Nieuwe bijmestsystemen en –strategieën voor aardappel op zand- en lössgrond

PPO en Altic hebben voor het Masterplan MineralenManagement (MMM) onderzoek gedaan naar mogelijkheden om de stikstofbenutting van aardappel te verbeteren door de ontwikkeling van nieuwe of verbeterde stikstofbijmestsystemen. Die systemen zijn in 2011/2012 ontworpen en er is een plan van aanpak opgesteld om de systemen in 2012 en 2013   te toetsen in veldproeven op   zuidoostelijke zandgrond (Vredepeel) en op löss (Hulsberg). Dit rapport gaat in op die veldproeven.

Inleiding

In opdracht van het Productschap Akkerbouw onderzochten PPO en Altic voor het Masterplan Mineralen Management (MMM) de mogelijkheden om de stikstofbenutting van aardappel te verbeteren met nieuwe of verbeterde stikstofbemestingssystemen. In 2011 is een literatuurstudie uitgevoerd naar mogelijkheden om stikstofbenutting van aardappel te verbeteren. De resultaten staan in het rapport “[INVALID URL]”. De belangrijkste conclusie luidde dat een N-bijmestsysteem de beste mogelijkheid biedt om de N-benutting te verbeteren met behoud van opbrengst en kwaliteit. Een N bijmestsysteem gebaseerd op meting van de lichtreflectie door het gewas leek het meest perspectiefvol. Verbeteringen zijn nodig en leken  mogelijk. In het rapport “[INVALID URL]”  zijn nieuwe dan wel verbeterde N-bijmeststrategieën op basis van gewassensing ontworpen en is een plan van aanpak opgesteld om deze strategieën te testen.
In de tweede fase van het project zijn de nieuwe of verbeterde bijmestsystemen getest in tweejarig veldonderzoek (2012 en 2013) op zand- en lössgrond in het Zuidoosten. Deze samenvatting gaat in op deze veldproeven.

Opzet van de veldproeven

In de veldproeven zijn de volgende systemen beproefd:

• NBS-gewassensing vanaf gewassluiting
  Met behulp van de Yara N-sensor is de lichtreflectie door het gewas gemeten. Hieruit werd de stikstofopname door het gewas afgeleid. Deze werd vergeleken met een streefwaarde voor de N opname bij gewassluiting. De streefwaarde is afhankelijk gesteld van de opbrengst-potentie.Als de afgeleide N-opname onder de streefwaarde ligt, wordt een eenmalige bijmestgift berekend.
• NBS-gewassensing + N-balans
  Bij dit systeem is de vaste streefwaarde bij gewassluiting vervangen door een streef-N-opnamecurve in de tijd. Als de actuele N opname door het gewas op enig moment onder de streefopnamecurve kwam, werd een bijmestadvies berekend. Bij de streefopnamecurve werd rekening gehouden met de opbrengstverwachting en het effect van hogere of lagere temperaturen op de gewasgroei en de N opnamesnelheid. De bijmestgift werd berekend met behulp van een N balansmethode waarin ook de actuele Nmin-voorraad in de bodem werd betrokken en een voorspelling van de N-mineralisatie:
  N-gift = nog op te nemen hoeveelheid stikstof door het gewas + buffer  Nmin  N-mineralisatie.
• NBS-gewassensing + normlijn N-opname
  Ook bij dit systeem is de vaste streefwaarde bij gewassluiting vervangen door een streef-N-opname¬curve in de tijd (de normlijn) en werd een bijmestgift berekend zodra de gemeten N-opname onder de normlijn komt. De bijmestgift werd eenvoudiger bepaald dan met de N-balansmethode. Er vond geen Nmin-meting plaats. Indien nodig werd meermalen bijbemest. Dit bijmestsysteem is alleen in de proeven van 2013 opgenomen.
• Aardappelmonitoring Classic
  Het klassieke aardappelmonitoring is als referentie opgenomen in de proeven om de nieuwe bijmest-systemen te kunnen vergelijken met een traditioneel systeem. De bijmestgift werd bij dit systeem bepaald op basis van het nitraatgehalte in de bladsteeltjes en het loofgewicht, dat op vier momenten tijdens het groeiseizoen werd gemeten.
• Aardappelmonitoring Online
  Bij deze variant van aardappelmonitoring is het nitraatgehalte in de bladsteeltjes gemeten en is de loofgroei gemonitord met behulp van gewassensing. Het loofgewicht werd hierbij berekend uit de lichtreflectie door het gewas. Deze variant is alleen in de proeven van 2012 opgenomen.
• Bemestingsnavigator aardappel
  Deze tweede, nieuwe variant van aardappelmonitoring bestaat uit het klassieke aardappelmonitoring (o.a.) aangevuld met gelijktijdige meting van de Nmin-voorraad in de bodem. Er werd op twee momenten gemeten in plaats van vier. Het systeem werd in eerdere rapportages van dit project Aardappelbemestingsindicator genoemd.

