Effecten van organische stofaanvoer op bodem en productie

Dat een goede bodem de basis is voor een goede opbrengst wordt de laatste tijd weer meer erkend. Onvoldoende organische stof in de bodem en onvoldoende aanvoer van organische stof kan leiden tot een slechte bodemvruchtbaarheid. Voor een hoge productie, vooral ook op lange termijn is een goed organische stofbeheer erg belangrijk.
Met de huidige mestwetgeving is echter de aanvoer van organische stof met mest beperkt. Door het slim inzetten en combineren van diverse maatregelen kan het organisch stofgehalte op peil worden gehouden, waarmee de gewasproductie wordt verbeterd en kosten kunnen worden gespaard. Tevens kan zo de kwaliteit van bodem op lange termijn gehandhaafd worden en het milieu worden ontzien.

Goede bodem basis voor goede opbrengst

De bodem is de basis voor een goede opbrengst en kwaliteit van gewassen. De chemische, biologische en fysische eigenschappen van de bodem bepalen de randvoorwaarden om het plantgroei te stimuleren: de beschikbaarheid van zowel nutriënten, water en lucht als ook het onderdrukken van plantenziektes. Hoe beter die randvoorwaarden, des te minder hoeft de teler te doen om tot een goede gewasopbrengst te komen.

De kwaliteit van de bodem staat echter onder druk. Nauwe rotaties geven meer risico op bodemgebonden ziekten en plagen. Schaalvergroting leidt tot verminderde aandacht per vierkante meter en versleping van bodemziekten. Zware mechanisatie en het laat in het seizoen oogsten onder slechte omstandigheden bederven de bodemstructuur. Onvoldoende aanvoer van organische stof en micronutriënten leiden tot een afnemende bodemvruchtbaarheid.
Het lastige is dat veranderingen in de bodemkwaliteit zich vaak langzaam voltrekken en hierdoor lang onopgemerkt kunnen blijven. Vroeg of laat wordt echter een grens bereikt waarbij ook de productiviteit afneemt. Een duurzaam beheer van de bodem zorgt voor handhaving van het productievermogen op de lange termijn.

Er gebeurt momenteel veel onderzoek naar het verbeteren van de bodemkwaliteit. In een serie van drie artikelen willen we de laatste stand van zaken uit het onderzoek geven over welke maatregelen kunnen worden genomen. Dit artikel is gericht op organische stofaanvoer en bemesting. De andere artikelen zijn gericht op [INVALID URL] en [INVALID URL].

Aanvoer van organische stof

Organische stof kan worden aangevoerd met organische mest van buiten het perceel of via gewasresten en groenbemesters die op het perceel groeien. De hoeveelheid organische stof die wordt aangevoerd hangt af van de soort organische meststof, gewasrest of groenbemester.
Het op peil houden van het organische stofgehalte van de bodem is belangrijk om verschillende redenen. Zoals het verbeteren van de bodemvruchtbaarheid en de aanvoer van mineralen, het verbeteren van de bodemstructuur, watervasthoudend vermogen, buffering van mineralen en als laatste het stimuleren van het bodemleven, wat o.a. leidt tot het verbeteren van de weerbaarheid tegen ziekten en plagen. De effecten van organische stofaanvoer op deze doelen wordt hieronder besproken, behalve de effecten van organische stof op de bodemweerbaarheid. Deze worden behandeld in het artikel over bodemweerbaarheid. Tot slot wordt ook het effect van organische stofaanvoer op productie en op maatschappelijke diensten beschreven.

Op peil houden organische stof

Jaarlijks wordt 1 tot 4% van de organische stofvoorraad afgebroken. Als vuistregel wordt meestal 2% gehanteerd. De hoeveelheid afbraak is afhankelijk van grondsoort, grondbewerking, bemestingshistorie, samenstelling van de organische stof en organisch stofgehalte. Veel grondbewerking zorgt voor meer afbraak van organische stof (zie artikel rond grondbewerking en bodem). De samenstelling van de organische stof bepaalt mede de waarde. Bij een hoog gehalte aan 'oude' organische stof, zoals b.v. op veen- en dalgronden zal de afbraak beperkt zijn, terwijl verse organische stof uit resten van mest of gewas veel sneller afbreekt, omdat deze nog veel voedingstoffen voor snel groeiende bacteriën bevat.

