Meer CO2 betekent meer oogst ‘maar dat blijft niet duren zonder water’

H et klimaat verandert. Dat weten wetenschappers al lang, maar krijgt nu ook volop aandacht in de media. Terecht, vindt Eline Vanuytrecht, die de klimaatbetogers dan ook begrijpt: “Het klimaatprobleem vraagt heel dringend om een daadkrachtige aanpak. Als wetenschapper kan ik bevestigen dat het probleem prangend is. Hopelijk reageren politici er nu op met duidelijke maatregelen.”

Aan het labo voor bodem- en waterbeheer aan de KU Leuven onderzocht Vanuytrecht in het kader van haar doctoraat de impact van klimaatverandering op gewasproductie. Dat het klimaat opwarmt door broeikasgassen, zoals CO2, methaan en lachgas, is algemeen geweten. Momenteel stijgt de temperatuur met een halve graad per 10 jaar. Hoe veel graden het klimaat nog opwarmt, hangt af van hoe de maatschappij evolueert.

Als er veel groene en nieuwe technologieën worden ontwikkeld, het bevolkingsaantal niet te snel stijgt en er ingezet wordt op groene energie, is de stijging in broeikasgas-concentratie minder en zal de aarde minder snel opwarmen.

Het IPCC (International Panel of Climate Change) gaat uit van vier emissiescenario's, met als meest positieve scenario het nog amper stijgen van de CO2-concentratie, en als slechtste scenario wanneer er helemaal niets wordt gedaan. Vanuytrecht gebruikte die emissiescenario's en de klimaatveranderingen die ze teweegbrengen met haar gewasmodel voor Vlaanderen. “Zo kon ik de impact van de weergegevens van de toekomst uittesten op de gewassen in Vlaanderen, en dat voor de optimistische en worst case scenario's.”

Meer biomassa in tijden van hittestress?

De stijgende CO2-concentratie veroorzaakt opwarming van de aarde, maar het heeft ook een rechtstreeks gevolg voor gewassen. Planten gebruiken CO2 uit de atmosfeer om biomassa aan te maken. Meer CO2 in de lucht betekent dus voor veel planten meer biomassa. “Deze CO2-bemesting kan men dus beschouwen als een positief effect van de klimaatverandering”, vertelt ze.

Tegelijkertijd neemt de hittestress toe omdat de temperatuur en de watervraag van de atmosfeer stijgen. Ook het neerslagpatroon verandert: er zal sprake zijn van langere zomerdroogtes en meer winterwateroverlast. Het aantal natte dagen zal naar omhoog gaan in de winter en er zullen meer droge dagen komen in de zomer. Voor heel veel akkerteelten echter is de zomerneerslag belangrijk. Extreme weersomstandigheden zien we in de winter en de zomer toenemen, zoals stormen en lange droge periodes.

De hogere temperaturen zorgen ervoor dat planten sneller ontwikkelen zodat ze een kortere tijd hebben om de biomassa te produceren, wat voor lagere oogsten zorgt. “Maar door te schuiven met de zaaidata en andere variëteiten te kiezen is er wel het potentieel om het groeiseizoen te verlengen”, gaat ze verder.

Meer opbrengst bij tarwe, suikerbiet en aardappel

Door de klimaatprojecties te combineren met de gewasmodellen kon de onderzoekster een zicht geven op de mogelijke toekomst. En die heeft positieve en negatieve aspecten, wat blijkt uit de resultaten bij tarwe, maïs, suikerbiet en aardappel. Voor wintertarwe in het binnenland zag ze een kleine opbrengststijging. Dat komt vooral door de CO2-bemesting en omdat er in de winter weinig waterstress zal zijn. Zowel op zandige als bodems met veel leem verwacht ze in 2050 gemiddeld een grotere oogst. Hier was er geen bijkomend voordeel van de zaaidatum te veranderen of voor langere variëteiten te kiezen.

Maïs profiteert veel minder van de CO2-bemesting. “Maïs benut de huidige CO2-concentratie al goed, dus daar is weinig verbetering mogelijk. Bij maïs speelt de verhoogde temperatuur en de verminderde waterbeschikbaarheid, zeker in de zomer, een rol.” Er zal sprake zijn van een opbrengstdaling. Maïs op de lemige bodem zal nog het beste af zijn, in vergelijking met maïs op een zandige bodem. “Hier kan men het groeiseizoen verlengen door de zaaidatum wat naar voren te schuiven. Dit kan men combineren met het gebruik van andere variëteiten.” Natuurlijk moet men ook - zoals men nu doet - zien dat het veld er klaar voor ligt, en het veld dus niet te nat is.

Bij suikerbiet schat men tegen 2050 ook een lichte stijging van de gemiddelde opbrengst. Met aan gepast veldbeheer kunnen de opbrengsten nog worden verhoogd. Aardappel ten slotte profiteert heel sterk van de CO2-bemesting, waardoor de balans van negatieve effecten van temperatuur en neerslag positief kan uitdraaien voor aardappel in goede jaren. Dat is volgens Vanuytrecht wel te verklaren: “Knolgewassen hebben veel capaciteit om CO2 op te slaan. Daardoor kunnen de knolgewassen het meest profiteren van die CO2 bemesting, maar alleen als er voldoende meststoffen en water beschikbaar is voor de planten.”

