Sturen van de N-mineralisatie met kennis over organische stof

Doordat gebruiksnormen de maximale bemesting met stikstof bepalen, wordt het steeds belangrijker om goed te kunnen voorspellen hoeveel stikstof de bodem levert. Wanneer de voorspelbaarheid hoog is kan maximaal rekening worden gehouden met de levering van stikstof uit de bodem, wat kosten bespaart en uitspoeling van N reduceert.

Inleiding

Stikstoflevering vanuit organische stof (OS) wordt belangrijker naarmate de bemestingsnormen strakker worden. Het aandeel van stikstof uit organische stof in de totale gewasopname neemt toe bij een lagere stikstofbemesting. Kennis over een optimale benutting van deze stikstof is dus essentieel voor elke teler. Met de juiste kennis is een teler tot op zekere hoogte in staat om de stikstofmineralisatie te sturen in de voor hem goede richting. Kennis die daarvoor nodig is heeft betrekking op:

• Verschillende bronnen van organische stof en de mate waarin zij stikstof kunnen leveren;
• Factoren die de stikstofmineralisatie beïnvloeden;
• Management van bodem en organische stof management.

Organische stof is de belangrijkste bron van stikstoflevering vanuit de bodem. Bij afbraak (mineralisatie) van organische stof komt stikstof vrij en deze is vervolgens beschikbaar voor gewassen. Organische stof komt in de bodem voor in allerlei vormen zoals humus, recent aangevoerde gewasresten, dierlijke mest, compost en andere organische producten. Stikstofmineralisatie is een biologisch proces, waarin vooral bacteriën en schimmels een directe rol spelen, mesofauna een rol speelt bij de verfijning van organisch materiaal, en andere organismen zoals protozoën de activiteit van vermelde organismen mede sturen. Dit alles, en daarmee dus de stikstofmineralisatie, staat sterk onder invloed van drie belangrijke factoren:

1. Temperatuur: hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de afbraak, tot een zeker maximum waarboven de afbraak weer langzamer verloopt;
2. Vocht: onder zeer droge omstandigheden stopt de mineralisatie, onder zeer natte omstandigheden gaat gelimiteerde zuurstofbeschikbaarheid een rol spelen;
3. Zuurstofbeschikbaarheid: in aanwezigheid van zuurstof verloopt het biochemische proces van de afbraak anders dan bij gebrek aan zuurstof.

De bodemtemperatuur wordt grotendeels bepaald door het heersende weer en is dus moeilijk te beïnvloeden. Maar een hoger organisch stofgehalte kan wel leiden tot een snellere opwarming van de bodem. Vochtgehalte en de zuurstofbeschikbaarheid zijn tot op zekere hoogte beter te beïnvloeden dan de bodemtemperatuur. In droge periodes kan beregening voor voldoende vocht zorgen. In natte perioden is de waterdoorlaatbaarheid van de bodem van belang voor het zuurstofgehalte. Verschillende vormen van bodembewerking hebben effect op de zuurstofbeschikbaarheid en dat geldt in zekere mate ook voor de gewaskeuze en het machinegebruik. Diep wortelende gewassen vergroten de zuurstofbeschikbaarheid en bij vaste rijpaden wordt verdichting van de bodem in grote delen van het perceel tegengegaan.

Doel en fasering

Dit project kent drie fasen met als doel:

Fase 1: De bestaande kennis over organische stof en stikstofmineralisatie te ontsluiten voor zowel telers als voorlichters;
Fase 2: Een functioneel ontwerp van een adviesmodule op te leveren waarmee de stikstofbenutting vanuit de bodem kan worden gekwantificeerd bij diverse managementmaatregelen rondom organische stof;
Fase 3: De opgeleverde adviesmodule te testen in de praktijk op een viertal locaties en te demonstreren op een twintigtal praktijkbedrijven (na een go/no-go in de stuurgroep MMM).

Resultaten

Voor fase 1 zijn drie producten opgeleverd:

1. Een [INVALID URL] . Voor het maken van de sheet is gebruik gemaakt van beschikbare kennis op het gebied van Bodem-organische stof. De enige informatie die hoeft te worden ingevoerd is het OS gehalte van het perceel, de geteelde gewassen, de bemesting en of al dan niet een groenbemester wordt geteeld. Naast informatie over het OS-gehalte krijgt de teler ook informatie over de hoeveelheid stikstof die vrijkomt. Het programma waarschuwt indien het OS-gehalte meer dan 5 procentpunten dreigt te dalen.
2. [INVALID URL] . Voor de vier belangrijke akkerbouwgebieden in Nederland (Noordelijk klei plus Flevopolders, Veenkoloniën, Zuidwestelijke klei en Zuidoostelijk zandgebied, zijn voor een gangbare rotatie 4 verschillende OS-beheer scenario’s uitgewerkt. Vervolgens is berekend welke kosten en baten deze scenario’s opleveren. In alle gevallen bleek het scenario met zoveel mogelijk dunne dierlijke mest het goedkoopst, terwijl het scenario met compost de meeste OS aanvoer met zich meebracht. Bij langdurig gebruik van compost wordt de kost-baten balans gunstiger doordat er via mineralisatie meer stikstof en fosfaat beschikbaar komt.
3. [INVALID URL] . Door middel van tien vragen en antwoorden over de rol van OS in de bodem wordt inzicht gegeven in de rol van OS bij de bodemvruchtbaarheid.

Voor fase 2 zijn twee producten opgeleverd:

1. Een werkend ontwerp van een [INVALID URL] bij diverse managementmaatregelen rond organische stof
2. Een [INVALID URL], waarbij gebruik is gemaakt van dezelfde praktijkrotaties voor de vier belangrijkste Nederlandse akkerbouwgebieden als die gebruikt zijn voor de kosten/baten analyse van OS beheer.

Wat als... scenario's

Zowel met de eenvoudige OS balans als met de N-mineralisatie rekenmodule kunnen zogenaamde 'wat als' vragen worden beantwoord. Voorbeeld zijn:

• wat gebeurt er met het OS gehalte en de N-mineralisatie als er alleen maar kunstmest wordt toegepast?
• wat kan ik beter doen als het OS-gehalte van een perceel achteruit gaat en welke gevolgen heeft dat voor de N-mineralisatie?
• etc.

Conclusie

Het is gebleken om een betrekkelijk eenvoudige OS balans op te stellen op basis van twee posten: (1) afbraak van bodem OS en (2) aanvoer van effectieve organische stof. Tegelijkertijd wordt er met de balans ook nog inzicht gegeven in de beschikbare hoeveelheid stikstof. Beheer van organische stof is niet goedkoop. Maar bij een evenwichtig gebruik, waarbij regelmatig compost wordt ingezet, kan op midden-lange termijn behoorlijk op de kunstmestaanvoer worden bespaard. Indien men ook inzicht wil krijgen in de stikstofmineralisatie binnen een jaar of teeltseizoen biedt de daartoe ontwikkelde module op basis van het model NDICEA een uitgelezen mogelijkheid.