Hulpmeststoffen: Effect van gespreide mestgift op stikstofdynamiek in de bodem & opbrengst en kwaliteit van zomertarwe

In 2007 en 2008 heeft het Louis Bolk Instituut onderzoek gedaan naar de eigenschappen van hulpmeststoffen die gebruikt kunnen worden in de biologische landbouw. Enerzijds is er in de biologische akkerbouw behoefte aan organische hulpmeststoffen die in het voorjaar de benodigde stikstof snel en precies bij de plant kunnen brengen, anderzijds is er vanuit de sector een groeiende kritiek op het gebruik van een aantal van deze hulpmeststoffen en wordt gezocht naar alternatieven.
Dit verslag betreft het onderzoeksjaar 2008, voor het jaar 2007 wordt verwezen naar de eerdere projectrapportage (Cuijpers en Hospers-Brands, 2008). In 2007 is een brede set van 12 hulpmeststoffen onderzocht. In 2008 is van een beperkte selectie van deze hulpmeststoffen nader onderzocht hoe de toepassing verder verbeterd kan worden met het oog op de productkwaliteit van tarwe. De vraagstelling was wat het effect van een gespreide mestgift - met een zo efficiënt mogelijke stikstoftoediening, deels bij uitstoeling en deels bij de bloei - op de kwaliteit van zomertarwe is. 

De meststoffen zijn toegepast op een biologisch bedrijf op kalkrijke zeeklei (26% lutum en 6,6% koolzure kalk) met een organische stofgehalte van 4,4% in de bovengrond (0-30 cm) en 6,7% in de ondergrond (30-60 cm). Als voorvrucht heeft er een teelt doperwt gestaan in 2007, gevolgd door een najaarsteelt van broccoli. Na de doperwt is er met 8 ton/ha kippenmest bemest.
De onderzochte meststoffen zijn Vinasse, Monterra 5-1-5 (‘Maltaflor’), een biologische kippenmest en een digestaat uit co-vergisting. Van al deze meststoffen is het verschil onderzocht tussen een éénmalige bemesting met 120 kg N/ha op het moment van uitstoelen, en een gespreide bemesting waarbij 80 kg N/ha bij uitstoeling werd gegeven, en daarna nog 40 kg N/ha vlak voor de bloei. De proef is aangelegd in een volledig gewarde blokkenproef met 4 herhalingen. De tarwe is gezaaid in week 8. In week 15 zijn de proefveldjes aangelegd, waarbij elk veld met een bemestingsvariant vervolgens in tweeën is gesplitst. Daarbij bleef de helft van het veld met tarwe begroeid, en is de andere helft door schoffelen en rotorkopeggen braak gehouden.

De gemiddelde opbrengst in de bemestingsproef is 7,3 ton/ha (gestandaardiseerd naar 15% vocht). De opbrengst varieert van 6,4 ton/ha (onbemeste controle) tot 7,8 ton/ha (Monterra 5-1-5, enkele gift). De onbemeste controle (6,4 ton/ha) en de gespreide giften Monterra (6,8 ton/ha) en vinasse (7,0 ton/ha) hebben tot significant lagere opbrengsten leiden dan de eenmalige gift van Monterra (7,8 ton/ha) en vinasse (7,6 ton/ha). Bij de behandelingen met kippenmest en digestaat zijn er geen opbrengstverschillen tussen een enkele of een gespreide gift. Dit leidt tot de hypothese dat bij Monterra en vinasse andere voedingsstoffen dan stikstof (mogelijk fosfaat) limiterend zijn geweest voor de gewasgroei bij uitstoeling.

De tarwekwaliteit is in de hele proef aan de lage kant. In het algemeen leidt een gedeelde gift nooit tot significant lagere eiwitgehalten of Zeleny sedimentatiewaarden, maar in sommige gevallen wel tot significant hogere eiwitgehalten of sedimentatiewaarden. De eiwitgehaltes variëren van 8,6 (onbemeste controle) tot 11,7 (gedeelde gift vinasse). Een gedeelde gift geeft bij Monterra 5-1-5 en bij digestaat een significante verhoging van het eiwitgehalte met 0,5-0,6%. Omdat de waarden rond de ondergrens voor baktarwe schommelen, kunnen deze kleine percentages wel relevant zijn. De Zeleny sedimentatiewaarden liggen tussen de 27,3 ml (controle) en 47,5 ml (Vinasse, gedeelde gift). Alleen bij de Vinasse is er een significant verschil tussen de enkele gift van Vinasse (45 ml) en de gespreide gift (47,5 ml). Alleen de vinasse behandelingen hebben een sedimentatie-waarden boven de 40 ml en daarmee een goede bakkwaliteit. Het valgetal van de tarwe varieert van 232 (onbemeste controle) tot 316 (gedeelde gift Vinasse). Alle bemeste varianten liggen boven de minimum ondergrens voor de maalindustrie van 250. Er zijn significante verschillen tussen de meststoffen. De enkele gift digestaat scoort daarbij het slechtste, de beide vinasse behandelingen en de gespreide gift van Monterra scoren het beste. Het hectolitergewicht van de tarwe varieert van 77 (digestaat, gedeelde gift) tot 83 (kippenmest, enkele gift). Alleen de gespreide gift van digestaat geeft een significant lager hectolitergewicht, maar heeft ook een opvallend grote standaardfout.

In de modellering van de stikstofdynamiek met NDICEA zijn de braakveldjes zeer behulpzaam om een eerste inschatting van de initial age van de meststoffen te maken. Vervolgens is met behulp van de tarwe modellering voor een aantal meststoffen deze waarde iets bijgesteld, zodat beide modelleringen een redelijk resultaat gaven. De modellering geeft ook aanleiding om te veronderstellen dat er bij sommige meststoffen een vertragend effect optreedt door het bovengronds strooien (zonder inwerken) van de meststoffen. Daarnaast zijn er met de modellering inschattingen gemaakt voor de percentages van de minerale stikstof die door inefficiënt aanbrengen van de meststof verloren gaan. Met name bij kippenmest en digestaat lijkt dit het geval te zijn, bij Monterra en vinasse lijkt geen of weinig van de minerale stikstof verloren te gaan.

Inleiding

Achtergrond

In 2007 en 2008 heeft het Louis Bolk Instituut onderzoek gedaan naar de eigenschappen van een twaalftal hulpmeststoffen die gebruikt kunnen worden in de biologische landbouw. Enerzijds is er in de biologische akkerbouw behoefte aan organische hulpmeststoffen die in het voorjaar de benodigde stikstof snel en precies bij de plant kunnen brengen. Anderzijds is er vanuit de sector een groeiende kritiek op het gebruik van een aantal van deze hulpmeststoffen. Met name hulpmeststoffen afkomstig uit de gangbare intensieve veehouderij (verenmeel, bloedmeel) staan onder vuur. Maar ook veelgebruikte meststoffen zoals vinasse zijn aan kritiek onderhevig; het zijn restproducten afkomstig uit de gangbare sector, welke vaak de nodige chemische bewerkingsstappen hebben ondergaan. Anderzijds liggen er potenties bij meststoffen die uit de biologische sector zelf komen, zoals biologische kippenmesten, in het streven naar gebruik van 100% biologische mest. Hier kleven echter andere bezwaren aan die niet eenvoudig te verhelpen zijn: met name de slechte stikstof-fosfaat verhouding. En tenslotte komen er met nieuwe technologische ontwikkelingen ook nieuwe meststoffen de sector binnen, zoals digestaat als restproduct van biovergisting. Binnen de sector is enerzijds behoefte aan praktische informatie over de inzet van meststoffen, zoals de snelheid waarmee de stikstof uit de meststoffen vrijkomt. Anderzijds is ook behoefte aan een afweging van de ecologische principes die we als uitgangspunt willen nemen voor de keuze van meststoffen in de biologische landbouw.