Er is geen algemeen advies voor een ideaal organisch stofgehalte van de grond. Er worden wel minimumgehaltes genoemd van 2-3% maar deze zijn niet goed onderbouwd. Algemeen wordt daarom geadviseerd om het organische stofgehalte op peil te houden. De vraag is wel of een bepaald organische stofgehaltes perse in stand moet worden gehouden. Met de huidige mestwetgeving is dit nauwelijks mogelijk. Uit gegevens van BLGG blijkt dat organische stofgehaltes in de periode 1984-2004 gemiddeld genomen niet zijn gedaald. Modelberekeningen, ervaringen op proefbedrijven en individuele berichten uit de praktijk geven wel aanwijzingen dat het organisch stofgehalte op individuele bedrijven daalt. Zo is het organisch stofgehalte tussen 1994 en 2004 op PPO-proefbedrijf Vredepeel met 1% gedaald.

Bij de aanvoer van organische stof wordt niet zozeer gekeken naar de totale hoeveelheid aangevoerde organische stof, maar naar de effectieve organische stof (EOS): de hoeveelheid organische stof die één jaar na toepassing nog over is (tabellen 2 en 3). Bij een organische stofgehalte van 2% en een afbraakpercentage van 2% moet 1.500 kg EOS per ha per jaar worden aangevoerd om het organisch stofgehalte op peil te houden (zie tabel 1). Dit wordt als vuistregel vaak als minimum gebruikt. Bij hogere organische stofgehaltes en/of afbraakpercentages ligt de benodigde aanvoer uiteraard veel hoger.

Het is belangrijk om zicht te hebben op het afbraakpercentage van organische stof van de eigen percelen. BLGG kan met haar bemestingswijzer bouwland een schatting geven van de afbraak van organische stof. In combinatie met het berekenen van de effectieve organische stofaanvoer wordt duidelijk of voldoende organische stof wordt aangevoerd.

De aanvoer van EOS op een perceel wordt berekend door de aangevoerde EOS met organische meststoffen op te tellen bij de EOS van de gewasresten en groenbemesters op een perceel. In tabel 2 staan kengetallen voor de EOS-aanvoer van organische meststoffen. Varkensdrijfmest heeft weinig EOS, runderdrijfmest meer en compost heeft de hoogste aanvoer van EOS per ton. De aanvoer van organische meststoffen wordt wel beperkt door de wettelijke regels. Daarom is ook aangegeven hoeveel van elke meststof volgens de wet kan worden aangewend en hoeveel EOS, stikstof en fosfaat daarmee wordt aangevoerd. Voor compost hoeft wettelijk slechts de helft van de aangevoerde hoeveelheid fosfaat te worden meegeteld. Met compost kan dus nog veel EOS worden aangevoerd binnen de mestwetgeving ten opzichte van wat nodig is om de afbraak te compenseren. Varkensdrijfmest kan maar een klein deel van de benodigde aanvoer invullen.

In tabel 3 staat de EOS-aanvoer van een aantal belangrijke gewasresten en groenbemesters. In de meeste bouwplannen wordt meer EOS aangevoerd met gewasresten en groenbemesters dan met varkensdrijfmest. Maar de verschillen tussen gewassen in EOS-aanvoer zijn groot. Bij aardappelen, maïs en veel groentegewassen worden vrijwel het hele gewas afgevoerd of is het aandeel achterblijvende wortelresten beperkt. Gras en graan (zeker met achterlaten van stro) en b.v. bieten en koolgewassen laten veel meer organische stof achter. Daarnaast kan met de teelt van groenbemesters worden gezorgd voor een extra aanvoer van organische stof. Een goed geslaagde groenbemesters kan meer dan 50% van de afgebroken organische stof aanvullen.
Uitgebreide informatie over EOS-aanvoer van meststoffen, gewasresten en groenbemesters is te vinden op de site van BLGG.

