Bemestingsproef Spinazie Broekemahoeve, Lelystad Geert-Jan van der Burgt Opdrachtgever: Agrifirm Uitvoering: Broekemahoeve, Lelystad Metingen en verslaggeving: Louis Bolk Instituut Deze tekst is één hoofdstuk uit het rapport Minder en Anders Bemesten Kleine experimenten 21; Louis Bolk Instituut (in voorbereiding) 1
Bemestingsproef in voorjaarsspinazie, Broekemahoeve, Lelystad 1. Proefopzet Op de Broekemahoeve in Lelystad is door Agrifirm een strokenproef aangelegd om acht verschillende bemestingen in een voorjaarsteelt van spinazie te vergelijken. Iedere behandeling bestond uit twee bedden van 3 bij ongeveer 2 meter; alleen de behandeling Verenmeel bestond uit slechts één bed. Er is gestreefd naar een niveau van N-beschikbaarheid uit mest van 17 kg N per hectare op basis van een aangenomen werkingscoëfficiënt. De data staan in Tabel 1. Op dit uitgangspunt zijn twee uitzonderingen. Bij Condit is op advies van de producent minder gestrooid dan op basis van 17 kg N-beschikbaar berekend was. Bij luzerne vers is door omstandigheden de gift aanzienlijk hoger uitgevallen dan bedoeld. De spinazie is gezaaid op 2 mei en geoogst op 1 juli. De opkomst was, door droogte, zeer onregelmatig en in twee golven. Er is vier keer een N-min meting van de grond in -3 cm uitgevoerd. Bij de oogst is de opbrengst bepaald, het droge stof gehalte en het gehalte aan N-totaal en Nitraat. Hiervoor is uit iedere behandeling visueel een gemiddelde vierkante meter gewas geoogst. Dit is met nadruk niet willekeurig gebeurd omdat de opkomst en gewasontwikkeling zo onregelmatig uitviel. Aangezien er geen sprake is van herhalingen moeten alle resultaten en conclusies uitsluitend als indicaties beschouwd worden. Tabel 1 Mestgift Veronderstelde Mestsoort Mestgift Datum Gehalte N Totale N-gift werkings Werkzame coëfficiënt N uit mest kg/ha Bemesting kg/ton vers Kg/ha -/- kg/ha 1. Vinasse 7 11-mei 3 21.8 168 2. Condit 2 19-mei 5 1.8 8 3. Luzerne korrels 14 27-apr 24 336.5 168 4. Luzerne Vers 66 29-apr 7.5 495.5 248 5. Controle 6. Monterra-1 45 19-mei 5 225.8 18 7. Montera-2 53 19-mei 4 212.8 17 8. Kippenmestkorrels 57 19-mei 37 211.8 169 9. Verenmeel 155 19-mei 11 171 1 171 2. Resultaten De eerste N-min meting heeft plaatsgevonden terwijl de luzerne korrels en de verse luzerne al gestrooid waren. (Tabel 1). De tweede meting heeft plaatsgevonden de dag na het plaatsen van de overige mestkorrels; de vinasse was toen al ruim een week eerder toegediend. De laatste meting valt samen met de oogst. De metingen geven een behoorlijk consistent beeld. Ze lopen allen op van 4 mei tot 16 juni en dalen daarna sterk vanwege N-opname door het gewas. Luzerne korrel en luzerne vers zijn op 4 mei iets hoger dan de andere varianten omdat de mest stof er op die twee veldjes dan al wat langer op ligt. Op 2 mei neemt de controle de laatste plaats in, neemt de kippenmest met daarin een zekere hoeveelheid minerale N de tweede plaats in en staat de verse luzerna, met een veel hogere totale N-gift, op de eerste plaats. Op 16 juni is de controle het laagst, de luzerne vers het hoogst en staat verenmeel, vanwege de snelle afbreekbaarheid van de stikstof, op 2
