Vruchtwisseling basis voor kwaliteitsproductie op biologisch bedrijf

De basis van een gezonde en productieve biologische bedrijfsvoering is een zorgvuldig samengestelde vruchtwisseling en een daarmee samenhangend bemestingsplan. Alleen dan kunnen optimale milieutechnische en economische prestaties geleverd worden. In het BIOM-project wordt hier samen met telers aan gewerkt. Dit artikel gaat verder in op theorie en praktijk van vruchtwisseling.

Vruchtwisseling

De vruchtwisseling heeft twee hoofdfuncties: 1) het voorkomen en/of beheersbaar maken van ziekten, plagen en omkruiden en 2) het instandhouden en/of verbeteren van de bodemvruchtbaarheid. Een goede vruchtwisseling vervult beide functies optimaal en legt daarmee de basis voor gezonde en vitale gewassen. Om deze basis ook werkelijk om te zetten in kwaliteitsproductie is ondersteuning met optimale teeltsystemen en alle andere methodes noodzakelijk (figuur 1).

Onder kwaliteitsproductie wordt een optimale productie, zowel wat betreft kwantiteit als kwaliteit, verstaan. Bij een optimale vruchtwisseling kan de inzet van externe inputs, zoals pesticiden ("biologisch"), fossiele energie, machines, en meststoffen, beperkt blijven.

Wat is vruchtwisseling?

Vruchtwisseling betekent dat gewassen in de tijd op een perceel (stuk grond) in een specifieke volgorde worden geteeld. Na een aantal jaren herhaalt de cyclus zich weer (lengte van vruchtwisseling). De gewassen (met arealen) die in een specifiek jaar verbouwd worden op een bedrijf zijn samen het bouwplan. Als de vruchtwisseling consistent en onveranderd is, dan is het bouwplan ieder jaar gelijk. De toegevoegde waarde van het team van gewassen (vruchtwisseling) neemt toe naarmate meer aandacht gegeven is aan de teamsamenstelling en - opstelling. Sommige spelers (gewassen) scoren pas goed als anderen hun optreden zorgvuldig voorbereid hebben. Doel van vruchtwisseling is om iedere speler optimale en homogene condities aan te bieden. Dat is de basis voor duurzame kwaliteitsproductie.

Preventie en beheersing van ziekten, plagen en onkruiden

Figuur 2 ontleedt de rol die vruchtwisseling kan spelen in de preventie en beheersing van ziekten en plagen (naar Vereijken, 1994).

Ziekten en plagen worden onderscheiden langs twee assen. Op de x-as zijn de schadeverwekkers ingedeeld van niet mobiel (niet beweeglijk) tot zeer mobiel. Op de y-as van zeer specifiek (specialisten) tot niet specifiek (alleseters). Vruchtwisseling is van toenemend belang komend van rechtsonder en bewegend naar linksboven in de figuur. Ieder kwadrant van deze figuur wordt hieronder besproken.

Specifieke, niet mobiel
Linksboven: het gaat hier meestal om bodemgebonden ziekten en plagen, zoals het aardappelcysteaaltje en ziekten als witrot in uien. Klassieke vruchtwisseling, in de zin van voldoende lage frequentie van het favoriete gewas, is veelal voldoende. Deze aanpak wordt aangevuld door voor belangrijke organismen tijdig opsporingsonderzoek te verrichten en waar mogelijk resistente en tolerante rassen te verbouwen.

Niet specifiek, niet mobiel
Linksonder: hier gaat het ook meestal om bodemgebonden ziekten en plagen, zoals Rhizoctonia spp, Sclerotinia en wortelknobbelaaltjes. Dan wordt de samenstelling van het team en de volgorde steeds belangrijker. Aanvullende ondersteuning moet, afhankelijk van het betreffende organisme, gevonden worden in de teeltsystemen (zaaidatum, planten of zaaien e.d.) en de rassenkeuze.

Specifiek, mobiel
Rechtsboven: voor organismen als koolmot (Plutella) en Phytophthora is klassieke vruchtwisseling niet effectief. Oplossingen kunnen gevonden worden in de teeltsystemen (zaaidata, gewasstructuur) en de rassenkeuze. Controlemaatregelen kunnen nodig zijn, zoals het gebruik van fysieke barrières (netten) of door het gebruik van natuurlijke vijanden of "biologische" pesticiden.

