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

PPO en Altic voeren voor het Masterplan MineralenManagement (MMM) onderzoek uit 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 ze gedurende twee jaar te toetsen in veldproeven. Dit (tussenrapport) gaat in op de veldproeven van 2012 die zijn uitgevoerd op een zuidoostelijke zandgrond (Vredepeel) en op löss (Hulsberg).

In opdracht van het Productschap Akkerbouw onderzoeken PPO en Altic voor het Masterplan Mineralen Management (MMM) de mogelijkheden om de stikstofbenutting van aardappel te verbeteren door de ontwikkeling van nieuwe of verbeterde stikstofbemestingssystemen. De doelstelling van MMM is om verliezen van nutriënten naar bodem, water en lucht in de akkerbouw sterk terug te dringen. In 2011 is een literatuurstudie uitgevoerd naar de mogelijkheden om stikstofbenutting van aardappel te verbeteren. De bevindingen hiervan zijn verwoord in het rapport “[INVALID URL]”. Hierin is onder meer geconcludeerd dat een N-bijmestsysteem de beste mogelijkheid biedt om een hoge N-benutting bij behoud van opbrengst en kwaliteit te realiseren. Een N-bijmestsysteem gebaseerd op meting van de lichtreflectie door het gewas met een gewassensor (gewassensing) is het meest perspectiefvol, maar staat nog in de kinderschoenen. Verbeteringen zijn nodig en lijken ook mogelijk.
In de tweede fase van het project is voorzien om nieuwe of verbeterde bijmestsystemen te testen in tweejarig veldonderzoek (2012 en 2013) op zand- en lössgrond in het Zuidoosten. De meest perspectiefvolle systemen worden daarna in de derde fase (2014) getoetst en gedemonstreerd op praktijkpercelen. In de fasen 2 en 3 is een klankbordgroep van aardappeltelers op zuidoostelijk zand en löss bij het project betrokken om de resultaten mede te beoordelen en de praktische uitvoerbaarheid en acceptatie van de systemen. 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.

Het voorliggende (tussen)rapport gaat in op de veldproeven van 2012 die zijn uitgevoerd op een zuidoostelijke zandgrond (Vredepeel) en op löss (Hulsberg). In beide proeven zijn de volgende systemen beproefd:

• NBS-gewassensing vanaf gewassluiting
  Uit de lichtreflectie door het gewas wordt de stikstofopname van het gewas afgeleid. Deze wordt vergeleken met een streefwaarde voor de N-opname vanaf het moment van gewassluiting. Als de opname onder de streefwaarde ligt, wordt een bijmestgift berekend. De streefwaarde is afhankelijk gesteld van de opbrengstpotentie op het perceel c.q. de streefopbrengst. De lichtreflectie is gemeten met de Yara N-sensor.
• 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 komt, wordt een bijmestadvies berekend. Bij de streefopnamecurve wordt rekening gehouden met de opbrengstverwachting en het effect van hogere of lagere temperaturen op de gewasgroei en de N-opnamesnelheid. De bijmestgift wordt berekend met behulp van een N-balansmethode waarin ook de actuele Nmin-voorraad in de bodem wordt betrokken en een voorspelling van de N-mineralisatie: N-gift = nog op te nemen hoeveelheid stikstof door het gewas + buffer - Nmin - N-mineralisatie.
• Aardappelmonitoring Classic
  Het klassieke aardappelmonitoring is als referentie opgenomen in de proeven om de nieuwe bijmestsystemen te kunnen vergelijken met een traditioneel systeem. De bijmestgift wordt bij dit systeem bepaald op basis van het nitraatgehalte in de bladsteeltjes en het loofgewicht, dat op vier momenten tijdens het groeiseizoen worden 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 wordt hierbij berekend uit de lichtreflectie door het gewas.
• Aardappelbemestingsindicator
  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 wordt op twee momenten gemeten in plaats van vier.

In de proeven is verder een reeks vaste N-trappen aangelegd om een optimale N-gift te kunnen afleiden onder de betreffende groeiomstandigheden in de proeven en om de bijmestadviezen te kunnen beoordelen. Bij de N-bijmestsystemen is een basisgift stikstof bij poten toegediend van 145 kg N per ha te Vredepeel (2/3 deel in de vorm van varkensdrijfmest en 1/3 deel als KAS) en 150 kg N per ha te Hulsberg (volledig KAS).
In het onderzoek is tevens 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 stikstofvoorziening. 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 proef op zand is één keer beregend in augustus om vochtgebrek te voorkomen. In de proef op löss is niet beregend.

Door de vele neerslag in het voorjaar te Vredepeel en daardoor uitspoeling van stikstof moest al vroeg worden bijbemest. Bij het eerste meetmoment (half juni) gaven alle systemen een bijmestadvies, behalve ‘NBS-sensing vanaf gewassluiting’, omdat het gewas nog niet gesloten was. Een week later gaf dit systeem wel een bijmestadvies. In tabel 1 is een overzicht gegeven van de N-bemesting bij de verschillende systemen te Vredepeel.