de tweede plaats. Bij de oogst op 1 juli is de controle wederom het laagst maar luzerne vers niet meer het hoogst. Het beeld is niet meer helemaal consistent. Tabel 2 N-mineraal metingen Datum 4-mei 2-mei 16-jun 1-jul Mestsoort bemesting kg/ha kg/ha kg/ha kg/ha Vinasse 11-mei 2 38 61 25 Condit 19-mei 23 3 69 35 Luzerne korrels 27-apr 3 38 72 43 Luzerne Vers 29-apr 41 83 141 53 Controle 17 28 44 19 Monterra-1 19-mei 2 38 92 71 Montera-2 19-mei 25 36 92 33 Kippenmestkorrels 19-mei 23 49 58 35 Verenmeel 19-mei 21 3 122 49 In Figuur 1 is van der verschillende mestsoorten de versopbrengst weergegeven. Hierbij dient in gedachte te worden gehouden dat op voorhand bij Condit aanzienlijk minder en bij Luzerne vers aanzienlijk meer stikstof is gegeven dan 17 kg werkzaam 45 4 Vers opbrengst kg/ha 35 3 25 2 15 1 5 Controle Condit Luzerne korrels Monterra-1 Kippenmestkorrels Vinasse Verenm eel Montera-2 Luzerne Vers Figuur 1 Versopbrengst van de verschillende mestsoorten Als uitgangspunt is genomen de veronderstelling dat stikstof de belangrijkste belemmerende factor is voor gewasgroei, en in het traject van stikstofdynamiek van deze proef een lineair verband met de opbrengst zal tonen. In Figuur 2 is de totale stikstofgift uitgezet tegen de vers opbrengst van de spinazie. Zoals te verwachten is er sprake van een zwak verband: de werkingscoëfficiënt van de verschillende mestsoorten verschilt namelijk aanzienlijk. 3
45 4 35 R 2 =.5649 opbrengst kg / ha 3 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 N-gift totaal Figuur 2 Totale stikstofgift ten opzichte van vers opbrengst In Figuur 3 is de beschikbare stikstof uitgezet tegen de gewasopbrengs. De beschikbare stikstof betreft N-min bij aanvang, N uit autonome mineralisatie van de grond (46 kg gedurende gewasgroei) en N uit mineralisatie van mest. Daarbij is gemanipuleerd met de werkingscoëfficiënt van de mest om een zo groot mogelijke overeenkomst tussen meting en het veronderstelde rechtlijnige verband te komen. Dat heeft geresulteerd in de werkingscoëfficiënten zoals vermeld in. Enkele van de werkingscoëfficiënten zijn afwijkend van de veronderstelde werkingscoëfficiënten van Tabel 1 Mestgift. Dat wordt verderop besproken. 45 4 35 R 2 =.9574 Opbrengst kg / ha 3 25 2 15 1 5 1 2 3 4 N-beschikbaar m est + N-m in + bodem Figuur 3 Totaal beschikbare stikstof ten opzichte van vers opbrengst 4
Tabel 3 Berekende werkingscoëfficiënt en werkzame stikstof werkzame stikstof Mestsoort Mestgift Werkings Gehalte N coëfficiënt Uit mest Uit mest + N-min + bodem kg/ha kg/ton vers -/- kg/ha kg/ha Vinasse 7 3.8 168 234 Condit 2 5.8 8 149 Luzerne korrels 14 24.25 84 151 Luzerne Vers 66 7.5.6 297 364 Controle 63 Monterra-1 45 5.6 135 21 Montera-2 53 4.8 17 241 Kippenmestkorrels 57 37.5 15 174 Verenmeel 155 11 1 171 238 In Tabel 4 staan de oogstgegevens van 1 juli. De versopbrengst is gemeten op een op het oog gekozen gemiddelde vierkante meter gewas en is daarmee minder hard dan de metingen van Droge Stof, N-totaal en Nitraat. De totale N-opname is berekend uit opbrengst en N-inhoud en is dus ook minder hard. De gegevens zijn op het eerste oog redelijk consistent. Tabel 4 Oogstgegevens 1 juli 21 Vers Totale DS N-tot NO3 Opbrengst N-opname g/kg Mestsoort % ds g/kg ds kg/ha kg/ha Vinasse 9.5 21.4.3 26868 55 Condit 8.9 3.5 2 19564 53 Luzerne korrels 8.4 26.5 2.8 2372 45 Luzerne Vers 8.3 37.9 27.5 38918 122 Controle 1 27.6 2.7 16896 47 Monterra-1 8.8 31.5 6.1 2389 66 Montera-2 9.8 22.6.2 2943 65 Kippenmestkorrels 8.8 26.6 1.8 23962 56 Verenmeel 9.1 32.6 11.4 28582 85 Het nitraatgehalte van spinazie kan hoog oplopen onder bepaalde omstandigheden. Vandaar dat het meegenomen is in de beoordeling. In Figuur 4 is geen goed verband tussen nitraatinhoud en totaal opbrengst. Wel heeft het gewas met de hoogste opbrengst (bemest met verse luzerne) ook verreweg de hoogste nitraatinhoud. In Figuur 5 is het totale N-gehalte uitgezet tegen het nitraatgehalte. Hier is wel sprake van een duidelijk verband: naarmate de totale N-inhoud hoger uitvalt stijgt het nitraatgehalte exponentieel. 5
