktijk borgt goede waterkwaliteit’ Dit demonstratieproject wordt gefinancierd door de Vlaamse overheid en het Europees Landbouwfonds voor Plattelandsontwikkeling (ELFPO).

www.vlaanderen.be/pdpo