Fasering

Het onderzoek is opgezet in twee fases (2007 en 2008). In het eerste jaar is de werkzaamheid van een twaalftal hulpmeststoffen onderzocht. Voor de verslaglegging hiervan wordt verwezen naar de betreffende rapportage (Cuijpers en Hospers-Brands, 2008). In het tweede jaar is uit deze hulpmeststoffen een selectie gemaakt van de meest veelbelovende hulpmeststoffen. Hieraan is onderzocht hoe hun gebruik zodanig geoptimaliseerd kan worden, dat de grootte en timing van de stikstofgift tot een optimale kwaliteit van het gewas leidt. Tevens is er een brochure over hulpmeststoffen voor telers gemaakt, met daarin de belangrijkste conclusies uit het onderzoek, en een overzicht van de belangrijkste afwegingen bij het gebruik van hulpmeststoffen binnen een biologische bedrijfsvoering.

Doelstelling

De doelstelling van het onderzoek in het eerste jaar was een zo goed mogelijke karakterisering van de meststoffen wat betreft nutriënteninhoud en het vrijkomen van minerale stikstof in de bodem gedurende het groeiseizoen, door middel van een veldexperiment. Hierbij werd gekeken naar het effect van meststoffenkeuze op de opbrengst en kwaliteit van de tarwe.
In het tweede jaar is er verder gewerkt met een beperkte set van 4 veelbelovende hulpmeststoffen. De doelstelling van het onderzoek in het tweede jaar was het bepalen van het effect van het toedieningstijdstip van deze hulpmeststoffen op de opbrengst en kwaliteit van zomertarwe. Een tweede doelstelling was het karakteriseren van de meststoffen met behulp van hun mineralisatiesnelheid (en de technische parameter de ‘initial age’), zodat telers van deze informatie gebruik kunnen maken wanneer ze met het praktijkmodel van NDICEA werken om hun bemesting en bodemkwaliteit te optimaliseren. Het eerste jaar was het niet mogelijk gebleken om de modellering met NDICEA voldoende adequaat uit te voeren, en dus om de mineralisatiesnelheden te karakteriseren, door de extreem droge weersomstandigheden en zeer lage opbrengsten. Deze modellering is het tweede jaar wel uitgevoerd. Om deze karakterisering goed uit te voeren is zowel het eerste als het tweede jaar gewerkt met braakveldjes naast de tarweveldjes.

Onderzoeksopzet

Proefopzet

Het bemestingsexperiment is aangelegd in zomertarwe (ras: Thasos), omdat dit een gewas is dat afhankelijk van de bemesting duidelijk zichtbare kwaliteitsverschillen laat zien. De proef is uitgevoerd op een biologisch akkerbouwbedrijf in Zeewolde (Flevoland), op matig zware zeeklei met 26% lutum in de bovengrond en 29% in de ondergrond. Het organische stofgehalte van het perceel bedraagt 4,4% in de bovengrond en 6,7% in de ondergrond. De bodem is kalkrijk (6,6% CaCO2 in de bovengrond en 5,9% in de ondergrond) en heeft een pH van 7,2.
De voorgeschiedenis van het perceel is in 2006 een teelt van rode bieten, met een opbrengst van 65 ton/ha. Vervolgens is in 2007 doperwt geteeld (opbrengst 5 ton/ha) met als nateelt broccoli (opbrengst 12 ton/ha). Voorafgaand aan de rode bieten en de broccoli is er bemest met 8 ton/ha kippenmest. Na afloop van de broccoliteelt is er niet geploegd, maar wel gespit.
De tarwe is gezaaid op 18/19 februari 2008 (week 8). De 8 varianten (4 hulpmeststoffen * 2 bemestingsmomenten) en het controle veld zonder hulpmeststoffen zijn in 4 herhalingen neergelegd volgens een volledig gewarde blokkenproef. Elk veld is vervolgens in tweeën gedeeld, waarbij de helft van de velden begroeid is met tarwe, en de andere helft door middel van branden en schoffelen kaal is gehouden. In totaal zijn dus 18 behandelingen in viervoud aangelegd. De veldjes zijn aangelegd in het ingezaaide perceel. In eerste instantie (tot week 17) heeft er dus ook in de braakpercelen tarwegroei plaatsgevonden. Vervolgens is een aantal weken het veld goed braak gehouden door schoffelen en rotorkopeggen. Vanaf circa week 23 is er langzaam weer onkruidgroei opgetreden. De tarwe is geoogst op 5 augustus 2008 (week 32).

Hulpmeststoffen

Selectie meststoffen  In het eerste jaar van het onderzoeksproject zijn 12 verschillende hulpmeststoffen onderzocht. Een uitgebreide beschrijving van de uitgangsproducten van deze hulpmeststoffen staat vermeld in de projectrapportage van 2007. Naar aanleiding van de resultaten in 2007, zijn in 2008 met behulp van de Productwerkgroep Akkerbouw en Vollegrondsgroente een beperkt aantal meststoffen voor vervolgonderzoek geselecteerd. Monterra 5-1-5 (Maltaflor) is meegenomen omdat deze korrelmeststof volledig plantaardig is, toegestaan in de BD-landbouw, en de belangrijkste component uit een relatief milieuvriendelijke gangbare teelt afkomstig is: namelijk moutkiemen van gerst. Daarnaast bevat Monterra 5-1-5 ook een kleine hoeveelheid vinasse. Biologische kippenmest is meegenomen als enige volledig biologische meststof, waarvan het gebruik voor de praktijk echter nog geoptimaliseerd moet worden, onder andere vanwege de ongunstige N:P-verhouding. In de proef is kippenmest van een biologisch pluimveebedrijf gebruikt, dat sinds 2007 een mestdrooginstallatie in de stallen heeft. Hiermee wordt de mest snel gedroogd, waarna de mest nog verder wordt gedroogd in een container waarbij met een ventilator lucht van onderen door de mest wordt geblazen. Hierdoor kunnen heel gunstige N:P verhoudingen in het eindproduct ontstaan. Op het moment van gebruik van de kippenmest was deze echter nog niet zo droog als normaliter het geval is. Digestaat is meegenomen omdat dit een relatief onbekende meststof is in de biologische sector, die potentieel interessant kan zijn, zeker wanneer de uitgangsmaterialen van biologische herkomst zijn. Vinasse is meegenomen als een veelvuldig door telers gebruikte meststof, en kan als zodanig als referentiepunt dienen.

Analyse meststoffen  De meststoffen zijn voorafgaand aan de proef door Altic geanalyseerd op nutriënten inhoud, droge stofgehalte, organische stofgehalte en C/N verhouding. Met het oog op de opbrengstverwachting van 7 ton/ha en het verwachte stikstofleverend vermogen van de organische stof, is gekozen voor een bemesting met 120 kg N-totaal (N-organisch en N-mineraal) per ha. Hierbij is geen rekening gehouden met de verschillen in mineralisatiesnelheid tussen de verschillende meststoffen. De hoeveelheid toegediende meststoffen per veldje is berekend op basis van de actuele analyseresultaten. Voor de tweede bemestingsronde (tijdens de bloei) in de varianten met gespreide mestgift, is een gedeelte van de mest gedurende 7 weken bewaard. De kippenmest kon tijdens deze periode aan de lucht drogen, en het digestaat is in een niet geheel afgesloten vat bewaard in verband met verdergaande vergisting. Om deze reden zijn deze twee meststoffen direct voorafgaand aan de tweede bemestingsronde nog een tweede keer geanalyseerd. De vinasse in de tweede bemestingsronde was van een andere levering dan in de eerste bemestingsronde, en is ook de tweede keer apart geanalyseerd. Aangenomen werd dat de Monterra 5-1-5 als korrelmeststof geen verandering zou ondergaan gedurende de bewaarperiode.