45 Opbrengst kg / ha 4 35 3 25 R 2 =.5744 2 15 5 1 15 2 25 3 nitraat g / kg ds Figuur 4 Relatie tussen nitraatinhoud en vers opbrengst 35 Nitraat gehalte g/kg 3 25 2 15 1 y = 2E-12x 8.3352 R 2 =.969 5 2 25 3 35 4 N-totaal gehalte g/kg Figuur 5 Relatie tussen N-totaal gehalte en nitraatgehalte In Figuur 6 en Figuur 7 is de relatieve N-benutting per mestsoort uitgerekend. Dat is de stikstofiinhoud van het geoogste gewas gedeeld door totale N-beschikbaarheid (Figuur 6) respectievelijk de totale N-gift (Figuur 7). De verschillen tussen de behandelingen zijn klein bij de vergelijking met beschikbare stikstof en aanzienlijk groter bij de vergelijking met N-totaal gift in de mest. 6
8 N-benutting in % tov N-beschikbaar 7 6 5 4 3 2 1 Vinasse Monterra-2 Luzerne korrels Kippenmestkorrels Monterra-1 Luzerne Vers Verenm eel Condit Controle Figuur 6 N-benutting t.o.v. N-beschikbaar 6 N-benutting in % tov N-gift 5 4 3 2 1 Luzerne korrels Luzerne Vers Vinasse Kippenmestkorrels Monterra-1 Montera-2 Verenm eel Condit Controle Figuur 7 N-benutting t.o.v. N-gift totaal in de mest De data van de proef zijn ingevoerd in het stikstofmodel NDICEA 5.5.1. De modellering beschrijft de eerste drie metingen goed; de vierde meting valt bij alle negen berekeningen aanzienlijk lager uit dan het berekende niveau: het model voorspelt een (veel) te hoog N-niveau in de bodem op moment van oogst. Als voorbeeld is in Figuur 8 weergegeven het verloop van N-mineraal in de boven- en ondergrond. De spinazie groeide tussen de eerste en de vierde meting. 7
Figuur 8 Verloop N-mineraal bovengrond (-3 cm) en ondergrond (3-6 cm) In Figuur 9 is van alle behandelingen het verloop van N-min in -3 cm weergegeven. Daarbij is gebruik gemaakt van de werkingscoëfficiënt uit Tabel 3, omgezet naar de voor NDICEA van toepassing zijnde parameter Initial Age. Dat ging goed voor zeven van de negen bestanden. Voor vinasse bleek de omzetting van werkingscoëfficiënt naar Initial Age een zeer onrealistische grafiek op te leveren en moest de Initial Age verhoogd worden van 1 naar 2 om een reëel beeld te verkrijgen. De waarde 2 is op zijn beurt weer sterk afwijkend van andere ervaringen. Voor Monterra-1 bleek de verwachte Initial Age van 1,5 juist te hoog en moest, om een reëel verloop van de N-min te verkrijgen, verlaagd worden tot 1,2 (Tabel 5). Of dit een reele waarde is zal nog moeten blijken. Voor de interpretatie van de grafieklijnen dient u zich te realiseren dat de lijn een resultante is van toevoer van stikstof (uit bodem en mest) en afvoer (gewasopname, uitspoeling, denitrificatie). Het beeld is echter duidelijk: de controle komt nooit hoog, Luzerne vers komt ondanks de hoogste opbrengst en N-opname het hoogst van allen, etc. 16 14 N-mineraal -3 cm (kg/ha) 12 1 8 6 4 2 Vinasse Condit Luzerne korrels Luzerne vers Controle Monterra-1 Monterra-2 Kippenm est Verenm eel 115 12 125 13 135 14 Weeknummer Figuur 9 Verloop N-mineraal -3 cm. De spinazie groeide tussen week 124 en 133 8