In de proeven is verder een reeks vaste N trappen aangelegd om achteraf een optimale N gift te kunnen afleiden  en de bijmestadviezen te kunnen beoordelen.
Bij de N-bijmestsystemen is een basisgift stikstof bij poten toegediend van 145 à 150 kg N per ha. Te Vredepeel werd deze voor 2/3 deel in de vorm van varkensdrijfmest en voor 1/3 deel als KAS gegeven. Te Hulsberg werd het volledig in de vorm van KAS gegeven. Tevens is de bruikbaarheid van omgekeerde N-vensters voor bijbemesting beoordeeld. Dit zijn vensters die hoger worden bemest dan de rest van het perceel en fungeren als referentie met een ruim voldoende stikstof¬voorziening. Op basis van het verschil in N-opname (afgeleid uit gewassensing) tussen de omgekeerde vensters en de rest van het perceel, kan een bijmestadvies worden afgeleid.
In de proeven op zand is beregend om vochtgebrek te voorkomen. In de proeven op löss is niet beregend.

Resultaten

In 2012 in Vredepeel trad door de vele neerslag in het voorjaar uitspoeling van stikstof op. Alle systemen gaven in juni een bijmestadvies. Tabel I geeft een overzicht van de N-bijmestgiften bij de verschillende systemen. In deze proef bleek een hoge stikstofgift nodig voor een economische optimale opbrengst. Deze gift was hoger dan de gebruiksnorm van 260 kg N per ha. Dit werd het beste aangegeven door de systemen ‘NBS gewassensing + N balans’ en ‘Bemestingsnavigator aardappel’.
Het bijmestadvies van Aardappelmonitoring Classic en Aardappelmonitoring Online was aan de lage kant. Het nieuwe systeem van Altic ‘Bemestingsnavigator aardappel’ was in deze proef een verbetering van Aardappelmonitoring.

Tabel I. Gerealiseerde N-bemesting per N-bijmestsysteem in 2012 te Vredepeel (kg N per ha)

N-bijmestsysteem	Basisgift 3/4	Bijbemesting			Totale N-gift
		19/6	27/6	10/7
Aardappelmonitoring Classic	145	70	-	-	215
Aardappelmonitoring Online	145	70	-	-	215
NBS-sensing vanaf gewassluiting	145	-	90	-	235
Bemestingsnavigator aardappel	145	70	-	50	265
NBS-sensing + N-balans	145	125	-	-	270

In 2013 trad in de proef in Vredepeel geen stikstofverlies door uitspoeling op. Alle N bijmestsystemen gaven op één moment een N-bijmestadvies dat veel lager was dan de gebruiksnorm. Er werd dus stikstof bespaard ten opzichte van de N-gebruiksnorm. Dit betrof een beperkte N-gift tussen 28 en 53 kg N/ha. De verschillen in N-gift gaven geen significante opbrengstverschillen tussen de verschillende systemen. De N-bemesting bij de verschillende systemen te Vredepeel in 2013 is weergegeven in tabel II.

Tabel II. Gerealiseerde N-bemesting per N-bijmestsysteem in 2013 te Vredepeel (kg N per ha)

Object	Basisgift 3/4	Bijbemesting			Totale N-gift
		17/6	26/6	4/7
NBS-sensing meermalig	150	-	-	28	178
Aardappelmonitoring Classic	150	-	-	40	190
Bemestingsnavigator aardappel	150	-	40	-	190
NBS-sensing + N-balans	150	-	-	41	191
NBS-sensing vanaf gewassluiting	150	-	53	-	203

In 2012 in de proef te Hulsberg trad geen uitspoeling van stikstof of droogte op. Tot eind juli  waren er geen duidelijke verschillen in loofontwikkeling of N-inhoud van het gewas bij N-niveaus van 150 kg N per ha of hoger. In de bodem werden in juni hoge N-min-voorraden gemeten.
Alle N-bijmestsystemen gaven aan dat er niet of zeer weinig hoefde te worden bijbemest. Alleen  ‘Bemestingsnavigator aardappel’ gaf een bijmestadvies van 20 kg N per ha (4 juli gestrooid). Aan het einde van het groeiseizoen, in de loop van augustus, ontstonden er waarneembare verschillen tussen de N niveaus. Het loof bleef langer groen naarmate de N-gift hoger was. Hierdoor ging de productie bij hogere N-gift  langer door. Uit de opbrengsten bij de vaste N-trappen bleek de knolopbrengst bij N-giften >150 kg N per ha toe te nemen tot de maximale N-gift van 300 kg N per ha.  De kleine bijmestgift bij ‘Bemestingsnavigator aardappel’ gaf een opbrengstverhoging.  Geen van de N-bijmestsystemen leidde tot het behalen van de maximale opbrengst.