Toedieningswijze en tijdstip  In zomertarwe wordt, met het oog op eiwitgehalte, in het algemeen gekozen voor twee bijmestmomenten: één na de uitstoeling en de ander op het moment van de bloei. In het bemestingsexperiment is gekeken naar het effect van een gespreide mestgift ten opzichte van een enkele gift op het moment van uitstoeling. In de bemestingsproef zijn alle meststoffen oppervlakkig opgebracht en niet ondergewerkt.

Opbrengstbepaling

De veldjes zijn afzonderlijk geoogst met behulp van een proefveldcombine. Vervolgens is het versgewicht bepaald en is een gedeelte van het graan opgestuurd naar Krijger en Molenaars voor onder andere een droge stofanalyse. De opbrengst van de tarwe is teruggerekend naar een vochtgehalte van 15%. De stikstofinhoud van de tarwe is berekend uit het eiwitgehalte (factor 5.7).
De stro-opbrengst is direct bij de oogst op het veld bepaald. Daarnaast is de gemiddelde stoppelhoogte in het veld bepaald, om de totale bovengrondse biomassa te kunnen bepalen. Vervolgens is het stro gedroogd op de droogvloer bij 23 °C en opgestuurd naar BLGG voor analyse van het droge stof en N-totaal gehalte. Deze gegevens zijn gebruikt om in NDICEA de droge stofverdeling en stikstofverdeling tussen product en residu te berekenen.
Omdat in de tweede helft van de proef in de braakpercelen nog een forse onkruidgroei plaatsvond, is aan het einde van de proef van 4 veldjes van 1x1 meter de biomassa van het onkruid bepaald, en zijn deze monsters door BLGG geanalyseerd op droge stof en N-totaal gehalte. Over het algemeen was de onkruidgroei gelijkmatig verdeeld over het hele proefveld en is alleen onderscheid gemaakt tussen onbemeste en bemeste veldjes, en tussen veldjes met voornamelijk laagblijvende muur en veldjes met een mengsel van laagblijvende muur en hoogopgaande melde.

Analysemethoden bakkwaliteit

Graanmonsters van alle veldjes zijn door Krijger en Molenaars in Renesse geanalyseerd op eiwitgehalte, Zeleny-sedimentatiewaarde (eiwitkwaliteit), valgetal (alpha-amylase activiteit) en korrelhardheid. Afnemers gebruiken deze waarden om een inschatting te maken van de bakkwaliteit van het graan.

Eiwitgehalte  In het algemeen wordt aangenomen dat een hoger eiwitgehalte van het graan leidt tot een betere bakkwaliteit. Sinds 2005 worden er hogere eisen gesteld aan het eiwitgehalte van biologische baktarwe. De ondergrens voor baktarwe is door marktleider Agrifirm verhoogd van 9% naar 10,5% eiwit; beneden deze grens geldt de prijs voor voertarwe (Osman et al., 2007). Het eiwitgehalte en het vochtgehalte van het graan zijn bepaald met de Foss analyser infratec 1241.

Zeleny-sedimentatiewaarde  De Zeleny-sedimentatiewaarde wordt gezien als een maatstaf voor de kwaliteit en de kwantiteit van de in de tarwe aanwezige glutenvormende eiwitten. De verschillende soorten eiwitten kunnen van elkaar gescheiden worden met verschillende oplosmiddelen. In de Zeleny-sedimentatietest wordt de grootte van de fractie eiwitten gemeten, die neerslaat in een oplossing van melkzuur. Het volume van het sediment is de sedimentatie-waarde. Deze fractie bevat relatief veel eiwitten die een positief effect hebben op de bakkwaliteit. Tarwe met een zeer goede bakkwaliteit heeft een sedimentatiewaarde tussen 50 en 70. Tarwe met een slechte bakkwaliteit heeft een sedimentatiewaarde beneden de 20. Bij een waarde tussen de 30 en 40 is sprake van tarwe met een redelijke bakkwaliteit. In tarweclassificaties wordt ook de verhouding Zeleny/eiwit gebruikt. Voor het ras Lavett is eerder een lineair verband gevonden tussen eiwitgehalte en Zeleny-sedimentatiewaarde (Osman et al, 2007).

Valgetal  Het valgetal van een tarwemonster wordt bepaald volgens de Hagberg-methode en is een maatstaf voor de activiteit van het enzym α-amylase. Daarbij zijn de valgetal waarden omgekeerd evenredig met de α-amylase activiteit: hoe hoger de activiteit, hoe lager het valgetal. Bij ontkieming (schot) neemt de enzymactiviteit toe, wat een kleverig, onverwerkbaar deeg tot gevolg heeft. Dit geeft klef brood met gaten onder de korst. De enzymactiviteit kan ook te laag zijn (hoog valgetal), waardoor er onvoldoende suikers gevormd worden. Een te lage enzymactiviteit kan gecorrigeerd worden door het toevoegen van bijvoorbeeld mout. Een te laag valgetal kan echter niet gecorrigeerd worden. Daarom vraagt de maalindustrie naar tarwe met een valgetal van minimaal 250.

Hectolitergewicht  Het hectolitergewicht wordt bepaald door de dichtheid van het graan, en is een maat voor het bloemrendement. Een grotere en dikkere graankorrel geeft in het algemeen een hoger hectolitergewicht, doordat er meer endosperm aanwezig is. Het endosperm wordt bij vermaling omgezet in fijne bloem. Bij een laag hectolitergewicht levert de tarwekorrel maar weinig bloem. Een hectolitergewicht boven de 77 is gewenst.

Analysemethoden stikstof

Bodemanalyses  Gedurende de teelt zijn er op verschillende momenten grondmonsters genomen uit de bovengrond (0-30 cm). Aan het begin van het seizoen (nulbemonstering) zijn alle veldjes afzonderlijk geanalyseerd op nitraatgehalten in de bovengrond. De ondergrond (30-60 cm) is eenmalig geanalyseerd als mengmonster, om voor de stikstofmodellering met NDICEA een indicatie te hebben voor de uitgangssituatie van de ondergrond. Daarnaast is aan het begin van de teelt ook een mengmonster genomen van de ondergrond en bovengrond, om hieraan een aantal algemene bodemparameters te bepalen (organische stofgehalte, lutum, kalk en pH). In totaal zijn tijdens het groeiseizoen op 4 momenten grondmonsters genomen voor nitraat analyse: de nulbemonstering is uitgevoerd begin april, 2 weken voorafgaand aan de eerste bemesting. Daarna is bemonsterd twee weken na de eerste bemesting, en vlak voor het tweede bemestingsmoment tijdens de bloei. Het was de bedoeling om het vierde grondmonster twee weken na de tweede bemesting te nemen, maar deze bemonstering is twee weken uitgesteld in verband met de langdurige droogte in deze periode, waardoor de grond te hard was om bemonsterd te kunnen worden. Zie Tabel 2 1 voor een overzicht. De monsters zijn gedroogd en gemalen, en vervolgens door middel van CaCl2 (0.01 M) extractie geanalyseerd op het nitraat gehalte.