Tabel 5 Verwachte en geconstrueerde Initial Age in NDICEA. Geel gearceerd de afwijkingen. Mest Werk Coeff Initial Age verwacht Initial Age Ndicea Vinasse.8 1 2 Condit.8 1 1 Luzerne korrels.25 2.5 2.5 Luzerne Vers.6 1 1 Controle Monterra-1.6 1.5 1.2 Monterra-2.8 1 1 Kippenmestkorrels.5 2 2 Verenmeel 1.7.7 3. Bespreking en conclusies Voor de volledigheid wordt hier herhaald: de proef is zonder herhalingen uitgevoerd en alle conclusies kunnen uitsluitend als indicatie opgevat worden. Bespreking De metingen aan N-mineraal in de grond en aan de geoogste spinazie zijn behoorlijk consistent. Dat maakt het mogelijk om, zonder dat de proef in herhalingen is uitgevoerd, toch wat voorzichtige uitspraken te doen. Als uitgangspunt is genomen 17 kg N-beschikbaar uit mest, waarbij een veronderstelde werkingscoëfficiënt werd aangehouden. Hier zijn twee kanttekeningen bij te plaatsen. Ten eerste zit in het begrip werkingscoëfficiënt een tijdsfactor: een groeiseizoen. Aangezien spinazie slechts 6 tot 9 weken op het veld staat kan maar een deel van de stikstof gemineraliseerd worden. Ter illustratie is berekend dat gedurende de groei van de spinazie uit het verenmeel slechts 18 kg N is vrijgekomen en niet 17, bij een veronderstelde werkingscoëfficiënt van 1. Ten tweede lijkt de veronderstelde werkingscoëfficiënt in deze proef bij enkele mestsoorten bijgesteld te moeten worden (Tabel 6). De werking van de luzerne korrels is aanzienlijk lager dan verondersteld, en dat geldt ook voor de kippenmestkorrels. Ook de Monterra-1 korrels krijgen vooraf een lagere werking toegekend dan de Monterra-2, maar de NDICEA modellering (Tabel 5) wijst toch op een wat snellere werking. De werking van de twee Monterra korrels zullen elkaar dus niet veel ontlopen. De werking van Vinasse geeft tegengestelde resultaten bij de twee benaderingswijzen (berekende werkingscoëfficiënt versus Initial Age in NDICEA) die niet goed verklaarbaar zijn. Een Inital Age van 2, voor Vinasse is echter behoorlijk onwaarschijnlijk terwijl een werkingscoëfficiënt van 1, wel overeenkomst met eerdere ervaringen. Bijkomend probleem is de wisselende samenstelling van Vinasse, zowel wat betreft totaal N gehalte als wat betreft het aandeel N-mineraal van de totale N. Verschillende analyses resulteren in een aandeel N-mineraal ten opzichte van N-totaal van 2 tot >5% (hier niet getoond). 9
Tabel 6 Veronderstelde en berekende werkingscoefficient. Geel gemarkeerd de substantiele afwijkingen. Mest Werkingscoefficient Verondersteld Berekend Vinasse.8.8 Condit.8.8 Luzerne korrels.5.25 Luzerne Vers.5.6 Controle Monterra-1.8.6 Montera-2.8.8 Kippenmestkorrels.8.5 Verenmeel 1 1 Een hoge (beschikbare) stikstofgift leidt tot hogere opbrengsten maar heeft het risico in zich van nitraatophoping in het product. Dat komt zeer duidelijk tot uitdrukking in Figuur 5 Relatie tussen N-totaal gehalte en nitraatgehalte. Het is echter niet zo dat een hogere opbrengst per definitie leidt tot hogere nitraatgehaltes (Figuur 4 Relatie tussen nitraatinhoud en vers opbrengst). De relatie tussen mestsoort, N-beschikbaarheid en nitraatinhoud van het gewas kan op basis van deze proef niet verder uitgediept worden. De verse luzerne geeft verreweg de hoogste opbrengst, maar dat kan voor een groot deel verklaard worden door de aanzienlijk grotere hoeveelheid toegediende stikstof in vergelijking met de andere mestsoorten. Dat hoeft dus geen verdienste te zijn van de mestsoort als zodanig. Binnen NDICEA kan niet berekend worden wat het opbrengstpotentieel zou zijn geweest indien 17 kg N in de vorm van verse luzerne zou zijn opgebracht. De stikstofbenutting ten opzichte van N-beschikbaar (Figuur 6) loopt uiteen van 23% tot 36%. Dit ligt in de zelfde orde van grootte als in metingen in 29 bij een zomerspinazie (Scholberg et al, 21). Hierbij moet in gedachte worden gehouden dat er vóór aanvang van de teelt al ruim 2 kg stikstof in de bouwvoor aanwezig was, en dat daar tussen 