organische stof in de bodem

Transcriptie

1 organische stof in de bodem - wat is organische stof, wat doet organische stof in de bodem? - belang van organische stof in de bodem - meting en evaluatie van organische stof in de bodem - situatie en evolutie van organische stof in de bodem - beheer van organische stof in landbouwpercelen theorie en praktijk van de opbouw van organische stof in de bodem 1

2 wat is organische stof? - materiaal waaruit levende organismen zijn opgebouwd - wordt afgebroken door micro-organismen - bestaat uit organische componenten: koolstofverbindingen die ook waterstof bevatten - minstens C, H, vaak ook O, ook N, P, S - vorming organische stof: - fotosynthese (autotrofe organismen) 6 CO H 2 O + lichtenergie C 6 H 12 O H 2 O + 6 O 2 ofwel koolstof + water + lichtenergie glucose + water + zuurstof - voedselkringloop - het bodemvoedselweb 2

3 organische stof in de bodem Bodem: - minerale (anorganische) fractie - organische stof klei-humuscomplex Organische stof = cement waarmee bodemdeeltjes aan elkaar klitten tot aggregaten of kruimels aggregaten kruimelstructuur goede bodemkwaliteit: groei plantenwortels stabielere bodem kleinere kans op erosie, verslemping en bodemverdichting Organische stof in de bodem groter poriënvolume, vooral mesoporiën: zandgronden: betere structuur, beter waterhoudend vermogen kleigronden: betere structuur, betere waterbeschikbaarheid leemgronden: minder slemp- en erosiegevoelig 3

4 organische stof in de bodem mineralisatie en humificatie mineralisatie: het afbreken van organische stof door micro-organismen tot CO 2 en minerale elementen, die daarna opnieuw kunnen opgenomen worden door de planten. humificatie: omzetten van organisch materiaal naar een stabielere vorm (humus), waarbij minerale elementen vastgelegd worden. 4

5 organische stof in de bodem bodemprofiel Bodemprofiel: opeenvolging van bodemlagen (horizonten) als resultaat van bodemvormende processen. Bodemvormende processen i.v.m. organische stof: -ophoping van voedingsstoffen en organisch materiaal, zoals plantenresten, in de toplaag van het bodemprofiel (Organische horizont) - afbraak van organische stof en uitspoeling naar diepere lagen (A: uitspoelingshorizont) - inspoeling van afbraakproducten van organische stof (B: aanrijkings- of inspoelingshorizont) Effect van bodembewerking 5

6 belang van organische stof in de bodem bodemkwaliteit fysische bodemkwaliteit structuur verluchting verdichting infiltratie erosie, verslemping waterbergend en-leverend vermogen chemische bodemkwaliteit buffercapaciteit bodemvruchtbaarheid vasthouden/vrijgeven van nutriënten biologische bodemkwaliteit bodemleven, bodembiodiversiteit microbiële activiteit 6

7 meting en evaluatie van OSB Beoordelingsklassen en streefwaarden voor organische koolstof Akker/ Groenten- of siertuin Weide/Gazon Beoordelingsklasse Zand Zandleem- Polders Alle gronden Leem Leem behalve leem 1.Zeerlaag < 1,2 < 0,8 < 1,0 < 2,0 < 1,5 2.Laag 1,2-1,4 0,8-0,9 1,0-1,2 2,0-2,9 1,5-2,0 3.Tamelijklaag 1,5-1,7 1,0-1,1 1,3-1,5 3,0-3,5 2,1-2,5 4.Streefzone 1,8-2,8 1,2-1,6 1,6-2,6 3,6-5,5 2,6-4,2 5.Tamelijkhoog 2,9-4,5 1,7-3,0 2,7-4,5 5,6-7,0 4,3-6,5 6.Hoog 4,6-10,0 3,1-7,0 4,6-10,0 7,1-10,0 6,6-9,0 7.Zeerhoog* > 10,0 > 7,0 > 10,0 > 10,0 > 9,0 * zeer hoog is veenachtig; Bron: Bodemkundige Dienst van België Beoordeling van het organische-koolstofgehalte(in%c) voor akkers, groenten- of siertuinen: staalname: 0-23 cm voorweidenofgazons:staalname:0-6cm in functie van de bodemtextuur, zoals gehanteerd door de Bodemkundige Dienst van België. 7