Tabel 2 1: Overzicht van grondmonsters voor nitraatbepalingen

	Datum	Week
Zaai van de tarwe	18/19 februari	8
Grondmonster 1	8 april	15
Bemesting 1	24 april	17
Grondmonster 2	7 mei	19
Grondmonster 3	11 juni	24
Tweede bemesting	12 juni	24
Grondmonster 4	10 juli (2 weken later dan gepland in verband met droogte)	28
Oogst	5 augustus	32

Modellering stikstofdynamiek

De stikstofmodellering is uitgevoerd met behulp van NDICEA (Nitrogen Dynamics in Crop rotations in Ecological Agriculture) versie 4.59.2. Hierbij zijn historische perceelsgegevens van vruchtwisseling en bemesting gebruikt voor de periode 2006 t/m 2008. Daarnaast zijn algemene bodemparameters als uitgangspunt gebruikt (lutum en organische stofgehalte) die gemeten zijn aan het begin van het seizoen in 2008. De weersgegevens (neerslag, temperatuur en evapotranspiratie) zijn opgevraagd bij DACOM voor het dichtst bij Zeewolde gelegen weerstation. Voor de modellering van de tarwepercelen zijn de opbrengstgegevens, droge stofverdeling en stikstofgehaltes gebruikt zoals die bij de oogst bepaald zijn. Voor de modellering van de braakpercelen is uitgegaan van een optimale gewasgroei van tarwe gedurende de eerste 9 weken. Vervolgens is gebruik gemaakt van de droge stof en stikstofgehaltes van het onkruid zoals die bij de oogst gemeten zijn. Per behandeling is uitgegaan van het gemiddelde van de 4 herhalingen van de nitraatmeting, er zijn dus geen afzonderlijke modelleringen per veldje uitgevoerd. De in totaal 18 verschillende behandelingen zijn in de volgende volgorde gemodelleerd:

1. Modellering van de onbemeste percelen zonder tarwegroei (braak)
2. Modellering van de eenmalige toediening van de 4 verschillende mestsoorten in de braakpercelen
3. Modellering van de gespreide gift van de 4 verschillende mestsoorten in de braakpercelen
4. Modellering van de onbemeste percelen met tarwegroei
5. Modellering van de eenmalige toediening van de 4 verschillende mestsoorten in de tarwepercelen
6. Modellering van de gespreide gift van de 4 verschillende mestsoorten in de tarwepercelen.

Statistische analyse

De statistische analyse van de gegevens is uitgevoerd met het programma GenStat Release 9.1(Lawes Agricultural Trust, Rothamsted Experimental Station). De analyse van opbrengstcijfers, kwaliteitsparameters en nitraat cijfers is uitgevoerd door middel van een variantie-analyse (ANOVA). Wat betreft nitraat zijn de verschillende bemonsteringstijdstippen (niet onafhankelijke waarden) als afzonderlijke data-sets geanalyseerd, en zijn de braak- en begroeide veldjes als afzonderlijke proeven met ANOVA geanalyseerd.

Terugkoppeling naar de praktijk

Gedurende het verloop van de proef zijn de sectorvertegenwoordigers uit de Themawerkgroep Bodemvruchtbaarheid (Douwe Monsma en Joost van Strien) op de hoogte gesteld van de ontwikkelingen binnen de proef. De proefopzet, met name de keuze van de gebruikte hulpmeststoffen, en de resultaten van de proef zijn ook besproken met de Productwerkgroep Akkerbouw en Vollegrondsgroente. Begin 2008 is er vanuit het project Hulpmeststoffen en het project Bijzondere Bemesting - kansrijke strategieën voor duurzaam bodemmanagement een brochure voor de praktijk verschenen: Hulpmeststoffen: Inzet en werking in de open teelten (Zanen en Cuijpers, 2008). Hierin is de belangrijkste informatie voor de praktijk samengevat.

Resultaten

Hulpmeststoffen

Alle meststoffen zijn door het laboratorium Altic in Dronten geanalyseerd op nutriëntensamenstelling (zie Tabel 3 1). De Vinasse, kippenmest en digestaat zijn op beide bemestingstijdstippen geanalyseerd. De kippenmest en digestaat voor de eerste en de tweede bemesting waren afkomstig uit één partij, de Vinasse voor de tweede bemesting was afkomstig van een nieuwe levering. Gemiddeld zijn de veldjes bemest met 121 kg N/ha, de exacte hoeveelheden toegediende stikstof staan in Tabel 3 2.

Tabel 3 1: Nutriëntensamenstelling van de verschillende hulpmeststoffen op basis van analyseresultaten (g/kg product)

Hulpmeststof	DS	OS	N	N-org	N-min	P2O5	K2O	MgO	Na2O
Digestaat juni	65	30	5,7	2,7	3,0	3,4	3,2	<1,0	5,1
Digestaat mei	76	41	4,9	4,9	<0,1	3,9	3,1	<0,1	5,3
Kippenmest juni	796	437	30,9	26,3	4,6	31,0	13,2	4,3	3,3
Kippenmest mei	633	277	20,9	12,4	8,6	20,6	8,0	2,9	2,8
Monterra	896	760	50,1	42,9	7,1	15,6	40,3	2,2	6,8
Vinasse juni	455	329	15,8	12,6	3,1	1,8	47,7	<0,1	13,5
Vinasse mei	462	292	14,1	14,1	<0,1	1,7	64,7	<0,1	10,8

Tabel 3 2: Bemestingshoeveelheid (kg/ha) en hoeveelheid toegediende mineralen (kg/ha) per behandeling, in de met tarwe begroeide veldjes, in 2008, op basis van analyseresultaten.

Behandeling	Mestgift uitstoeling (kg/ha)	Mestgift bloei (kg/ha)	Mestgift totaal	N gift uitstoeling (kg/ha)	N gift bloei (kg/ha)	N gift totaal (kg/ha)	P2O5 totaal (kg/ha)	K2O totaal (kg/ha)
Digestaat, 1 gift	24.000	0	24.000	118	0	118	94	74
Digestaat, gespreide gift	16.000	7.000	23.000	78	40	118	86	72
Kippenmest, 1 gift	5.742	0	5.742	120	0	120	118	46
Kippenmest, gespreide gift	3.828	1.300	5.128	80	40	120	119	48
Monterra Malt, 1 gift	2.395	0	2.395	120	0	120	37	97
Monterra Malt, gespreide gift	1.597	798	2.395	80	40	120	37	97
Vinasse, 1 gift	9.023	0	9.023	127	0	127	15	584
Vinasse, gespreide gift	6.015	2.533	8.548	85	40	125	15	510

Opbrengstbepaling

Tarweopbrengst  In de bemestingsproef zijn hoge opbrengsten behaald, met een gemiddelde van 7,3 ton/ha (gestandaardiseerd naar 15% vocht) (zie ook Tabel 3 3). De opbrengst varieert van 6,4 ton/ha (onbemeste controle) tot 7,8 ton/ha (Monterra 5-1-5, enkele gift). Opvallend is dat de onbemeste controle (6,4 ton/ha) samen met de gespreide giften Monterra (6,8 ton/ha) en vinasse (7,0 ton/ha), tot significant lagere opbrengsten leiden dan de eenmalige gift van Monterra (7,8 ton/ha) en vinasse (7,6 ton/ha). Bij de behandelingen met kippenmest en digestaat zijn er geen verschillen tussen een enkele of een gespreide gift. Met uitzondering van de enkele giften vinasse en Monterra, verschillen de meststoffen onderling niet in de totale opbrengsthoeveelheid.

Tabel 3 3: Gemiddelde opbrengst en eiwitgehalte (beiden gestandaardiseerd naar 15% vocht), Zeleny-sedimentatiewaarde, valgetal en hectolitergewicht, bij de verschillende bemestingsvarianten.