4 mei en 1 juli nog 46 kg N uit de bodem is toegevoegd (Berekening NDICEA). Samen is dat een behoorlijke hoeveelheid vergeleken met de mestgift. De controle (zonder mest) kan daarvan 73% benutten. Dit betekent dat mestgiften met een trage werking (lage werkingscoëfficiënt, hoge Initial Age) ongeschikt zijn voor zo n kort durende teelt als de spinazieteelt: als er weinig gestrooid wordt voegt het weinig toe, als er veel gestrooid wordt kan het gewas er wel van profiteren maar blijft er heel veel stikstof over na de teelt die dan alsnog benut moet zien te worden. Er moet dus in gedachte worden gehouden dat een hoge benutting ten opzichte van N-beschikbaar niet alleen maar goed is: als de beschikbaarheid uit de mest laag is kan de spinazie een hoge benutting laten zien, maar hoeft de opbrengst nog niet goed te zijn, kan er veel stikstof overblijven en kan er potentieel veel stikstof alsnog verloren gaan. De benutting ten opzichte van de N-gift (Figuur 7) laat een ander beeld zien en vertoont grote overeenkomst, zoals verwacht, met de werkingscoëfficiënt. De mestsoorten met een werkingscoëfficiënt van,8 of 1, doen het goed. Tegen de verwachting is scoort vinasse in beide beoordelingen nogal slecht. Dit is niet goed verklaarbaar. Er zit ook al een tegenstelling tussen de twee berekeningswijzen van de werking, dus er klopt mogelijk iets niet met de data of we snappen iets niet goed. De luzerne korrels doen het slecht. Dat is ook de ervaring in een andere proef (Van der Burgt en Timmermans, 21) waarbij luzerne korrels en luzerne poeder zeer weinig werking lieten zien in een voorjaarsteelt spinazie. 1
Het verloop van N-mineraal (Figuur 9) is niet verrassend. Naarmate er meer stikstof beschikbaar komt (door hogere werkzaamheid en/of door hogere gift komt de lijn hoger te liggen: de stikstof opname neemt minder toe dan de stikstof beschikbaarheid. Daarom ligt de controle het laagst en de luzerne vers het hoogst. Vinasse ligt in het midden: dat komt door de Initial Age van 2 wat een lage werking veroorzaakt. Zoals gezegd is dat niet een erg waarschijnlijke waarde en moet de dataset van Vinasse binnen deze proef als onbetrouwbaar worden beschouwd. Conclusies Luzerne korrels en kippenmest korrels hebben in deze proef een lage werkingscoëfficiënt en zijn dus eigenlijk niet geschikt voor een korte teelt als spinazie. Kippenmestkorrels hebben bovendien nog een erg ongunstige N/P verhouding. Vinasse geeft tegenstrijdige resultaten en is daardoor niet goed te beoordelen. Normaal gesproken zou dit een prima meststof moeten zijn. Analyses van Vinasse laten een wisselend beeld zien wat betreft het aandeel N-mineraal in de meststof. Condit en Verenmeel, en in iets mindere mate Monterra-1 en Monterra-2 scoren goed. Verenmeel heeft de hoogste beschikbaarheid van stikstof op korte termijn. Bij Condit is, op advies van de producent, minder stikstof gegeven dan van de andere meststoffen. Dat blijkt niet terecht te zijn geweest: condit is niet beter of efficiënter dan bij voorbeeld Monterra. Eventuele werkingsverschillen tussen Monterra-1 en -2 kunnen op basis van deze gegevens niet geduid worden. Luzerne vers is redelijk efficiënt, maar minder dan Condit, Verenmeel en Monterra-1 en -2. Het feit dat er aanzienlijk meer is toegediend dan van de andere mestsoorten vertroebelt het beeld wel. Bij verse luzerne moet rekening worden gehouden met een langere nawerking dan bij voornoemde vier mestsoorten. Anders gezegd: verse luzerne is geschikter voor teelten met een langere groeiduur dan spinazie 11