Organische stof in de bodem verhogen door inzaai van groenbedekkers

Een optimale bodemkwaliteit is essentieel om tot goede opbrengsten te komen. De term ”bodemkwaliteit” is echter een ruim begrip. De fysische bodemkwaliteit handelt over bodemstructuur, lucht- en waterhuishouding, de chemische bodemkwaliteit omvat voornamelijk de voedingselementen (nutriënten) die nodig zijn voor een optimale plantengroei, en de biologische bodemkwaliteit omvat de microbiële activiteit en bodembiodiversiteit. We kunnen bodemkwaliteit vanuit deze verschillende invalshoeken bekijken maar al deze processen hebben een grote invloed op elkaar. De zuurtegraad van de bodem en het organische stofgehalte zijn 2 parameters die de basis vormen van een goede bodemkwaliteit en een grote invloed hebben op alle bodemprocessen. Samen met een doordachte teeltrotatie vormen de aanvoer van voldoende organisch materiaal en een optimale zuurtegraad de basis van een goede bemestings- en bekalkingsstrategie.

Organische stof vormt het cement waarmee bodemdeeltjes aan elkaar klitten tot aggregaten. Deze aggregaten vormen de kruimelstructuur in de bodem, die de basis vormt voor een goede bodemkwaliteit. Een goede kruimelstructuur (Figuur 1) zorgt ervoor dat plantenwortels goed kunnen groeien en zorgt voor een stabielere bodem, waardoor ook de kans op erosie, verslemping en bodemverdichting kleiner wordt. Organische stof in de bodem heeft een positief effect op heel wat processen: zowel fysisch (bodemstructuur, lucht- en waterhuishouding), chemisch (bodemvruchtbaarheid, vrijgeven van nutriënten voor planten) als biologisch (microbiële activiteit en bodembiodiversiteit).

Figuur 1: korrel- en kruimelstructuur (bron: Ameryckx et al., 1995)

Organische stof en het klimaat

Extreme weersomstandigheden hebben een grote invloed op het behalen van een goede opbrengst. Deze weersomstandigheden heeft de landbouwer niet zelf in de hand en vormen ongetwijfeld nog meer dan vroeger een extra uitdaging. De extreme neerslag (droogte of overvloed) en temperatuur zal de opbrengst op alle percelen sterk beïnvloeden maar het negatieve effect zal het grootst zijn op percelen waar de bodemkwaliteit niet optimaal is. Door te zorgen voor een optimale toestand van pH en organische stof zorgt de landbouwer dat zijn percelen een groter bufferend vermogen hebben, en zullen deze extreme weersomstandigheden minder ernstige effecten hebben op de opbrengst in vergelijking met percelen met een te laag organisch koolstof gehalte of pH-waarden die zich niet binnen de streefzone bevinden. De streefzone is perceelsspecifiek en afhankelijk van grondsoort en organische koolstofgehalte. Binnen deze zone kunnen, mits een normale bemesting, optimale opbrengsten gehaald worden.

Naast extra weerstand tegen extremere omstandigheden kan een goede voorziening van organische stof ook een positieve bijdrage leveren aan de klimaatopwarming. Wanneer landbouwers het organische koolstofgehalte verhogen zal er op een ganse teeltrotatie netto meer koolstof worden vastgelegd in de bodem dan er wordt uitgestoten. Hierdoor wordt er netto CO₂ vastgelegd en kan de landbouwer via zijn bodem positief bijdragen aan de reductie in CO₂ uitstoot en hiermee ook de klimaatopwarming tegengaan.

Hoe de organische stof in de bodem verhogen?

Het is belangrijk om op perceelsniveau de organische koolstofbalans in evenwicht te houden. Dat het werken aan het organische koolstofgehalte op perceelsniveau een belangrijk aandachtspunt blijft blijkt uit Figuur 2. Vooral in de jaren negentig en begin 2000 blijkt er een grotere achteruitgang in het organische stofgehalte van de bouwlaag te hebben plaatsgevonden. Oorzaken hiervoor zijn zeker een diepere grondbewerking (verdunningseffect door dieper te ploegen), scheuren van meerjarig grasland en een beperktere aanvoer van organisch materiaal uit dierlijke mest.

Figuur 2: Evolutie van de procentuele verdeling van de Vlaamse akkers volgens de beoordeling van het percentage organische koolstof (Vlaanderen, 1982-2010) (bron: Vanden Auweele et al. (2004) (voor 1982-2003), Boon et al. (2007) (voor 2004-2007), BDB (voor 2008-2010)).

Het organische stofgehalte in de bodem verhogen kan door regelmatig vers organisch materiaal (onder de vorm van gewasresten of organische bemesting) toe te dienen. Dit heeft zelfs een effect op korte termijn. De stijging van het organische koolstofgehalte hangt af van de kwaliteit en de stabiliteit van het toegediende vers organisch materiaal.