Behandeling	Opbrengst (kg/ha)	Eiwit (%)	N-op-brengst (kg/ha)	Zeleny sedimen-tatie waarde	Valgetal van Hagberg	Hectoliter-gewicht
controle	6.433	8,6	97,2	27,3	231,5	80,5
Digestaat, 1 gift	7.643	10,0	133,7	34	260,5	82,7
Digestaat, gedeelde gift	7.447	10,6	138,3	36,3	281,2	77,3
Kippenmest, 1 gift	7.482	11,0	144,6	39,5	294	83,0
Kippenmest, gedeelde gift	7.454	10,6	139,1	36,5	295,5	82,7
Monterra Malt, 1 gift	7.807	10,3	141,8	37,5	286,2	82,89
Monterra Malt, gedeelde gift	6.827	10,8	129	36	300,8	82,5
Vinasse, 1 gift	7.615	11,4	151,9	45	308,5	82,1
Vinasse, gedeelde gift	6.955	11,7	140,7	47,5	315,5	82,5
l.s.d. waarde (P<0,05)	597,9	0,42	13,26	4,91	38,62	4,71

Kwaliteit tarwe

Eiwitgehalte  Het eiwitgehalte van tarwe kan verhoogd worden door de bemesting te verdelen over een basisbemesting en twee bijmest momenten: één na de uitstoeling, en één bij de bloei. Met name de laatste bemesting is belangrijk voor het verhogen van het eiwitgehalte van de tarwe. In dit bemestingsexperiment is gekeken naar de verschillen in eiwitgehalte van de tarwe, die ontstaan door het verdelen van de mestgift over twee bemestingsmomenten. Daarbij is niet méér mest gegeven, maar is de gift anders verdeeld.
Over het algemeen waren de eiwitgehalten in de proef laag: tussen 8,6% (onbemeste controle) en 11,7% (gespreide gift van vinasse) (Figuur 3 1).  De hoogste eiwitgehaltes worden gevonden na bemesting met vinasse (11,7 en 11,4%). Een gedeelde gift geeft bij twee meststoffen een significante verhoging van het eiwitgehalte: In geval van Monterra 5-1-5 leidt een gedeelde gift tot 0,5% meer eiwit in de korrel, bij bemesting met digestaat leidt een gedeelde gift tot 0,6% meer eiwit in de korrel. Hoewel dit maar kleine percentages zijn, kunnen deze wel relevant zijn wanneer de ondergrens voor baktarwe op 10,5% eiwit ligt. De eenmalige gift van digestaat leidt tot een eiwitgehalte van 10,0%, terwijl met een gedeelde gift het eiwitgehalte met 10,6% net boven de ondergrens voor baktarwe ligt. Bij Monterra moet echter opgemerkt worden dat de gedeelde gift tot een aanzienlijke opbrengstreductie leidt van 7,8 ton/ha bij een eenmalige gift, naar 6,8 ton/ha bij een gedeelde gift. Het stikstofgehalte is bij de gedeelde gift opgekrikt van 10,3 naar 10,8%. In het geval van Monterra is er niet louter sprake van een verdunningseffect door de hogere opbrengst. De eenmalige gift Monterra leidde ook tot een bijna significant hogere stikstofopname in het hele gewas, ondanks het lagere eiwitpercentage.
 
Figuur 3 1: Eiwitgehaltes (in vers product, gestandaardiseerd naar 15% vocht) van zomertarwe in  behandelingen met verschillende hulpmeststoffen. De foutbalken geven de standaardfout van het gemiddelde weer (n=4). De letters geven significante verschillen tussen de behandelingen aan (P<0,05).

Afhankelijk van het aanbod uit de sector, hanteert Agrifirm een ondergrens voor baktarwe bij eiwitgehalten van 10,5 tot 11,5%. Onder deze grens wordt de tarwe als voertarwe uitbetaald. Volgens deze normen voldoet alleen de met Vinasse bemeste tarwe aan de eisen voor een goede bakkwaliteit , en als de laagste norm gehanteerd wordt ook de tarwe die een gespreide gift van 1 van de andere meststoffen heeft gekregen. Gezien de hoge opbrengstcijfers is de totaal toegediende hoeveelheid stikstof in deze bemestingsproef aan de krappe kant geweest.
Behalve naar eiwit is ook naar de totale hoeveelheid stikstof gekeken die in de graanopbrengst aanwezig was (eiwitgehalte / eiwitfactor * graanopbrengst). De stikstofopbrengst (zie Tabel 3 3 en Figuur 3 2) varieerde van 97,2 (controle) tot 151,9 (Vinasse, enkele gift) kg N/ha. De tarwe uit de controlebehandeling heeft een significant lagere stikstofopbrengst dan die uit de bemeste varianten. Verder had de gespreide gift Monterra een significant lagere stikstofopbrengst dan de enkele gift Vinasse. De rest van de hulpmeststoffen verschilden niet van elkaar (P<0,05).
 
Figuur 3 2: Stikstofopbrengst van zomertarwe in  behandelingen met verschillende hulpmeststoffen. De foutbalken geven de standaardfout van het gemiddelde weer (n=4, behalve voor de gedeelde vinassegift (n=3)). De letters geven significante verschillen tussen de behandelingen aan (P<0,05).

Zeleny sedimentatie-waarde  
De Zeleny sedimentatiewaarden liggen tussen de 27,3 ml (controle) en 47,5 ml (Vinasse, gedeelde gift), waarbij de verschillen zeer significant zijn (P<0,001) (Figuur 3 3). Alleen bij de Vinasse is er een significant verschil tussen de enkele gift van Vinasse (45 ml) en de gespreide gift (47,5 ml). Sedimentatie-waarden vanaf 40 ml worden beschouwd als een goede bakkwaliteit, en vanaf 50 als een zeer goede bakkwaliteit. Volgens deze normen voldoet alleen de met Vinasse bemeste tarwe uit deze proef aan de eisen voor een goede bakkwaliteit. De andere bemestingsvarianten (met uitzondering van de controle) hebben een redelijke bakkwaliteit (Zeleny waarden tussen 30 en 40).
 
Figuur 3 3: Zeleny-sedimentatiewaarde (ml) van zomertarwe in behandelingen met verschillende hulpmeststoffen. De foutbalken geven de standaardfout van het gemiddelde weer. De letters bovenin het staafdiagram geven significante verschillen aan (P<0,05).


Valgetal 
De valgetallen van een aantal meststoffen zijn aan de lage kant. Het valgetal varieerde van 232 (onbemeste controle) tot 316 (gedeelde gift Vinasse). Alle bemeste varianten lagen boven de minimum ondergrens voor de maalindustrie van 250. Er waren significante verschillen tussen de meststoffen. De enkele gift digestaat scoorde daarbij het slechtste, de beide vinasse behandelingen en de gespreide gift van Monterra scoorden het beste.
 
Figuur 3 4: Het valgetal van Hagberg voor de verschillende bemestingsvarianten. Foutbalken geven de standaardfout van het gemiddelde weer, letters geven significante verschillen tussen de behandelingen aan (P<0,05).


Hectolitergewicht 
Het hectolitergewicht van de tarwe varieerde van 77 (digestaat, gedeelde gift) tot 83 (kippenmest, enkele gift). Alleen de gespreide gift van digestaat gaf een significant lager hectolitergewicht, maar had ook een opvallend grote standaardfout. Agrifirm hanteert een standaardwaarde van 76 voor het hectolitergewicht van de ingekochte tarwe (Osman et al., 2005). Beneden deze grens geldt een premieaftrek. Dit betekent dat alle behandelingen boven de gewenste waarde voor het hectolitergewicht liggen.
 
Figuur 3 5: Hectolitergewicht van tarwe in verschillende bemestingsvarianten. Foutbalken geven de standaardfout van het gemiddelde weer. Letters geven significante verschillen (P<0,05) tussen de behandelingen aan.

Modellering stikstofdynamiek

Perceelsgeschiedenis

De basis van de stikstofmodellering wordt gevormd door de perceelsgeschiedenis met de vruchtwisseling. In Tabel 3 4 staan de gegevens van de verschillende gewassen weergegeven, zoals deze zijn ingevoerd in NDICEA.

Tabel 3 4: Gewasgegevens voor vruchtwisseling in NDICEA. Bij de droge stof verdeling (DMD) van broccoli en rode biet is enigszins afgeweken van de default waarden. Voor overige parameters zijn default waarden uit NDICEA gebruikt, behalve bij tarwe, waar de gemeten waarden voor het graan en stro gebruikt zijn.