Wanneer de EOS-aanvoer te laag is, zijn er de volgende mogelijkheden om de EOS-aanvoer te verhogen:

• Dierlijke mest met een laag gehalte aan EOS per kg fosfaat vervangen door dierlijke mest met een hoger gehalte, bijvoorbeeld de vervanging van varkensdrijfmest door runderdrijfmest. Knelpunt is vaak de beschikbaarheid van meststoffen met een hoger gehalte;
• Dierlijke mest vervangen door compost of champost. Knelpunt ook hier is de beschikbaarheid van deze meststoffen. Daarnaast moet voor compost worden betaald en is vanwege de lage stikstofwerking extra stikstofkunstmest nodig;
• Meer (goed ontwikkelde) groenbemesters telen. Knelpunt is vaak het gebrek aan ruimte in een vruchtwisseling om nog een goede groenbemester te kunnen telen. Een aanzienlijk deel van de gewassen wordt te laat geoogst om nog een geslaagde groenbemester in te zaaien. Daarnaast wordt de keuze van groenbemesters, met name op zandgronden, beperkt door de risico’s op aaltjesvermeerdering;
• Op het veld achterlaten van het stro van de graangewassen. Nadeel is dat dit op korte termijn geld kost;
• Meer gewassen in de rotatie op te nemen die veel effectieve organische stof nalaten via de gewasresten. Granen en grassen laten meer effectieve organische stof na dan rooivruchten. Bovendien kan er na de teelt van graan tijdig een groenbemester worden gezaaid. De opname van meer granen in de rotatie is bedrijfseconomisch echter niet aantrekkelijk vanwege het relatief lage saldo van deze gewassen;
• Gebruiken van andere organische bronnen van het bedrijf op de percelen zoals berm- en slootmaaisel en snoeiafval, eventueel na compostering (figuur 1).

Het verhogen van de EOS-aanvoer gaat soms ten koste van het korte termijn economisch resultaat. De verwachting is echter dat op de langere termijn de extra kosten worden terugverdiend door een betere bodemkwaliteit en hogere opbrengsten.

Een éénmalige verhoging van het organisch stofgehalte door aanvoer van grote hoeveelheden organische stof is met de huidige mestwetgeving niet of nauwelijks meer mogelijk.

Effecten van organische stofaanvoer op nutriëntenvoorziening

Gewassen kunnen in hun directe nutriëntenbehoefte worden voorzien met alleen kunstmeststoffen, maar dit kan ook voor een deel met organische meststoffen. Nutriënten zijn in organische meststoffen deels direct beschikbaar en deels komen ze door mineralisatie in de loop van de jaren vrij. Ook uit gewasresten en groenbemesters komen weer nutriënten beschikbaar voor de groei van volggewassen. De snelheid van vrijkomen is verschillend per element en per soort organische meststof (zie ook stikstofwerking in tabel 1). Stikstof uit drijfmest mineraliseert grotendeels in het eerste jaar. Stikstof uit compost heeft daar jaren voor nodig. Echter wanneer regelmatig compost wordt aangevoerd, kan de totale werking van de compost vergelijkbaar zijn of hoger dan een eenmalige drijfmesttoediening. Bij een voldoende aanvoer van EOS is het gunstig organische meststoffen te kiezen met een nutriëntensamenstelling die past bij de behoefte van het gewas of bouwplan. In tegenstelling tot een eenzijdige kunstmestbemesting wordt met organische mest tevens sporenelementen aangevoerd.

Effecten van organische stofaanvoer op structuur

Organische stof is van groot belang voor de bodemstructuur, verkruimelbaarheid, slempgevoeligheid, vochthoudend vermogen en de bewerkbaarheid van de grond. De invloed van de organische stof op de bodem is afhankelijk van de grondsoort:

• Bij kleigrond zorgt de organische stof voor een betere lucht- en waterhuishouding en bewerkbaarheid;
• Bij zavel zorgt de organische stof voor een betere lucht- en waterhuishouding en een mindere slempgevoeligheid;
• Bij zand zorgt de organische stof voor meer beschikbaar vocht, een mindere droogtegevoeligheid, een beter vasthouden van voedingstoffen en het binden van de zanddeeltjes, hoewel organische stof niet aan de verkruimelbaarheid bijdraagt;
• Bij dalgrond zorgt de organische stof voor een betere binding van de gronddeeltjes, een mindere stuifgevoeligheid en voor een betere beschikbaarheid van vocht.

