Mechanische onkruidbestrijding en nachtvorst

Dit artikel gaat in op de achtergronden van risico's op vorstschade na een oppervlakkige mechanische bewerking.
In lang niet alle situaties verhoogt een mechanische bestrijding het risico op nachtvorstschade. Wanneer er een matje onkruid staat, kan aanaarden het risico zelfs verminderen. Dit artikel gaat in op de achtergronden van het ontstaan van eventuele extra risico's op vorstschade na een oppervlakkige mechanische bewerking, het aantal dagen dat zo'n mechanische bewerking nog een meetbaar effect veroorzaakt en de verschillen die ontstaan door type en tijdstip van de mechanische bewerking. De gepresenteerde onderzoeksgegevens werden gedurende 1993 t/m 1996 verzameld op veenkoloniale grond.

Inleiding

In streken als de Veenkoloniën, waar de boeren regelmatig geconfronteerd worden met nachtvorstschade, bestaat angst om het onkruid mechanisch te bestrijden. De voorbeelden van nachtvorstschade op stukken waar net geschoffeld is (op de streep af), staan velen duidelijk voor de ogen. Dit frusteert in sommige streken een grotere verbreiding van mechanische onkruidbestrijding. Dat is niet alleen jammer uit het oogpunt van milieu, maar ook omdat het meer gebruik maken van mechanische onkruidbestrijding in diverse gewassen ook technische voordelen kan bieden en bovendien economisch aantrekkelijk kan zijn.
Doel van het onderzoek was dan ook om na te gaan:

• hoe groot het extra vorstrisico is na een mechnaische bewerking;
• hoe lang na de bewerking dit verhoogde risico blijft bestaan;
• in hoeverre het vorstrisico beïnvloed wordt door type en tijdstip van de mechanische bewerking.

Proefopzet en -uitvoering

Van 1993 t/m 1996 zijn op de proefboerderij 't Kompas te Valthermond veldexperimenten aangelegd waarin de temperatuur op 10 cm en op 150 cm boven het grondoppervlak ieder kwartier gemeten en opgeslagen werd na verschillende behandelingen van de grond. Het organische stofgehalte van de percelen lag tussen de 12 en 16%. De volgende behandelingen werden in vier herhalingen aangelegd (*: alleen in 1993 en 1994; **: alleen in 1995 en 1996):

• rugopbouw in één keer, verder ongestoord;
• rugopbouw in één keer en enige onkruidontwikkeling tegengaan met een LDS-systeem**;
• 's morgens* eggen indien nachtvorst aan de grond wordt verwacht;
• 's morgens* aanaarden;
• 's middags eggen;
• 's middags aanaarden;
• schoffelen**.

Om zoveel mogelijk kans op nachtvorst aan de grond te hebben, werden de aardappelen relatief vroeg gepoot en de ruggen gefreesd (20-4-1993; 20-4-1994; 15-4-1995; 20-3-1996). De andere bewerkingen werden steeds uitgevoerd in de dag voorafgaande aan de nacht waarop veel negatieve netto straling en vorst aan de grond werd verwacht. Het eggen en het aanaarden werden daarbij afgewisseld.

Resultaten

Gedurende het onderzoek bleek dat temperatuurverschillen als gevolg van mechanische onkruidbestrijding lang niet altijd optraden (zie tabel).

Slechts na vijf van de negen bewerkingen voorafgaande aan koude nachten met een grote negatieve netto straling, waren er verschillen in de temperatuur op 10 cm hoogte. In de jaren dat geen verschillen konden worden aangetoond (1993 en 1996), was het erg droog.

In1994 bleek het weinig uit te maken of de bewerkingen 's morgens danwel 's middags uitgevoerd waren. De verschillende bewerkingen hadden echter wel effect (figuur 1).

Na eggen op 27mei werd het vlak boven de grond kouder dan na aanaarden. De temperatuur boven de onbewerkte grond lag daar tussenin. De bewerkingen op 13 juni hadden alle een positief effect op de temperatuur (0,7-0,9 oC warmer). Op het ongestoorde object was nogal wat onkruid opgekomen, terwijl deze in de bewerkte objecten beter bestreden waren.

In 1995 werd geprobeerd om het verschil in onkruidontwikkeling te krijgen op de in één keer gefreesde en verder onbewerkte ruggen. Het onkruid werd biju beide objecten vlak voor opkomst van de aardappelen afgebrand. Vervolgens werd één object met LDS-bespuitingen behandeld, terwijl van het andere object pas later het onderblad zou worden behandeld. Gedurende de meetperioden was er echter nauwelijks verschil in onkruidontwikkeling en konden dan ook geen verschillen in temperatuur worden geconstateerd. Wederom had aanaarden een positief effect op het nachtvorstrisico en eggen in twee van de drie meetseries een negatief effect. Het effect van schoffelen lag tussen eggen en ongestoord in. De effecten na een bewerking op 28 april (figuur2) en die op 11 mei (figuur 3) waren vergelijkbaar.