Crop	Yield	Year	Sow	FullC	Ripe	Harvest	DMD product	DMD residue	DMD root
Rode biet	65.000	1	22	28	42	42	0,67	0,23	0,1
Doperwt	5.000	2	15	22	28	28	0,2	0,7	0,1
Broccoli	12.000	2	31	39	46	46	0,3	0,6	0,1
Tarwe	variabel	3	8	10	24	30	variabel	variabel	variabel
Onkruid	variabel	3	8	16	32	32	0,9	0,0	0,1

In Figuur 3 6 staat voor één van de behandelingen de volledige stikstofmodellering over de periode 2006-2008 weergegeven. In de overige figuren is alleen het tijdvak weergegeven waarin de bemestingsproeven zijn uitgevoerd.
 
Figuur 3 6: Vruchtwisseling in de behandeling met een gespreide gift van vinasse in de braakpercelen in 2008. De rode lijn geeft de stikstofmodellering in de bovengrond (0-30 cm) weer, de blauwe lijn de modellering van stikstof in de laag van 30-60 cm. De punten geven de gemeten stikstofgehaltes van de bodem weer, met standaardfout van het gemiddelde.

Braakpercelen

Voor de modellering van de braakpercelen is uitgegaan van 3 verschillende perioden: een periode met een begingroei van tarwe, een periode van echte braakligging van de grond, en een periode waarin het onkruid ongestoord heeft kunnen groeien.

Begingroei tarwe 
Het proefveld is aangelegd in het volledig ingezaaide tarweperceel. Hierdoor heeft de tarwe in de eerste periode: vanaf het moment van inzaaien (week 8) tot het moment van uitstoeling (week 17) in de braakpercelen normaal kunnen groeien. Om dit te modelleren is uitgegaan van een ongestoorde tarwegroei zoals die in de bemeste percelen heeft plaatsgevonden. Bij modellering met NDICEA vindt er dan tot en met week 17 een gewasopname plaats van 56 kg N/ha. De totale gewasopname aan het einde van de teelt zou dan 182 kg N/ha zijn, bij een opbrengst van 7.575 kg/ha. Dit komt overeen met een (gefingeerde) tarwe opbrengst van 2331 kg/ha na 17 weken (bij gelijkblijvend DS en N gehalte). Vervolgens is ervanuit gegaan dat de tarwe volledig is ondergewerkt (‘applied fraction’ van 1.00). De bewortelingsdiepte van de tarwe is op 60 cm gesteld.

Volledige braak 
Vanaf week 17 volgt een periode waarin door middel van schoffelen en rotorkopeggen de tarwe- en onkruidgroei is tegengegaan. In deze periode is in NDICEA geen gewasgroei gemodelleerd.

Braak met onkruidgroei 
Tenslotte is er in de modellering vanuit gegaan dat er vanaf week 23 een ongestoorde groei van onkruid plaats heeft kunnen vinden, tot aan het moment van oogst in week 32. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen onbemeste braakpercelen (met een gemiddelde droge stofopbrengst aan onkruid van 2675 kg DS/ha) en bemeste braakpercelen (met een gemiddelde droge stofopbrengst aan onkruid van 3089 kg DS/ha). Het gemiddelde stikstofgehalte van de droge stof is in alle gevallen 2,73%. Ook hier is de bewortelingsdiepte van de tarwe op 60 cm gesteld.

Aanpassingen in het model 
In de tweede stap zijn de meststoffen toegevoegd aan de modellering van het onbemeste braakperceel. Hierbij zijn voor een aantal meststoffen aanpassingen uitgevoerd om de uitkomsten van het model te verbeteren:

• Aanpassing van de zogenaamde initial age (‘beginleeftijd’) van de meststoffen. De initial age is de belangrijkste factor die de werkingssnelheid van de organisch gebonden stikstof bepaald, en is daarmee een belangrijke stap in het modelleringsproces. Voor veel hulpmeststoffen is de initial age onbekend onder veldomstandigheden, en alleen onder labomstandigheden bepaald door middel van respiratiemetingen. In het lab wordt de CO2 productie gemeten, die ontstaat bij de afbraak van organische stof uit de meststoffen. Hieraan gekoppeld wordt het vrijkomen van de stikstof geschat. Door de vele artificiële stappen in de labbepaling (onder andere door het drogen, fijnmalen en herbevochtigen van de meststoffen), zijn de waarden voor de CO2 respiratie niet zonder meer toepasbaar in de praktijk.
• Aanpassing van het toedieningstijdstip. Voor een aantal meststoffen werkt het strooien van de meststof vertragend op het vrijkomen van de stikstof, doordat de vaste (korrel) meststoffen eerst uit elkaar moeten vallen. Voor een aantal meststoffen is daarom het toedieningstijdstip aangepast, en in het model 1 week later dan het werkelijke toedieningstijdstip.
• Aanpassing van de hoeveelheid direct beschikbare minerale stikstof. Door de inefficiënte manier van aanbrengen (de meststoffen zijn gestrooid en niet ondergewerkt) gaat er minerale stikstof verloren naar de lucht. In de modellering is ervan uitgegaan dat afhankelijk van de soort meststof er wel 40% (vaste kippenmest) tot 90% (vloeibaar digestaat) van de minerale stikstof op dat moment verloren kan gaan. Bij deze aanpassing zijn zowel de minerale als de totale hoeveelheid stikstof met een bepaald percentage verminderd in de invoerwaarden van de ‘applications’.

Tarwepercelen

De modellering van het onbemeste tarweperceel in NDICEA bleek erg lastig te zijn. Het vermoeden bestaat dat dit veroorzaakt wordt door de suboptimale groei (te weinig voedingsstoffen beschikbaar) en lage opbrengstcijfers van de tarwe in het onbemeste perceel. De tarwe in de onbemeste percelen is in eerste instantie waarschijnlijk goed weggegroeid zonder stikstoftekorten. NDICEA houdt bij de modellering echter rekening met de behaalde eindopbrengst, en werkt daar in de stikstofopname naar toe. Dit betekent dat er in de beginperiode minder stikstofopname door het gewas gemodelleerd wordt dan er in werkelijkheid plaatsvindt. Hierdoor vinden we met name in de beginperiode al veel lagere stikstofwaarden in de bodem dan door het model voorspeld wordt. Een aantal aanpassingen zijn in het model gemaakt omdat in het verleden is gebleken dat voor tarwe het gewasgroeimodel beter klopt als:

• De datum voor ‘full cover’ op twee weken na het zaaien wordt gezet. De reden hiervoor is dat de begingroei van de tarwe hierdoor iets versneld wordt ten opzichte van de standaard modellering van gewassen.
• De datum van de gemodelleerde oogst twee weken voor de werkelijke oogstdatum wordt gezet. De reden hiervoor is dat de tarwe in de laatste twee weken voor het oogstmoment in werkelijkheid geen of nauwelijks stikstof meer opneemt.

Modellering van de bemeste tarwepercelen in NDICEA is gebeurd (met bovenstaande aanpassingen) na afloop van modellering van de bemeste braakpercelen. Hierbij is uitgegaan van dezelfde parameters voor de meststoffen in beide modelleringen. In eerste instantie leverde de modellering van de tarwepercelen structureel hogere waarden op in het model, dan dat er in de bodem gemeten is.

Aanpassingen in het model  De hypothese is dat de tarwe in werkelijkheid veel meer stikstof uit de bovengrond (0-30cm) opneemt, dan dat door het model wordt aangenomen. Dit kan veroorzaakt worden doordat het model een lineaire voortgang van de wortelgroei modelleert, zowel in de diepte als wat betreft dichtheid. Deze lineaire groei wordt gemodelleerd tussen het moment van zaaien en van volledige bedekking (‘full cover’). Wanneer het moment van ‘full cover’ echter kunstmatig vervroegd wordt, leidt dit ertoe dat het model al heel snel een groot deel van de benodigde stikstof uit de ondergrond haalt. Om het model te dwingen de stikstof voor het grootste deel uit de laag 0-30 cm te halen, is de bewortelingsdiepte van de tarwe op 40 cm gemodelleerd, in plaats van de gebruikelijke 80 of 90 cm.