Tabel 1: Gerealiseerde N-bemesting per N-bijmestsysteem in 2012 te Vredepeel (kg N per ha)

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

In de proef te Vredepeel was een hoge stikstofgift nodig in 2012 om een economische optimale opbrengst te behalen (hoger dan de N-gebruiksnorm van 260 kg N per ha). Dit werd het beste aangegeven door de systemen ‘NBS-gewassensing + N-balans’ en Aardappelbemestingsindicator.
‘NBS-sensing vanaf gewassluiting’ gaf een iets lager bijmestadvies. Dat bij dit systeem pas een week later werd bijbemest dan bij de andere systemen, had geen nadelig effect op de opbrengst.
Het bijmestadvies van Aardappelmonitoring Classic en Aardappelmonitoring Online was aan de lage kant. Het nieuwe, ontwikkelde systeem Aardappelbemestingsindicator was in deze proef een verbetering.

Het bleek bij aardappelmonitoring goed mogelijk te zijn om het loofgewicht te bepalen op basis van gewassensing in plaats van door wegen van het loof. Sensing gaf zowel in de proef te Vredepeel als te Hulsberg een nagenoeg gelijk beeld van de loofontwikkeling als wegen van het loof en leidde tot hetzelfde bijmestadvies.

De nieuwe bijmestsystemen NBS-gewassensing en Aardappelbemestingsindicator lijken op basis van de proef op zand perspectiefvol. Een kritische succesfactor bij NBS-gewassensing is het goed kunnen schatten van de opbrengst en N-opname door het gewas op basis van de gewasontwikkeling aan het begin van de zomer (juni- begin juli) dan wel van de streefwaarde voor de N-inhoud bij gewassluiting.

Te Hulsberg was het droger dan te Vredepeel. Er trad geen uitspoelingsverlies op maar ook geen droogte tijdens het groeiseizoen. Het aardappelgewas groeide goed en er waren 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 hoge Nmin-voorraden gemeten.
Alle N-bijmestsystem gaven aan dat de stikstofvoorziening van het gewas in orde was en dat niet of weinig hoefde te worden bijbemest. Aardappelbemestingsindicator gaf een bijmestadvies van 20 kg N per ha (4 juli gestrooid). De overige systemen adviseerden niet bij te bemesten na de basisgift van 150 kg N per ha. Aan het einde van het groeiseizoen ontstonden er verschillen tussen de N-niveaus. Het loof bleef langer groen naarmate de N-gift hoger was, waardoor de productie bij hogere N-gift wat langer is doorgegaan. Uit de vaste N-trappen bleek dat de knolopbrengst bij N-giften >150 kg N per ha nog duidelijk toenam en zelfs bleef doorstijgen bij verhoging van de N-gift tot 300 kg N per ha. Dit werd tijdens het groeiseizoen niet verwacht. Geen van de N-bijmestsystemen gaf aan dat 150 kg N per ha onvoldoende was om de maximale opbrengst te behalen. Enkel Aardappelbemestingsindicator gaf een klein bijmestadvies (20 kg N per ha). Dit was echter niet voldoende om de maximale opbrengst te behalen.

De stikstofbenutting door het gewas was aan de lage kant. Een hogere benutting zou tot een hogere stikstofopname en opbrengst hebben geleid. Belemmering van de N-opname door het gewas door droogte of verlies door uitspoeling lijken geen rol te hebben gespeeld.
Verder was de droge-stofproductie per kg opgenomen stikstof te Hulsberg lager dan te Vredepeel. Dit duidt erop dat de productie te Hulsberg door andere groeifactoren is belemmerd dan alleen stikstof. Welke factoren dat zijn geweest, is niet duidelijk. Wellicht is een hoge zoutconcentratie (met name chloride als antagonist van stikstof) de oorzaak geweest van een verminderde N-efficiëntie.

Er lijkt in de proef te Hulsberg sprake te zijn geweest van bijzondere groeiomstandigheden waar geen enkel N-adviessysteem op kon anticiperen. Naast de N-bijmestsystemen, zou bij opvolging van de N-bemestingsrichtlijn of op basis van visuele beoordeling van de gewasstand, ook niet zijn besloten om in de periode tussen half juni en half juli fors bij te bemesten. Het effect van de hoogte van de stikstofgift werd pas op het eind van het groeiseizoen zichtbaar, ruim na de meetperiode van de N-bijmestsystemen. Deze situatie werd door geen enkel N-adviessysteem voorzien.

Het effect van droogte op het functioneren van de N-bijmestsystemen kon in 2012 niet worden beoordeeld, omdat er geen sprake was van droogte.

Het omgekeerde N-venster als indicator voor bijbemesting heeft niet goed gefunctioneerd in de proeven. Het gaf te Hulsberg geen aanleiding tot bijbemesting en te Vredepeel tot een geringe bijbemesting. Het perspectief ervan is daarom twijfelachtig. Het zal in 2013 opnieuw worden beoordeeld.