Op percelen met hoge organische stofgehaltes is door een hogere infiltratiesnelheid minder kans op plasvorming. Ook blijkt de aggregaatstabiliteit hoger te liggen: de bodem heeft meer weerstand tegen verslemping, bijvoorbeeld bij extreme neerslag. Het waterhoudend vermogen ligt 2 tot 3% hoger.

Een hoger organisch stofgehalte zorgt voor meer vochtleverend vermogen, hoewel het effect beperkt is en varieert met het bodemtype. Op zandgronden is het effect het grootst, maar het verzorgt ook hier niet meer dan 15% van de variatie in bodemvocht. In bodems met een fijne textuur, zoals klei, zorgt organische stof voor een afname in volumedichtheid, toename in poriegrootte en is een groter deel van de poriën gevuld met lucht, waardoor het vochthoudend vermogen zelfs kan afnemen.

Effecten van organische stofaanvoer op opbrengst

De effecten van organische stofaanvoer op opbrengst zijn vaak lastig vast te stellen. In langjarig onderzoek is soms wel, soms geen verschil in opbrengst tussen verschillende hoeveelheden en of soorten organische stof vastgesteld.

Op de zandlocatie Vredepeel is in het project Nutriënten Waterproof vastgesteld dat na 10 jaar geen organische mest aanvoeren de opbrengsten gemiddeld 3 tot 5 procent lager waren. Er waren echter wel verschillen tussen gewassen en percelen. Zo waren de verschillen groot bij aardappel en mais en afwezig bij suikerbieten, ondanks duidelijke verschillen in de gewasstand (figuur 2).

Ook gaf het ene perceel een groot verschil en het andere perceel een klein verschil. Daarnaast is er een groot verschil vastgesteld tussen de percelen binnen Nutriënten Waterproof met organische mest en de praktijkpercelen op het proefbedrijf. De percelen binnen Nutriënten Waterproof hebben al 20 jaar een beperkte organische bemesting gehad. De opbrengst binnen Nutriënten Waterproof was ongeveer 10% lager dan op de praktijkpercelen. Dit geeft indicaties dat een lagere aanvoer van organische stof door een strenger mestbeleid op termijn tot lagere opbrengsten kan leiden.

Ook in maïsproeven op AverHeino is vastgesteld dat de opbrengst na een aantal jaar achteruitgaat bij langjarige lagere organische mestgiften. De afname in opbrengst is groter dan wat op basis van het verschil in stikstof en fosfaataanvoer mag worden verwacht. In proeven op klei (OBS Nagele) en löss (Wijnandsrade) zijn na 7 tot 10 jaar geen verschillen in opbrengsten aangetoond tussen vruchtwisselingen met alleen kunstmest en met dierlijke mest. Oorzaken kunnen liggen in verschillen in bodemeigenschappen als grotere buffering of lagere organische stofafbraak.

Effecten van organische stof op maatschappelijke diensten

Naast effecten op productie heeft organische stof positieve effecten op een aantal maatschappelijke diensten, zoals klimaatverandering, waterkwaliteit, biodiversiteit en waterberging. Verhogen van het organisch stofgehalte legt koolstof in de bodem vast en dat verlaagt het broeikasgaseffect. Zo spelen ons bodems een erg belangrijke rol voor het klimaat. Voor een blijvend resultaat moet dit verhoogde organische stofgehalte wel in stand worden gehouden met blijvend hoge aanvoer van organische stof.

Organische stof bindt nutriënten en water. Door een hoger organisch stofgehalte kunnen meer nutriënten worden gebonden en kan meer water worden vastgehouden. Dit beperkt de uit- en afspoeling van nutriënten en zorgt voor een betere waterberging in een perceel. Hierdoor verbetert de waterkwaliteit en zijn minder problemen met wateroverlast of droogte te verwachten.

Tot slot zorgt organische stof voor een rijk en gevarieerd bodemleven. Dit zorgt voor een grotere biodiversiteit in het algemeen, dat deels ook effect heeft op het bestrijden van ziekten en plagen. Zie hiervoor ook het artikel rond bodemweerbaarheid.