Vinasse

In de volgende figuren is het verloop van de gemodelleerde stikstofdynamiek samen met de meetwaarden in de met vinasse bemeste percelen weergegeven. Het verloop in de braakpercelen is weergegeven in Figuur 3 7, het verloop in de met tarwe begroeide percelen staat in Figuur 3 8. Voor vinasse zijn uiteindelijk de volgende aanpassingen in het NDICEA model gedaan:

• De hoogte van de initial age is voor deze meststof nog niet opgenomen in de standaardlijst van meststoffen. In de modellering van de braakpercelen is in eerste instantie uitgegaan van een initial age van 0,65. Deze is naar aanleiding van het stikstofverloop in de tarwepercelen aangepast tot een initial age van 0,80. Hiermee is het stikstofverloop zowel in de braak- als in de tarwepercelen goed te modelleren.
• Er is vanuit gegaan dat de stikstof direct op het moment van toedienen ook in de bodem aanwezig komt (geen tijdsvertraging door het oppervlakkig toedienen).
• Er is vanuit gegaan dat ook alle direct beschikbare minerale stikstof volledig in de bodem terecht komt. Hierbij moet opgemerkt worden dat in de eerste partij vinasse geen direct beschikbare minerale stikstof gemeten is. In de tweede partij vinasse in juni zat wel een kleine hoeveelheid direct beschikbare minerale stikstof. Verhoudingsgewijs ging dit echter om zo weinig stikstof dat de modellering er niet op aangepast kon worden.

Figuur 3 7: Verloop van het N-mineraal gehalte in met vinasse bemeste braakpercelen volgens het NDICEA model (doorgetrokken lijnen) en in werkelijkheid gemeten (punten met standaardfout van het gemiddelde). De kolommen zijn een indicatie voor de gewasbehoefte aan stikstof per week, gemiddeld over de hele groeiperiode van het gewas.

 
Figuur 3 8: Verloop van het N-mineraal gehalte in met vinasse bemeste tarwepercelen volgens het NDICEA model (doorgetrokken lijnen) en in werkelijkheid gemeten (punten met standaardfout van het gemiddelde). De kolommen zijn een indicatie voor de gewasbehoefte aan stikstof per week, gemiddeld over de hele groeiperiode van het gewas.

Monterra 5-1-5

In de volgende figuren is het verloop van de gemodelleerde stikstofdynamiek samen met de meetwaarden in de met Monterra 5-1-5 (‘Maltaflor’) bemeste percelen weergegeven. Het verloop in de braakpercelen is weergegeven in Figuur 3 9, het verloop in de met tarwe begroeide percelen staat in Figuur 3 10.
 
Figuur 3 9: Verloop van het N-mineraal gehalte in met Monterra bemeste braakpercelen volgens het NDICEA model (doorgetrokken lijnen) en in werkelijkheid gemeten (punten met standaardfout van het gemiddelde). De kolommen zijn een indicatie voor de gewasbehoefte aan stikstof per week, gemiddeld over de hele groeiperiode van het gewas.

Figuur 3 10: Verloop van het N-mineraal gehalte in met Monterra bemeste tarwepercelen volgens het NDICEA model (doorgetrokken lijnen) en in werkelijkheid gemeten (punten met standaardfout van het gemiddelde). De kolommen zijn een indicatie voor de gewasbehoefte aan stikstof per week, gemiddeld over de hele groeiperiode van het gewas.

Voor Monterra 5-1-5 zijn uiteindelijk de volgende aanpassingen in het NDICEA model gedaan:

• De hoogte van de initial age van Monterra 5-1-5 is in de modellering van de braakpercelen in eerste instantie op 1,00 ingesteld. Naar aanleiding van de modellering van de tarwepercelen is de initial age aangepast naar 1,30. Voor een goede modellering in de tarwe zou de waarde zelfs nog wat hoger mogen zijn (1,40). Ter vergelijking: in NDICEA staat de hoogte van de initial age van ‘organische korrelmeststoffen’ als algemene categorie ingesteld op 0,70. De initial age van ‘bloedmeel’ staat als default op 1,30.
• Omdat de meststof als korrelmeststof oppervlakkig is aangebracht, en het afhankelijk van de weersomstandigheden wat langer kan duren voordat deze uit elkaar gevallen zijn en in de grond gespoeld, is er een vertragingsfactor in de werking ingebouwd, door de meststof in het model 1 week later aan te brengen dan in werkelijkheid is gebeurd.
• In de korrelmeststof is een redelijke hoeveelheid minerale stikstof aanwezig. Het leek echter niet nodig om aan te nemen dat een gedeelte van deze stikstof direct bij toepassing al verloren gaat.

Kippenmest

Op de volgende pagina is het verloop van het N-mineraal gehalte (gemodelleerd en gemeten) in de bodem weergegeven voor de met kippenmest bemeste varianten, zowel voor de braakpercelen (Figuur 3 11) als voor de tarwepercelen (Figuur 3 12).  Voor de kippenmest zijn uiteindelijk de volgende aanpassingen in het NDICEA model gedaan:

• De hoogte van de initial age van de kippenmest is hetzelfde als de default waarde van de initial age van strooiselmest van kippen in NDICEA (1,57). De default waarde van de initial age van gedroogde kippenmest in NDICEA is 1,38. Voor de eerste mestgift zijn dezelfde initial age waarden gebruikt dan bij de tweede mestgift 7 weken later voor de toen enigszins gedroogde mest.
• De kippenmest is met een vertragingsfactor van 1 week (1 week later in model toegediend dan in werkelijkheid) in het model gebracht, vanwege het oppervlakkig aanbrengen en niet onderwerken van de mest.
• In de modellering is rekening gehouden met een verlies aan minerale stikstof door het inefficiënt opbrengen van de meststof. Hierbij is een waarde aangehouden van 40% voor verlies van het minerale deel van de stikstof. Ter vergelijking: in de praktijkversie van NDICEA kan gekozen worden uit verschillende toepassingsmogelijkheden en wordt met verliezen tot 70% van de minerale stikstof gerekend.

Figuur 3 11: Verloop van het N-mineraal gehalte in met kippenmest bemeste braakpercelen volgens het NDICEA model (doorgetrokken lijnen) en in werkelijkheid gemeten (punten met standaardfout van het gemiddelde). De kolommen zijn een indicatie voor de gewasbehoefte aan stikstof per week, gemiddeld over de hele groeiperiode van het gewas.

Figuur 3 12: Verloop van het N-mineraal gehalte in met kippenmest bemeste tarwepercelen volgens het NDICEA model (doorgetrokken lijnen) en in werkelijkheid gemeten (punten met standaardfout van het gemiddelde). De kolommen zijn een indicatie voor de gewasbehoefte aan stikstof per week, gemiddeld over de hele groeiperiode van het gewas.

Digestaat

In de volgende figuren is het verloop van de gemodelleerde stikstofdynamiek samen met de meetwaarden in de met digestaat bemeste percelen weergegeven. Het verloop in de braakpercelen is weergegeven in Figuur 3 13, het verloop in de met tarwe begroeide percelen staat in Figuur 3 14.
 
Figuur 3 13: Verloop van het N-mineraal gehalte in met digestaat bemeste braakpercelen volgens het NDICEA model (doorgetrokken lijnen) en in werkelijkheid gemeten (punten met standaardfout). De kolommen zijn een indicatie voor de gewasbehoefte aan stikstof per week, gemiddeld over de hele groeiperiode van het gewas.

Figuur 3 14: Verloop van het N-mineraal gehalte in met digestaat bemeste tarwepercelen volgens het NDICEA model (doorgetrokken lijnen) en in werkelijkheid gemeten (punten met standaardfout). De kolommen zijn een indicatie voor de gewasbehoefte aan stikstof per week, gemiddeld over de hele groeiperiode van het gewas.