8 situatie en evolutie OSB afname van %C goede OC-voorziening in de Kempen 8

9 situatie en evolutie OSB Oorzaken dalend BOS-gehalte: toenemende ploegdiepte verdunningseffect hogere aanvoer nodig erosie toenemende ploegdiepte verminderde aanbreng van stabiele organische stof beperkingen organische bemesting (MAP) afvoer oogstresten (bv. stro) gescheurde weilanden 9

10 situatie en evolutie OSB

11 situatie en evolutie OSB Opnieuw stijging? dank zij: 1. responsabilisering van land- en tuinbouwers 2. bijsturen van OS-gehalte: Aanpassen van landgebruik (bv. groenbedekkers) Verlagen van afbraaksnelheid (bv. minimale grondbewerking) Verhogen aanvoer OS (bv. gewasresten, organische bemesting) 3. toenemend areaal korrelmaïs(veel oogstresten) 4. geen verdere toename van de ploegdiepte 11

12 OS-beheer in landbouwpercelen organische-stofbalans afbraak Jaarlijks ±2% van de OS ( 1,3 ton/ha) Hangt af van: - het OS-gehalte, -de bodemtextuur, - de bemestingshistoriek, - de bodembewerking, - de bodembedekking, - de drainagetoestand, - de weersomstandigheden aanvoer - gewas- en oogstresten - organische bemesting - groenbemesters 12

13 OS-beheer in landbouwpercelen Aanvoer van effectieve organische koolstof OOGSTRESTEN kg/ha GROENBEMESTERS kg/ha aardappelen wortels en loof 470 gele mosterd 630 suikerbieten wortelresten, bietenkop -en blad 810 gras na maïs 430 wintertarwe wortel- en stoppelresten 1040 gras groenbedekker Italiaans 930 stro 540 facelia 560 zomertarwe wortel- en stoppelresten 1100 bladrammenas 620 stro 560 wikken 490 winterkoolzaad 700 rode klaver 930 vlas 180 witte klaver 680 witloofwortelen 270 snijmaïs wortel- en stoppelresten 640 korrelmaïs wortel-, stengel- en bladresten 1330 luzerne 730 graszaad 460 ORGANISCHE MESTSTOFFEN EN erwten (droog geoogst) wortelresten en loof 770 BODEMVERBETERAARS kg/ton bonen (stamsla) wortelresten en loof 460 runderdrijfmest 15 veldbonen wortelresten en loof 460 vleesvarkensdrijfmest 12 spruitkool 720 zeugendrijfmest 10 rode kool 730 runderstalmest 46 witte kool 530 paardenmest 52 bloemkool 470 konijnenmest 61 broccoli 540 varkensstalmest 57 savooikool 660 kippendrijfmest 20 knolselder 550 leghennenmest droog 148 prei 380 slachtkuikenmmest 145 kropsla 190 champost 121 raapkolen 370 GFT-compost 132 wortelen 370 groencompost 110 cihorei

14 OS-beheer in landbouwpercelen belang van perceelspecifieke adviezen! 14 OC-gehalte bodem 14

15 OS-beheer in landbouwpercelen Aanvoer uit gewasresten: 2030 kg effectieve OC/ha Voor dit perceel berekende afbraak per rotatie: 3 x 950 kg = 2850 kg OC/ha Aan te vullen saldo: 820 kg effectieve OC/ha 15

16 OS-beheer in landbouwpercelen organische-stofbalans 3-jarige rotatie (vezelvlas, suikerbieten, wintertarwe) jaar afbraak - aanvoer + praktisch voorbeeld balans kg OC/ha 180 kg EOC/ha vezelvlas, wortel en stoppelresten kg OC/ha kg OC/ha 810 kg EOC/ha suikerbieten, wortel- en loofresten kg OC/ha kg OC/ha 1040 kg EOC/ha wintertarwe, wortel en stoppelresten + 90 kg OC/ha rotatie 2850 kg OC/ha 2030 kg EOC/ha kg OS/ha 16

17 OS-beheer in landbouwpercelen organische-stofbalans 3-jarige rotatie (vezelvlas, suikerbieten, wintertarwe) jaar afbraak - aanvoer kg OC/ha 920 kg EOC/ha 180 kg EOC/ha kg OC/ha 300 kg EOC/ha 810 kg EOC/ha kg OC/ha 1040 kg EOC/ha 630 kg EOC/ha rotatie 2850 kg OC/ha 3880 kg EOC/ha runderstalmest, 20 ton/ha vezelvlas, wortel en stoppelresten runderstalmest, 20 ton/ha aardappelen, wortel en stoppelresten wintertarwe, wortel en stoppelresten gele mosterd praktisch voorbeeld balans kg OC/ha kg OC/ha kg OC/ha kg OC/ha 17