De metingen op 10 cm hoogte bleken overigens goed overeen te stemmen met waarnemingen aan het gewas. Op 22 mei 1995 leidde vorst aan de grond tot afgestorven plekken op de bladeren. Dit trad op bij een minimum-temperatuur op 10 cm hoogte van gemiddele -2,1 oC op ongestoorde, geëgde of geschoffelde veldjes. Op deze veldjes was gemiddeld 23% van het bladoppervlak dood. Na aanaarden was de temperatuur 0,5 oC hoger en 8% van het bladoppervlak dood.

Discussie

Ontstaan van nachtvorstschade
Nachtvorstschade ontstaat wanneer de temperatuur van de plant beneden een kritieke waarde komt. Voor aardappelen is dat -2 tot -2,5 oC. De plant kan 's nachts deze temperatuur krijgen terwijl het op 1,5 meter hoogte boven het gewas niet vriest. Oorzaak is de stralingsbalans. Het gewas en de grond stralen een bepaalde hoeveelheid energie uit. Ook de lucht boven het gewas en de grond straalt energie uit. Wordt er door (uit)straling meer energie aan het gewas onttrokken dan er wordt toegevoerd (uit de lucht), dan zal de temperatuur dalen. Er is een negatieve netto straling en de temperatuur van het gewas daalt. De daling van de temperatuur kan zover gaan dat er (nacht)vorst op 10cm hoogte optreedt, terwijl het boven (150 cm) het gewas niet vreist. Is de hemel bewolkt, dan straalt het gews nog steeds energie uit. De wolken stralen echter meer energie uit en het gewas ontvangt meer energie dan ze uitstraalt. De gewastemperatuur blijft gelijk of kan zelfs iets oplopen. Ook de grond straalt energie uit. Dit verlies wordt (ten dele) opgevangen door geleiding van warmte uit de onderliggende lagen. Dalgronden geleiden slecht, de warmte dringt er slecht in en 's nachts worden ze sneller koud aan het oppervlak. Wanneer een grond oppervlakkig wordt bewerkt, kan er een laagje ontstaan dat nog meer isoleert. Ook een mat onkruid isoleert en leidt tot extra vorstproblemen. Dit is één van de redenen waarom men in de fruitteelt rond de bloei zwarte grond onder de bomen prefereert.

Frequentie van extra nachtvorstrisico
Op grond van het bovenstaande is duidelijk dat mechanische onkruidbestrijding in lang niet alle situaties tot een extra risico op vorstschade leidt. Voor opgekomen aardappelen is er géén extra risico indien:

• de minimum-temperatuur op 10 cm boven kale onbewerkte grond lager wordt dan -2,5 oC (bovenstaande aardappelen vriezen ongeacht de bewerking af);
• er door wind, bewolking en/of vochtige lucht géén sprake is van een aanzienlijke negatieve netto straling (het daardoor veroorzaakte temperatuurverschil tussen 10 cm en 150 cm moet minimaal 1 oC zijn voordat er sowieso verschillen optreden en minimaal 3 oC voor bewerkingseffecten van meer dan 1 oC);
• de bovenste 15 cm van de grond erg droog is en sowieso al slecht geleid;
• er door de mechanische bestrijding een matje isolerend onkruid wordt opgeruimd.

Duur van extra nachtvorstrisico
Een isolerende bewerkte laag kan een tijdelijk positief effect hebben op het vochtgehalte en daarmee op de geleiding van de grond daaronder. Door zwaartekracht en/of regenbuien zakt de bewerkte bovenlaag bovendien weer in elkaar. Op deze manier vermindert het eventuele verhoogde vorstrisico in de dagen na de bewerking. In de PAV-experimenten op Valthermond konden effecten tot maximaal vijf dagen na de bewerking aangetoond worden.

Type en tijdstip van de bewerking
Het tijdstip van de dag waarop een bewerking werd uitgevoerd, bleek geen aantoonbare invloed te hebben op nachtvorstrisico. Het type berwerking echter duidelijk wel. Eggen leek het meeste risico te geven. Het effect van schoffelen is min of meer vergelijkbaar met eggen maar lijkt wat sneller opgeheven te worden. Aanaarden leidde in deze experimenten nooit tot een verhoogd vorstrisico. Het aanaarden waarbij meer grond losgemaakt, verplaatst en weer aangedrukt wordt, werkt blijkbaar meestal niet verstorend op het warmtegeleidend vermogen van de grond en geeft dan dus géén extra nachtvorstrisico's.

Conclusie

Een verhoogd nachtvorstrisico na mechanische onkruidbestrijding treedt niet in alle situaties op. Extra kans op schade in aardappelen kan ontstaan bij minimumtemperaturen op 10 cm hoogte tussen -0,5 (of -1) en -2,5 oC en een temperatuurverschil tussen 150 en 10 cm hoogte (netto negatieve straling) van tenminste 3 (of 1) oC.
Netto negatieve straling ontstaat vooral gedurende heldere nachten zonder bewolking of mist met weinig wind. Indien de bovenste 15 cm van de grond erg droog is, kan dat leiden tot lagere temperaturen aan de grond maar géén extra effect van een mechanische bewerking. Eggen en schoffelen kunnen gedurende vijf dagen na de bewerking een extra risico inhouden. Aanaarden geeft in het algemeen géén extra risico. Indien door middel van mechanische onkruidbestrijding een isolerend matje onkruid qwordt weggewerkt, wordt het vorstrisico voor een daarboven staand gewas zelfs gereduceerd.