Hoe mineralisatie van stikstof uit organische stof in de bodem maximaal benutten?

De stikstofdynamiek in de bodem is een behoorlijk ingewikkeld proces, maar het is cruciaal voor landbouw en milieu dat we er nog meer van leren begrijpen.

Nitraat in ons water?

Hoewel er al grote stappen zijn gezet, dragen nitraatresiduen op onze landbouwpercelen in het najaar nog steeds bij tot overschrijdingen van de Europese normen voor de nitraatconcentratie in grond- en oppervlaktewater. De minerale stikstof die achterblijft in de bodem zal immers grotendeels uitspoelen tijdens de koude en natte wintermaanden. Té hoge nitraatconcentraties zorgen voor eutrofiëring van het oppervlaktewater, waardoor algenbloei gestimuleerd wordt en er uiteindelijk, naast algen, nauwelijks nog leven mogelijk is in onze beken en rivieren. Het aquatische ecosysteem wordt volledig verstoord en de biodiversiteit neemt af.

Late aardappelen, maïs en prei

De nitraatproblematiek heeft er de laatste jaren toe geleid dat steeds strengere maatregelen worden opgelegd aan landbouwers. Toch is het voor een aantal teelten – waaronder late aardappelen, maïs en prei – moeilijk om hoge nitraatresiduen te voorkomen. Bij late aardappelen en maïs is dit het gevolg van het stilvallen van de stikstofopname door het gewas lang voor de oogst, terwijl de stikstofvrijstelling uit de bodem blijft doorgaan. Bovendien laten de oogst in de herfst en de minder groeizame weersomstandigheden in deze periode geen significante stikstofopname door ingezaaide vanggewassen meer toe. Prei als winterteelt blijft weliswaar wel nog enige stikstof opnemen, maar door de koude en natte weersomstandigheden is deze opname vaak te laag om nitraatuitspoeling te vermijden.

Stikstofvrijstelling uit de bodem

Een andere belangrijke oorzaak voor hoge nitraatresiduen is een te hoge bemesting door onderschatting van de stikstofvrijstelling uit organische stof in de bodem. Een belangrijke vereiste voor het berekenen van een optimale stikstofbemesting is dan ook een goede inschatting van de hoeveelheid stikstof die de bodem zal leveren tijdens en na het groeiseizoen. De snelheid van de mineralisatie, en dus het vrijkomen van de beschikbare stikstof, wordt immers beïnvloed door verschillende factoren, waaronder alle bodemeigenschappen (organischestofgehalte, textuur, pH, bodemleven…), de uitgevoerde beheersmaatregelen (grondbewerkingen, beregening…) en het weer (temperatuur, vocht- en zuurstofgehalte in de bodem).

Projectdoelstellingen

De algemene doelstelling van het MiNiMax-project is om nauwkeuriger te kunnen bemesten door beter rekening te houden met effecten van bodem, beheer en weersomstandigheden op de stikstofvrijstelling uit organische stof in de bodem. Dat zal bijdragen tot een verlaging van de nitraatuitspoeling en tot een verbetering van de waterkwaliteit van grond- en oppervlaktewater. Bovendien kan er zo bespaard worden op meststoffen.

In eerste instantie willen we betere inzichten in de stikstofvrijstelling uit organische stof in de bodem verkrijgen, zowel algemeen als meer specifiek voor de teelten aardappelen, prei en maïs. Dat willen we bereiken door meer kennis te verwerven over het effect van bodemeigenschappen, beheersmaatregelen, bodemvocht en -temperatuur op de mineralisatiesnelheid in de bodem.

Per teelt zal er gedurende 3 jaar een proefveld aanliggen, elk jaar op een andere bodemtextuur. Binnen de proef zullen de effecten van verschillende bodembewerkingen en behandelingen op de stikstofvrijstelling vergeleken worden. In de 3 teelten wordt er telkens gekeken naar een selectie van de volgende beheersmaatregelen:

• Vrijstelling in onverstoorde braakliggende bodem;

• Inwerken van groenbedekker met cultivator;

• Ploegen versus niet-kerende bodembewerking;

• Dierlijke bemesting versus minerale bemesting, al dan niet gefractioneerd;

• Ruggenopbouw in aardappelen en prei;

• Ponsen in prei;

• Mechanische onkruidbestrijding;

• Rooien van aardappelen;

• Stoppelbewerking en inzaai nateelt.

In deze veldproeven volgen we de stikstofvrijstelling op door maandelijks het mineralestikstofgehalte in de bodem te meten. Op 4 tijdstippen wordt de stikstofopname door het gewas bepaald om de balans te kunnen opmaken. Kort na enkele specifieke bodembewerkingen wordt gedurende een vijftal dagen de CO2-vrijstelling gemeten, om met behulp van de koolstof-stikstofverhouding ook de mineralisatie op korte termijn te kunnen berekenen.

Opvolging via online dashboard

In tweede instantie zullen landbouwers de komende 3 jaar via een online dashboard de stikstofmineralisatie kunnen opvolgen in een netwerk van 36 praktijkpercelen. Via dit dashboard wordt informatie beschikbaar gesteld over de bodem, de teelt, de weersomstandigheden en de uitgevoerde beheersmaatregelen. Op deze percelen wordt maandelijks de mineralestikstofinhoud en het bodemvochtgehalte gemeten en op het einde van de rit ook de stikstofopname door het gewas.

Ben je benieuwd naar de actuele toestand van de mineralestikstofvoorraad in percelen verspreid over heel Vlaanderen, neem dan zeker een kijkje op het MiNiMax-dashboard.

Op enkele percelen volgen we ook nog enkele specifieke beheersmaatregelen op, waarbij onder andere het effect van irrigatie op de mineralisatie wordt nagegaan.

Dynamisch stikstofbalansmodel

Het sluitstuk van het project is de verdere uitbouw van een bestaand dynamisch stikstofbalansmodel op basis van de proefveldresultaten en de ontwikkeling van een webapplicatie voor landbouwers. Hiermee zullen landbouwers op regelmatige basis een inschatting van de mineralestikstofvoorraad op hun percelen kunnen verkrijgen. Deze applicatie zal in het laatste jaar van het project ook ter beschikking komen op het dashboard.

Tot slot zullen alle bevindingen gebundeld worden in een praktijkgids voor landbouwers, adviseurs en beleidsmakers.

Jeroen De Waele (PCA), Ellen Truyers (HH), Mia Tits (BDB), Lore Lauwers (PCG), Ilse Eeckhout (PCA)

Dit MiNiMax-project loopt van 1 oktober 2022 tot 30 september 2026 en wordt gefinancierd via Vlaio-LA. De projectpartners zijn het Interprovinciaal proefcentrum voor de aardappelteelt (PCA), de Bodemkundige Dienst van België (BDB), het Provinciaal Proefcentrum voor de Groenteteelt Oost-Vlaanderen (PCG) en de Hooibeekhoeve, provincie Antwerpen (HH).