Voor digestaat zijn uiteindelijk de volgende aanpassingen in het NDICEA model gedaan:

• In NDICEA is het nog niet mogelijk om standaardwaarden voor digestaat te gebruiken. Voor digestaat is de initial age in deze modelleringen vastgesteld op 1,27. Daarmee mineraliseert deze digestaat sneller dan kippenmest of Monterra 5-1-5, maar langzamer dan vinasse.
• Er is geen vertragingsfactor voor het aanbrengen gebruikt, ervan uitgaande dat de meststof redelijk snel de grond in kan door het vloeibare karakter.
• Er is wel met een hoog percentage aan verlies van minerale stikstof gerekend uit de meststoffen, door de inefficiënte manier van aanbrengen van de meststof. In de modellering is uitgegaan van een verlies van wel 90% van de minerale stikstof. Met name in de tweede bemestingsronde zat er erg veel minerale stikstof in het digestaat, doordat het in de tussentijd doorgegaan was met vergisten en mineraliseren. Hiervan is echter een groot deel direct verloren gegaan.

Discussie en conclusies

Opbrengst en kwaliteit

Opbrengst tarwe  Opvallend is dat er twee behandelingen met meststoffen zijn die qua opbrengst aan de lage kant scoren, te weten de gedeelde giften van Vinasse en Monterra 5-1-5. Uit zowel de stikstofmetingen als uit de stikstofmodellering lijkt te volgen dat dit nauwelijks veroorzaakt kan zijn door tekorten aan stikstof in de bodem op het moment van uitstoelen. De hypothese is dat deze opbrengstreducties mogelijk niet zozeer door stikstof, als wel door een andere voedingsstof veroorzaakt zijn, waarbij fosfaat een mogelijke factor zou kunnen zijn. De fosfaatgehaltes in beide meststoffen zijn erg laag, en hoewel de beginconcentraties in de bodem redelijk waren (P-Al waarden van 27 mg P2O5/100 gram in de bovengrond en 20 mg P2O5/100 gram in de ondergrond), is de combinatie met een wat matige bodemstructuur misschien de veroorzaker van een fosfaattekort en een slechtere begingroei, met uiteindelijk lagere opbrengsten tot gevolg. Als deze hypothese klopt zou voorzichtig gewerkt moeten worden met eenzijdige bijbemestingen met vinasse op het moment van uitstoelen. Het zou dan maar om kleine, maar belangrijke hoeveelheden fosfaat gaan die bij de start van de tarwegroei nodig zijn. Mogelijk zijn er echter nog andere factoren in het spel die ervoor zorgen dat deze twee varianten met lagere opbrengstcijfers kampen.

Kwaliteit van de tarwe  Opvallend is dat de enkele gift digestaat zowel voor het eiwitgehalte, de Zeleny-sedimentatiewaarde als het Valgetal telkens het slechtste scoort. Bij een gedeelde gift treden die verschillen met de andere meststoffen niet op. Het is onduidelijk waardoor de enkele gift digestaat slechter scoort wat betreft kwaliteitsparameters, terwijl dat bij de gedeelde gift niet het geval is. De enkele gift digestaat is blijkbaar bij het moment van bloeien niet meer in staat voldoende stikstof te leveren voor een goed eiwitgehalte en een goede eiwitkwaliteit. Vooral de Vinasse scoort op alle kwaliteitsparameters beter dan de overige meststoffen, zowel bij een enkele als bij een gespreide mestgift. In het algemeen is het zo dat een gespreide mestgift nooit tot significant slechtere eiwitgehaltes of Zeleny sedimentatiewaarden leidt, maar dat het in een aantal gevallen wel tot een signicant hogere eiwit- of Zeleny sedimentatiewaarde leidt. Hieruit kun je dus concluderen dat voor de onderzochte meststoffen, het splitsen van de mestgift mogelijk tot een verbetering van de graankwaliteit leidt, maar in elk geval niet tot een verslechtering.

Eigenschappen meststoffen

Initial age 
Uit de modellering met NDICEA volgen een aantal eigenschappen van de meststoffen die bruikbaar zijn voor de praktijk. Qua mineralisatiesnelheid is Vinasse het snelst met een gemodelleerde initial age van 0,80. Mogelijk ligt deze initial age in de praktijk nog lager. Vervolgens blijkt ook het gebruikte digestaat erg snel te mineraliseren, met een initial age van 1,27. Monterra 5-1-5 is uiteindelijk gemodelleerd met een initial age van 1,30 - maar mogelijk kan ook deze nog lager (=snellere mineralisatie) liggen. Kippenmest mineraliseerde het langzaamste met een initial age van 1,57.

Vertraging bij oppervlakkig aanbrengen 
Bij vaste meststoffen (kippenmest en Monterra 5-1-5) is in de modellering met een vertragingsfactor van een week gewerkt, voordat de stikstof echt voor de planten beschikbaar kwam.

Verliezen bij oppervlakkig aanbrengen 
Voor een aantal meststoffen lijkt oppervlakkig aanbrengen bijzonder ongeschikt. Dit geldt met name voor kippenmest (verlies van 40% minerale stikstof gemodelleerd) en voor digestaat (verlies van 90% minerale stikstof gemodelleerd). Voor Monterra 5-1-5 lijkt strooien geen effect te hebben op stikstofverliezen, voor vinasse is dat niet geheel duidelijk.

Beoordeling bemesting in zomertarwe

De resultaten van kippenmest en digestaat lijken erop te wijzen dat een gedeelde gift niet hoeft te leiden tot lagere opbrengsten, maar de resultaten met vinasse en Monterra 5-1-5 laten wel zien dat (zeker bij hoge opbrengstverwachtingen) een lage eerste gift ook flink lagere opbrengsten tot gevolg kan hebben. Waarschijnlijk ligt dit echter niet aan de stikstof, maar aan andere nutriënten (mogelijk fosfaat) die onvoldoende aanwezig waren. Dit maakt wellicht kippenmest of digestaat tot een interessante kandidaat voor de eerste bemesting. Als de kippenmest wordt ingewerkt, hoeft ook geen rekening gehouden te worden met het vertragende effect dat ontstaat bij oppervlakkig strooien. Bij de uitstoeling is het nog mogelijk om de mest enigszins in te werken en daardoor verliezen van minerale stikstof te voorkomen. Een extra gift van vinasse of Monterra 5-1-5 bij de bloei zou dan vervolgens wel tot een betere kwaliteit kunnen leiden, maar heeft geen verlies van minerale stikstof tot gevolg omdat de meststof niet ingewerkt kan worden. Bij gebruik van Monterra 5-1-5 bij de bloei moet er wel rekening mee gehouden worden dat de meststof later bij de plant is dan op het moment van strooien, omdat de korrels uit elkaar moeten vallen voordat de stikstof de bodem in kan.

Literatuur

Cuijpers, W. en M. Hospers-Brands, (2008). Hulpmeststoffen. Beschikbaarheid en opname van stikstof in de biologische teelt van zomertarwe. Louis Bolk Instituut, Driebergen, 37 pp.
Osman, A.M., L. van den Brink, R.C.F.M. van den Broek, W. van den Berg en E.T. Lammerts van Bueren (2005). Passende Rassen: Rassenonderzoek voor Biologische Bedrijfssystemen 2001-2004 - Zaaiuien en Zomertarwe. Louis Bolk Instituut, Driebergen, 143 p.
Osman, A., M. Zanen, U. Prins en G.J. van der Burgt (2007). Bakkwaliteit van biologische zomertarwe: Relatie tussen bemesting, eiwitgehalte en broodvolume voor het ras Lavett. Louis Bolk Instituut, Driebergen, 23 p.