In 2013 in de proef te Hulsberg gaf Aardappelmonitoring het advies om niet bij te bemesten. De overig systemen gaven nu wel een advies voor een N-gift. Omdat ‘NBS-sensing + N-balans’ en ‘NBS-sensing meermalig’ op hetzelfde moment bijna dezelfde bijmestgift adviseerden, is besloten om niet twee objecten nagenoeg hetzelfde te bemesten, maar om bij één van beide een dubbele dosering te geven om het effect van een late, hoge bijmestgift na te gaan. Verder is vanwege de droge zomer op een object de N-bijbemesting met bladmeststoffen gedaan. Er is vier keer 10 kg N per ha toegepast in de vorm van urean. De N-bemesting bij de verschillende systemen te Hulsberg in 2013 is weergegeven in tabel III.

Tabel III. Gerealiseerde N-bemesting per N-bijmestsysteem in 2013 te Hulsberg (kg N per ha)

Object	Basisgift 8/4	Bijbemesting						Totale N-gift
		11/6	2/7	9/7	15/7	23/7	30/7
Aardappelmonitoring Classic	150	-	-	-	-	-	-	150
Bemestingsnavigator aardappel	150	-	25	-	-	-	-	175
Bladbemesting urean	150	-	-	10	10	10	10	190
NBS-sensing + N-balans	150	-	-	-	54	-	-	204
NBS-sensing vanaf gewassluiting	150	-	59	-	-	-	-	209
NBS-sensing meermalig	150	-	-	-	631	-	-	213  (1)
Late hoge bijmestgift	150	-	-	-	108	-	-	258
(1) Niet gestrooid c.q. in de proef toegepast. Daarvoor in de plaats is de late hoge bijmestgift gestrooid.

Ook in 2013 te Hulsberg bleken de N-bijmestgiften volgens de adviessystemen suboptimaal te zijn. De opbrengst nam weer toe bij verhoging van de N-gift tot 300 kg N per ha.. De NBS-sensing-systemen adviseerden hogere bijmestgiften dan Aardappelmonitoring en ‘Bemestingsnavigator aardappel’. Deze giften waren gezien de opbrengstreactie op stikstof echter te laag voor een economisch optimale opbrengst.
Wederom toonde het gewas in juni en juli geen duidelijk zichtbare verschillen in loofontwikkeling en  kleur tussen de verschillende N-objecten en was de bodemvoorraad stikstof in juni hoog. Weer ontstonden de verschillen tussen de N niveaus pas aan het einde van het groeiseizoen. Het loof bleef langer groen bij hogere N-gift, waardoor de productie langer doorging.
De bladbemesting met urean in de proef van 2013 op löss gaf een lagere opbrengst en slechtere stikstofbenutting dan bijbemesting met KAS.

De stikstofbenutting door het gewas te Hulsberg was in beide proefjaren vrij laag. De indruk is dat de productie te Hulsberg door andere groeifactoren is belemmerd dan alleen stikstof. Mogelijk was  een hoge zoutconcentratie (met name chloride als antagonist van stikstof ) de oorzaak van een verminderde N-efficiëntie. In 2013 kan droogte en hitte de productie te Hulsberg iets hebben beïnvloed, maar de omstandigheden waren niet extreem. Verder was in beide jaren de Nmin-voorraad in de bodem aan het begin van de zomer erg hoog, maar deze nam daarna zeer snel af. Deze N-dynamiek in de bodem maakt het lastig om de stikstofbeschikbaarheid voor het gewas tot aan het eind goed te voorspellen.

In  de proeven te Hulsberg is sprake geweest van omstandigheden waarop geen enkel N-adviessysteem voldoende anticipeerde. In beide proeven zou naast de N-bijmestsystemen ook niet op basis van de N bemestingsrichtlijn, noch op basis van visuele beoordeling van de gewasstand, zijn besloten om in de periode tussen half juni en half juli fors bij te bemesten. Verschillen in stikstofbemesting werden pas op het eind van het groeiseizoen zichtbaar.

De toepassing van N-bijmestsystemen leidde gemiddeld over alle proeven tot een wat betere benutting van stikstof. Het leidde in de proeven van 2012 en de proef op zand van 2013 tot een iets hogere N-opname. In die laatste proef leidde het ook tot een stikstofbesparing.

Het omgekeerde N-venster als indicator voor bijbemesting gaf  in de proeven van 2012 geen goede indicatie voor N-advisering.

Perspectief

De nieuwe N-bijmestsystemen ‘NBS-gewassensing + N-balans’ en ‘Bemestingsnavigator aardappel’ lijken voor de aardappelteelt op zand perspectiefvol. Ze gaven in beide proefjaren, met een verschillend groeiseizoen, goede bijmestadviezen.

De proeven op löss maken duidelijk dat geen van de systemen voldoende rekening houdt met de N-beschikbaarheid in de bodem tot einde teelt. Op dit punt is verdere optimalisatie van de N-bijmestsystemen nodig.

   mmm@hpa.agro.nl