Er zijn verschillende maatregelen die landbouwers kunnen nemen om het organische stofgehalte van hun percelen te verhogen. De meest courante zijn:

• Organische bemesting
• Inzaai van groenbedekkers
• Aanpassen van de vruchtwisseling (teeltrotatie)
• Inwerken van gewasresten
• Niet-kerende grondbewerking

Dit artikel gaat dieper in op het verhogen van het organische stofgehalte in de bodem door de inzaai van groenbedekkers.

Groenbedekkers

Teeltrotatie vormt een belangrijke beheermaatregel om de bodemkwaliteit op peil te houden. Dit heeft niet enkel een positief effect op het organische koolstofgehalte maar geeft ook voordelen naar onkruiddruk, ziektebestrijding en bodemleven. In Figuur 3 wordt het meerjarige effect weergegeven van de inzaai van groenbedekkers binnen een ruime teeltrotatie. Bij de blauwe lijn is al een toename van het organische koolstofgehalte zichtbaar door de ruimere teeltrotatie, de oranje lijn toont zeer duidelijk de positieve bijdrage van de inzaai van groenbedekkers bij de opbouw van het organische koolstofgehalte.

Figuur 3: Effect van een groenbedekker na wintergranen op de lange-termijnevolutie van organische koolstof in de bodem. Beide scenario’s doorgerekend zonder aanvoer van organische meststoffen; simulaties met Cslim© (Bron BDB)

Soorten groenbedekkers

Groenbedekkers worden voornamelijk geteeld voor het in stand houden of verbeteren van de bodemkwaliteit, in hun rol als vanggewas spelen ze een belangrijke rol in het verlagen van het nitraatresidu. Ze oefenen een directe invloed uit op de bodemkwaliteit via een betere evapotranspiratie, bescherming tegen het dichtslaan van slempgevoelige gronden, bescherming tegen zowel water- als winderosie, remming van de onkruidontwikkeling, biologische aaltjesbestrijding en inbreng van vers organisch materiaal.  Het vers organisch materiaal zal afgebroken worden tot organische stof, wat op zijn beurt ook wordt afgebroken. Dat deel van de organische stof dat 1 jaar na toediening niet is afgebroken noemen we de effectieve organische stof. Omdat organische stof in de bodem vooral uit koolstof (gemiddeld 58%) bestaat spreken we meestal over effectieve organische koolstof (EOC).

De groenbedekkers kunnen onderverdeeld worden in drie categorieën: bladrijke, grasachtige en vlinderbloemige groenbedekkers. De voornaamste eigenschappen van deze categorieën worden weergegeven in Tabel 1. Bladrijke groenbedekkers, zoals gele mosterd, bladrammenas, bladkool en facelia, vertonen een snelle en uitgesproken bovengrondse groei met een aanzienlijke stikstofopname.  Ze vormen een soms indrukwekkende penwortel, maar door het geringe aantal zijwortels is hun bijdrage aan de organische-stofvoorziening van de bodem meestal minder groot.

Grasachtige groenbedekkers, zoals Italiaans of Engels raaigras, rogge of haver, kennen een vlotte opkomst met een hoge, maar langzame stikstofopname. Dankzij een uitgesproken wortelontwikkeling leveren grasachtige groenbedekkers een flinke bijdrage aan de organische stofvoorziening van de bodem.

Tabel 1: Categorieën van groenbedekkers en hun belangrijkste eigenschappen. (Bron: BDB, 2011, organische stof de essentie van bodemkwaliteit)

Vlinderbloemige groenbedekkers, zoals klaver, wikken en lupinen, vertonen een snelle en uitgesproken bovengrondse groei. Bovendien kunnen ze een aanvulling op de bemesting vormen, dankzij hun stikstofbindend vermogen.  Het wortelstelsel van vlinderbloemigen bestaat uit een omvangrijk stelsel van dunne, maar soms toch diepreikende wortels. Hun bijdrage aan de organische-stofvoorziening is erg gewasafhankelijk maar in het algemeen eerder gering.

Aanvoer effectieve organische koolstof

Bladrijke groenbedekkers hebben vaak een diepe penwortel, deze kan zeer nuttig zijn bij het doordringen van verdichte lagen maar zorgt ervoor dat ze ondergronds doorgaans minder ontwikkeld zijn dan de grasachtige groenbedekkers. Deze grasachtigen ontwikkelen een enorm wortelstelsel in de bovenste bouwlaag, en hebben daardoor een veel grotere bijdrage aan de opbouw van organische koolstof. Dit komt ook duidelijk naar voor uit Tabel 2. Bij grasachtige groenbedekkers wordt bijna evenveel droge stofopbrengst gehaald ondergronds (>40%) in vergelijking met bovengronds. Dit is duidelijk minder bij de bladrijke groenbedekkers zoals gele mosterd waar slechts 21% van de droge stofopbrengst wordt behaald met de ondergrondse ontwikkeling.