18 OS-beheer in landbouwpercelen Korte termijn Organischestofbalans Evolutie organische stof Lange termijn Simulatiemodel en expertsysteem Cslim 18

19 OS-beheer in landbouwpercelen Jaar 19 Afbraak - Aanvoer + Balans kg OC/ha 180 kg EOC/ha vezelvlas, wortel en stoppelresten kg OC/ha kg OC/ha 810 kg EOC/ha suikerbieten, wortel - en loofresten kg OC/ha kg OC/ha 1040 kg EOC/ha wintertarwe, wortel en stoppelresten + 90 kg OC/ha rotatie 2850 kg OC/ha 2030 kg EOC/ha kg OS/ha

20 OS-beheer in landbouwpercelen Jaar 20 Afbraak - Aanvoer kg OC/ha 920 kg EOC/ha 180 kg EOC/ha kg OC/ha 300 kg EOC/ha 810 kg EOC/ha kg OC/ha 1040 kg EOC/ha 630 kg EOC/ha runderstalmest, 20 ton/ha vezelvlas, wortel en stoppelresten runderdrijfmest, 20 ton/ha suikerbieten, wortel- en loofresten wintertarwe, wortel en stoppelresten gele mosterd Balans +150 kg OC/ha +160 kg OC/ha +720 kg OC/ha rotatie 2850 kg OC/ha 3880 kg EOC/ha kg OC/ha

21 OS-beheer: teeltrotatie en groenbedekkers op basis van simulaties met Cslim op een zandleembodem met een te laag C-gehalte (1%): monocultuur (haksel)maïs hakselmaïs afwisselen met korrelmaïs? 21

22 OS-beheer: teeltrotatie en groenbedekkers op basis van simulaties met Cslim op een zandleembodem met een te laag C-gehalte (1%): (haksel)maïs afgewisseld met korrelmaïs of hakselmaïs met groenbedekker gras? 22

23 OS-beheer: teeltrotatie en groenbedekkers op basis van simulaties met Cslim op een zandleembodem met een te laag C-gehalte (1%): (haksel)maïs met groenbedekker gras andere rotatiemogelijkheden, bv. maïs afgewisseld met hakvruchten? 23

24 OS-beheer: teeltrotatie en groenbedekkers op basis van simulaties met Cslim op een zandleembodem met een te laag C-gehalte (1%): maïs aardappelen suikerbieten granen toevoegen aan de rotatie? 24

25 OS-beheer: teeltrotatie en groenbedekkers op basis van simulaties met Cslim op een zandleembodem met een te laag C-gehalte (1%): maïs aardappelen wintertarwe suikerbieten en het stro inwerken? 25

26 OS-beheer: teeltrotatie en groenbedekkers op basis van simulaties met Cslim op een zandleembodem met een te laag C-gehalte (1%): maïs aardappelen wintertarwe met stro ingewerkt - suikerbieten of met vanggewassen? 26

27 OS-beheer: teeltrotatie en groenbedekkers op basis van simulaties met Cslim op een zandleembodem met een te laag C-gehalte (1%): maïs aardappelen wintertarwe+mosterd suikerbieten+gras 27

28 OS-beheer: gebruik van houtsnippers gebruik van houtsnippers afkomstig van houtkantenbeheer als organische bodemverbeteraar sluiten van kringlopen verbeteren van de kwaliteit van landbouwbodems 28

29 OS-beheer: gebruik van houtsnippers praktijk-demovelden aangelegd najaar 2016 leem Gingelom Tongeren Hoeselt Voeren 29

30 OS-beheer: gebruik van houtsnippers Houtsnippers GFTcompost Runderstalmest Tarwestro bron: analyses BDB VLACO BDB BDB droge stof DS % organische stof OS % vers humificatiecoëfficiënt hc 0,9* 0,9 0,5 0,3 Ntotaal N tot %vers 0,73 1,24 0,85 0,58 Nwerkzaam N werkz %vers 0,00 0,19 0,28 0,00 P 2 O 5 totaal P 2 O 5tot %vers 0,23 0,67 0,40 0,22 P 2 O 5 werkzaam P 2 O 5werkz %vers 0,00 0,34 0,24 0,00 C:N-verhouding aanvoer bij toediening van 40 t vers materiaal per ha (stro aan 4 t droge stof per ha) effectieve OC(3j) EOC kg/ha 12320* Ntotaal N tot kg/ha Nwerkzaam N werkz kg/ha / / P 2 O 5 totaal P 2 O 5tot kg/ha P 2 O 5 werkzaam P 2 O 5werkz kg/ha / / * humificatiecoëfficiënt en effectieve organische koolstof berekend over 3 jaar, omwille van de zeer trage afbraak van houtsnippers.

