Ontwerp en toetsing van nieuwe bijmestsystemen voor aardappel op zand- en lössgrond

PPO en Altic voeren voor het Masterplan Mineralen Management (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. De focus ligt hierbij op N-bijmesting op basis van gewassensing (meting van de lichtreflectie door het gewas met een sensor).

Inleiding

De stikstofbenutting door aardappel is matig tot vrij slecht. Dit kan worden verbeterd door te zorgen voor een goede bodemkwaliteit (bewortelbaarheid, bodemgezondheid en vochtvoorziening) en door overdosering van stikstof te voorkomen. Dit onderzoeksproject is gericht op het laatstgenoemde aspect: een goede afstemming van de stikstofgift op de gewasbehoefte en het stikstofaanbod uit andere bronnen, zoals mineralisatie in de bodem.
De krappe N-gebruiksnormen voor zand en löss maken het noodzakelijk om zo efficiënt mogelijk met stikstof om te gaan om opbrengstderving zo veel mogelijk te beperken. Daartoe moet de beschikbare stikstof op het bedrijf zo effectief mogelijk over gewassen en percelen worden verdeeld. Door op percelen met een sterkere stikstoflevering te besparen op de stikstofgift, houdt men meer stikstof over om de schralere percelen wat extra te geven. Door controle en bijsturing van de stikstofvoorziening tijdens de teelt met behulp van een stikstofbijmestsysteem (NBS) kan worden ingespeeld op variatie in mineralisatie en stikstofverliezen tijdens de teelt, zowel tussen percelen als tussen jaren.

In 2011 is voor het MMM een [INVALID URL] uitgevoerd naar de stikstofbenutting van aardappel, de proefresultaten van bijmestsystemen en strategieën in aardappel en de mogelijkheden om bestaande bemestingssystemen te verbeteren dan wel om nieuwe bemestingsystemen en -strategieën te ontwikkelen. In dit onderzoek is ondermeer 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 worden nieuwe of verbeterde bijmestsystemen getest 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 van het zuidoostelijk zand en de löss bij het project betrokken om de resultaten, praktische uitvoerbaarheid en acceptatie van de systemen te beoordelen.

Stikstofbijmestsystemen aardappel

Er zijn voor aardappel meerdere stikstofbijmestsystemen ontwikkeld, gebaseerd op meting van de Nmin-voorraad in de bodem, of het nitraatgehalte in de aardappelbladsteeltjes of op een combinatie van nitraatgehalte en loofgewicht. Een nieuw, beschikbaar systeem is NBS op basis van gewassensing. Met gewassensing kan de variatie in gewasontwikkeling binnen een perceel in kaart worden gebracht. Ook kan uit de sensormeting de stikstofopname door het gewas worden afgeleid. Bij gewasssluiting wordt de afgeleide stikstofopname vergeleken met een streefwaarde. Als de stikstofopname door het gewas onder de streefwaarde ligt, wordt een bijmestgift berekend. Voordeel van deze methode is dat geen grond- of gewasmonsters hoeven te worden genomen, wat een arbeidsbesparing oplevert.
De systemen zijn [INVALID URL].

Ontwerp nieuwe of verbeterde N-bijmestsystemen

Bij het ontwerp van nieuwe dan wel verbeterde N-bijmestsystemen is ernaar gestreefd een aantal zwakke punten en hiaten in de bestaande systemen weg te nemen en rekening te houden met gewas-, bodem- en weerfactoren.

Op dit moment kan met NBS-gewassensing pas een bijmestadvies worden berekend bij gewassluiting (meestal eind juni-begin juli). Verder wordt (nog) geen rekening gehouden met de opbrengstverwachting op het perceel. In de praktijk kan het gewenst zijn om eerder bij te bemesten dan wel eerder de stikstoftoestand van het gewas te kunnen controleren. Daarom is een systeem ontworpen waarbij de streefwaarde voor de N-inhoud van het gewas bij gewassluiting wordt vervangen door een streefopnameverloop in de tijd. Als de actuele N-opname door het gewas op enig moment onder die streefopnamecurve komt, wordt een bijmestadvies berekend. De streefopnamecurve wordt afhankelijk gesteld van het teeltdoel en de opbrengstverwachting en uitgezet tegen de temperatuursom vanaf poten. Daardoor wordt rekening gehouden met koudere of warmere perioden en het effect daarvan op de gewasgroei en N opnamesnelheid.
Een stap verder is om ook rekening te houden met de stikstoflevering uit de bodem: de actuele Nmin-vooraad en een voorspelling van de stikstof die nog zal mineraliseren. Voor de berekening van de bijmestgift wordt dan een N-balansmethode gehanteerd:
N-gift = nog op te nemen hoeveelheid stikstof door het gewas + buffer - Nmin - N-mineralisatie.
De hoogte van de buffer is afhankelijk van de grondsoort en het tijdstip van meting.
Rascorrecties zijn vooralsnog geen punt van onderzoek in het project. Dit vraagt om een vrij omvangrijk onderzoek. Er kan eerst het beste een verbeterde methode voor NBS-gewassensing worden ontwikkeld, waarna in vervolgonderzoek verfijningen voor ras worden aangebracht.

Een ander concept is het hanteren van omgekeerde N-vensters. Deze vensters worden hoger bemest dan de rest van het perceel en fungeren als referentie met een ruim voldoende stikstof-voorziening. Als de rest van het perceel achterblijft bij de vensters, wordt een bijmestadvies gegeven.

Aardappelmonitoring Online is ook een nieuwe bijmestmethode die gebruikt maakt van gewassensing. De klassieke Aardappelmonitoring is gebaseerd op meting van het nitraatgehalte in de bladsteeltjes en het loofgewicht van vijf planten. Bij Aardappelmonitoring Online wordt de loofgroei gemonitord aan de hand van satellietbeelden. In dit onderzoeksproject wordt dat vervangen door monitoring met een gewassensor op de trekker.
Een tweede, nieuwe variant van aardappelmonitoring is de Aardappelbemestingsindicator van Altic. Dit systeem bestaat uit een beperkt aantal metingen volgens de klassieke aardappelmonitoring aangevuld met meting van de Nmin-voorraad.

Toetsing in veldonderzoek

Na overleg met de klankborgroep is besloten om in de veldproeven op zand en löss drie systemen op basis van gewassensing te beproeven:

• NBS-gewassensing vanaf gewassluiting, rekening houdend met opbrengstverwachting;
• NBS-gewassensing met een temperatuur- en opbrengstafhankelijke streefopnamecurve plus aanvulling met bodemdata (Nmin en mineralisatievoorspelling) en gebruik van N-balansmethode;
• Aardappelmonitoring Online met een gewassensor in plaats van satellietbeelden.

Verder worden in de proeven opgenomen:

• de klassieke Aardappelmonitoring (als referentie);
• de Aardappelbemestingsindicator.

Tevens wordt een reeks vaste N-trappen aangelegd om een optimale N-gift te kunnen afleiden voor de betreffende groeiomstandigheden in de proeven en de bijmestadviezen te kunnen beoordelen. Bijbemesting op basis van een omgekeerd N-venster wordt niet direct in de proeven opgenomen. Aan de hand van de vaste N-trappen en de metingen die worden gedaan, kan het perspectief van die methode wel worden beoordeeld.

Het huidige NBS-gewassensing is ontwikkeld met de CropScan-sensor, die echter te kwetsbaar is voor gebruik in het veld op landbouwwerktuigen. In het onderzoek zal daarom de Yara N-sensor worden gebruikt en worden de rekenregels van de CropScan-sensor vertaald naar de Yara N-sensor.