Maar geen positief beeld

Vanuytrecht nuanceert dit positieve verhaal wel. “Er gaan jaren zijn dat de oogst beter zal zijn, maar er gaan meer jaren zijn dat het extreme weer de opbrengst zal doen dalen.” In het hele beeld mag men niet vergeten dat het gewasmodel het effect van nieuwe plagen en ziekten nog niet doorrekent. “Hier iets over voorspellen is heel moeilijk, want we weten niet met welke ziekten en plagen we te maken gaan hebben. Elke ziekte of plaag heeft een andere invloed, die dan ook nog eens afhangt van de weersomstandigheden”, klinkt het.

“Maar we verwachten wel dat de ziektedruk in de toekomst zal toenemen. Hierdoor zullen de resultaten nog meer naar beneden moeten worden bijgestuurd.” Ook de oogstinstabiliteit doorheen de jaren zal toenemen. Het verschil tussen laagste en hoogste oogst zal groter worden.

Ten slotte moet men kijken naar de impact voor het bodemwater. Op het einde van het seizoen is er bij alle teelten meer droogtestress, want er blijft weinig water over in de bodem. Het overblijvend vocht in de bodem van de teelten is veel lager, wat voor negatieve effecten zorgt. Irrigatie kan hierbij helpen.

De klimaatcommissie van België bevestigt in haar recente klimaatrapport haar resultaten. Per graad temperatuurstijging zal er meer erosie zijn, zal de variabiliteit in gewasproductie groter worden en de druk door ziekten, plagen en onkruiden verhogen. De waterstress en waterbehoefte stijgen ook met de temperatuur. Bovendien zullen de positieve effecten van de hogere oogst op een bepaald moment worden tegengewerkt door het tekort aan water, de slechtere bodemvruchtbaarheid,...

Minder voedingswaarde, meer stikstofresidu

Na haar doctoraat verdiepte de onderzoekster zich ook op het effect van CO2 op de stikstofconcentratie in de plant en bodem. “Daarvoor werden wereldwijd al proeven gedaan”, vertelt ze. Wat bleek? Door de verhoogde CO2-concentratie krijg je wel een hogere productie, maar de stikstofconcentratie in de bladeren en de oogst gaat naar beneden.

“De voedingswaarde van het gewas gaat dus achteruit. Gelukkig is het effect is wel kleiner dan het positief effect van de meerproductie.”

Een tweede nadelig effect is wel dat door de lagere stikstofconcentratie planten wellicht minder gaan profiteren van de CO2-bemesting. De verhouding koolstof-stikstof in de plant moet immers op een goed niveau blijven. Daalt de hoeveelheid stikstof, dan kan de plant niet meer koolstof vastzetten. “Mogelijk wordt stikstofbemesting ook minder gemakkelijk opgenomen door de plant bij hogere CO2 -concentraties. Hoe dat komt weten we nog niet precies, maar dat betekent wel dat er meer stikstof in de bodem kan achterblijven, wat kan uitspoelen in het oppervlaktewater.”

Nood aan maatregelen

Klimaatverandering hoeft niet per se nadelig te zijn voor de landbouw vanwege de CO2--bemesting, maar we moeten alles op alles zetten om daarvan te profiteren door erop in te spelen. De CO2 -bemesting is een positief aspect, maar de extreme weersomstandigheden kunnen zorgen voor lage oogsten.

Net dat is het grote gevaar van de klimaatverandering. Steeds meer wordt het voor boeren interessant om een klimaatreflex te maken. Dit is een toets die nagaat of de beheermaatregelen die er vandaag al zijn of worden voorgesteld, nog efficiënt zijn in de toekomst. Als dat niet het geval is, moeten die op een kostenefficiënte manier worden aangepakt.

Daarnaast moet men nadenken over een ander beheer. Wintergranen vroeger oogsten en de maïs erna sneller inzaaien kan het groeiseizoen van maïs verlengen om oogstverlies tegen te gaan. Andere variëteiten spelen hierin ook een rol. Verder is waarschijnlijk een aangepaste bemesting nodig: een snellere groei betekent immers een andere nutriëntenbehoefte. Omdat wordt verwacht dat de stikstofopname door het gewas zal dalen, moet worden nagedacht over stikstofbemesting.

Voor irrigatie moet er een goed doordacht plan komen. “Water is een bron die uitputbaar is. We moeten er een goede regelgeving rond hebben en weten wat kan en niet kan.” Landbouwers moeten doordacht omspringen met water, maar ook moeite doen in het verminderen van de broeikasgassenuitstoot. “Hoe meer inspanningen de landbouwer doet, hoe beter die er ook van wordt. De landbouw is een van de eerste sectoren die invloed ondervindt van de klimaatverandering.”

“Klimaatverandering moet zoveel mogelijk worden ingedijkt, het is geen optie, het is van moeten. En hierbij moet je niet op één maatregel focussen, maar sectorbreed werken. De rol van de overheden bestaat erin de juiste stimulansen uit te werken”, vindt de onderzoekster. Men moet echter steeds blijven stilstaan bij kostenefficiëntie: balans maken van de kosten van klimaatschade en de kosten van adaptatie.

MV