31 OS-beheer: gebruik van houtsnippers Cslim simulaties demoperceel Gingelom: Teeltrotatie: aardappelen(2011) wintertarwe( ) + gele mosterd( ) suikerbieten(2013) wintertarwe( ) + grassnede( ) snijmaïs(2015) wintertarwe( ) + gele mosterd( ) suikerbieten(2017) Organische bemesting: 15 t/ha VDM voor suikerbieten en snijmaïs herhaald voor de volgende 25 jaar 31

32 OS-beheer: gebruik van houtsnippers Effect van een éénmalige toediening van verschillende organische materialen op de evolutie van het organische C-gehalte in de bodem: simulaties met Cslim 32

33 OS-beheer: gebruik van houtsnippers Effect van een vijfjaarlijkse toediening van verschillende organische materialen op de evolutie van het organische C-gehalte in de bodem: simulaties met Cslim 33

34 OS-beheer: gebruik van compost 20-jarige GFT-compost-proef zandleem Boutersem 34

35 OS-beheer: gebruik van compost 20-jarige GFT-compost-proef proefopzet: composttoediening variatie in dosis: 0, 15, 30 of 45 ton/ha GFT-compost van Ecowerf variatie in frequentie: jaarlijks, tweejaarlijks of driejaarlijks minerale bemesting uitsluitend minerale bemesting GFT-compost met aanvulling tot adviesbemesting 35

36 OS-beheer: gebruik van compost 20-jarige GFT-compost-proef C-gehalte in de bouwvoor i.f.v. GFT-toediening 36

37 OS-beheer: gebruik van compost simulaties compostproef Boutersem: 37

38 OS-beheer: gebruik van compost Aggregaats tabiliteit= stabiele aggregaten in %, GFT-proef bodemstructuur aantal stabieleaggregaten totaal aantal aggregaten jaarlijks min. bemesting 45 ton GFT/ha/3j 15 ton GFT/ha/j 45 ton GFT/ha/j BEH nr 2 AS BEH nr 5 AS BEH nr 9 AS BEH nr 11 AS nr 5 14 nr nr nr nr nr nr nr nr nr nr nr nr nr nr nr ,5 a 19,8 a 31,6 b 28,9 b 38

39 OS-beheer: gebruik van compost verslempingsindex, GFT-proef op basis van metingen in 2008 (12 augustus 2008): bodemstructuur jaarlijks min. bemesting 45 ton GFT/ha/3j 15 ton GFT/ha/2 45 ton GFT/ha/j BEH nr 2 IB BEH nr 5 IB BEH nr 9 IB BEH nr 11 IB nr 5 2,8 nr 36 1,8 nr 12 1,9 nr 11 1,5 nr 18 2,1 nr 37 1,9 nr 13 1,9 nr 20 1,4 nr 32 2,0 nr 46 2,0 nr 26 2,0 nr 30 1,5 nr 35 2,9 nr 47 2,2 nr 39 1,8 nr 41 1,7 2,46 a 1,99 b 1,89 bc 1,54 c zeer slempgevoelig slempgevoelig weinig slempgevoelig 39

40 OS-beheer: gebruik van compost infiltratiemetingen (dubbele-)ringmethode infiltratiesnelheid GFT-proef Infiltratiesnelheid (mm/h) minerale bemesting 45 ton GFT/ha driejaarlijks 15 ton GFT/ha jaarlijks bodemwater 45 ton GFT/ha jaarlijks 40

41 OS-beheer: gebruik van compost aanwezigheid regenwormen GFT-proef aantal per m² gewicht in g/m² minerale bemesting 45 ton GFT/ha driejaarlijks 15 ton GFT/ha jaarlijks bodemleven 45 ton GFT/ha jaarlijks 41

42 theorie en praktijk van de opbouw van organische stof in de bodem bekende en bewezen mogelijkheden: - gebruik van vaste mest i.p.v. drijfmest - gebruik van compost - doordachte vruchtwisseling, doorbreken van monocultuur - telen van groenbedekkers/ vanggewassen - inwerken van stro - nieuwe technieken, in onderzoek: - inwerken van houtsnippers - bokashi - nieuwe teelten - 42