Tabel 2: Gemiddelde droge stofopbrengst van een normaal ontwikkelde groenbedekker uitgezaaid in het najaar (bron: Hermans et al., 2010).

In Tabel 3 wordt weergegeven hoeveel effectieve organische koolstof (EOC) de verschillende groenbedekkers kunnen bijbrengen aan de bodem bij een normale gewasontwikkeling. Wanneer we dit vergelijken met de aanvoer door de oogstresten van de hoofdteelt blijkt duidelijk dat via groenbedekkers heel wat extra aanvoer van EOC kan gerealiseerd worden. Bovendien wordt deze aanvoer van organisch materiaal gerealiseerd zonder aanvoer van externe nutriënten zodat het inzaaien van groenbedekkers niet beperkt wordt door de geldende bemestingsnormen. Ook bij de vergelijking met de aanvoer van effectieve organische koolstof uit dierlijke mest blijkt een duidelijke hogere aanvoer door groenbedekkers. Het is pas bij gebruik van organische meststoffen zoals compost of stalmest dat de meeste groenbedekkers op een lager niveau blijven zitten.

Tabel 3: Aanvoer aan effectieve organische koolstof, bron: code goede praktijk bodembescherming, 2015.

Balans op perceelsniveau, voorbeeld

Om bovenstaande tabellen nog wat verder te duiden wordt in Tabel 4 een voorbeeld gegeven van de opbouw van organisch materiaal voor een teeltrotatie van suikerbieten, wintertarwe en hakselmaïs. Het betreft hier een zandleem perceel met een goede startsituatie van 1.47 %OC. Op ieder perceel wordt er jaarlijks organisch materiaal afgebroken door de natuurlijke processen die in de bodem plaatsvinden en waarbij het aanwezige bodemleven (schimmels, bacteriën en andere) een cruciale rol speelt. Bij de jaarlijkse afbraak van het organisch materiaal komen dan ook heel wat voedingselementen vrij die door de planten kunnen opgenomen worden. Voor onderstaand zandleem perceel met een organische koolstofgehalte van 1,47% wordt er gemiddeld jaarlijks 1120 kg/ha effectieve organische koolstof afgebroken. Deze perceelsspecifieke waarde kan de landbouwer terugvinden op zijn analyseverslag van het bodemstaal als het gaat om een standaard bouwvooranalyse.

Bij rotatie 1 worden er geen groenbedekkers ingezaaid en is de enige aanvoerpost van organisch materiaal de oogstresten van de suikerbieten, wintertarwe en hakselmaïs. Uit de balans, die negatief is (-870 kg EOC/ha), blijkt dan ook dat dit niet voldoende is om de jaarlijkse afbraak aan organisch materiaal te compenseren. Bij rotatie 2 wordt er na de wintertarwe gele mosterd ingezaaid en na de hakselmaïs italiaans raaigras. Door de inzaai van deze groenbedekkers wordt de balans voor effectieve organische koolstof positief (190 kg EOC/ha) en zien we heel duidelijk het positieve effect van deze groenbedekkers. Bij dit voorbeeld werd geen rekening gehouden met organische bemesting: als er op dit perceel ook nog wat dierlijke mest gebruikt zou worden, bijvoorbeeld drijfmest voor de suikerbieten of maïs, dan zou de organische stofbalans verder kunnen opgebouwd worden.

Tabel 4: Balansberekening aanvoer effectieve organische koolstof (kg/ha) op basis van natuurlijke afbraak en aanvoer uit oogstresten. Rotatie 1 zonder groenbedekkers, rotatie 2 met groenbedekkers.

Besluit

Het is duidelijk dat een optimale organische stofvoorziening mee de basis vormt voor een goede bodemkwaliteit. Een van de beheermaatregelen die landbouwers hierin makkelijk zelf kunnen nemen, is de inzaai van groenbedekkers zodat percelen zo weinig mogelijk onbeteeld blijven. Naast de opbouw van organische stof hebben deze groenbedekkers nog andere belangrijke functies, zoals de opname van stikstof als vanggewas en de vrijstelling ervan wanneer het een groenbemester wordt. Al deze positieve functies van groenbedekkers komen maar tot uiting bij een voldoende ontwikkeling van het gewas, hier vormt een tijdige inzaai onder gunstige omstandigheden een belangrijke sleutel tot succes.

Meer weten?

Heb je na het lezen van dit artikel nog specifieke vragen? Aarzel dan niet om ons te contacteren: Davy.Vandervelpen@b3w.vlaanderen.be