Niet specifiek, mobiel
Rechtsonder: veel ziekten en plagen vallen onder deze categorie. Vruchtwisseling helpt niet, al is gewasdiversificatie nuttig, vooral op regionale schaal. Opnieuw kan het ontworpen teeltsysteem bijdragen aan de preventie en beheersing. Met rassenkeuze is nog relatief weinig te doen, al zijn er voor bepaalde luissoorten al resistente slarassen. In de laatste twee categorieën wordt directe bestrijding in de gewassen steeds belangrijker. Dit kan ook door natuurlijke vijanden. Dan moeten deze wel een kans hebben om op het bedrijf te overleven. Een zorgvuldig ontworpen en beheerde ecologische infrastructuur op het bedrijf, die het hele jaar rond voldoende voedsel en beschutting biedt, is hiervoor een noodzaak. Een goede ruimtelijke vruchtwisseling ("springen van gewassen") kan overdracht van semi-mobiele plagen en ziekten van jaar tot jaar voorkomen. Vruchtwisseling is ook belangrijk bij het beheersen van onkruiden door de zeer uiteenlopende omstandigheden voor onkruidgroei, onderdrukking en -bestrijding die erdoor ontstaan.

Behoud en verbetering van bodemvruchtbaarheid

Vruchtwisseling speelt een centrale rol bij het behoud en de verbetering van bodemvruchtbaarheid. Bodemvruchtbaarheid heeft betrekking op bodemstructuur, bodemleven en de voorraden aan nutriënten en organische stof. De bodemvruchtbaarheid wordt bepaald door de wisselwerking tussen gewassen, bodem, grondbewerking, bemesting en weer (klimaat). Bodemvruchtbaarheid verandert voortdurend in tijd en ruimte. Gewassen en groenbemesters verschillen karakteristiek in de eisen die ze stellen aan en in de invloed die ze zelf uitoefenen op de bodemvruchtbaarheid. Een geïntegreerd vruchtwisselings- en bemestingsplan kan de bodemvruchtbaarheid behouden en zelfs verbeteren.
In een biologisch systeem is er een grote noodzaak beide goed op elkaar af te stemmen. Dat hangt samen met het feit dat bemesting in een biologisch systeem vooral plaatsvindt door het toevoegen van organische stof aan de bodem (organische meststoffen, gewasresten en groenbemesters). De voedingstoffen komen hieruit vrij via vertering en mineralisatieprocessen, net zoals uit de bodem organischestofvoorraden. Bemesten in de biologische landbouw is het beheren van organischestofstromen. Beheren in de zin van bepalen welke gewassen geteeld worden, welke groenbemesters, wat er met de gewasresten gebeurt en hoe en wanneer ze ingewerkt worden. Dat is bepalend voor de mate waarin en het tijdstip waarop voedingsstoffen vrijkomen.
Aanvullend op deze "interne" organische stofbronnen worden in een biologisch systeem ook "externe" organische stofbronnen gebruikt: de organische meststoffen. Ook dat vraagt een uitgekiend beheer. Organische meststoffen bevatten namelijk nutriënten in verhoudingen die meestal niet overeenkomen met de gewasafvoer. Bovendien dient het gebruik ervan beperkt te blijven. Want ophoping van fosfaat en kalium en een te grote beschikbaarheid van stikstof moet voorkomen worden om milieuvervuiling nu en in de toekomst te voorkomen. Dat kan alleen door de aanvoer en afvoer van P en K in evenwicht te brengen, rekening houdende met de actuele bodemvruchtbaarheid en de streeftrajecten. Veelal betekent dit een maximale aanvoer van 50-70 kg P2O5 (binnen de MINAS-marges). Dat betekent ook dat de aanvoer van N met organische meststoffen beperkt is. Dan wordt ook voorkomen dat de EU-aanvoernorm (N-totaal in organische mest van 170 kg per ha in 2002) overschreden wordt. Dit alles vraagt om een uitgekiende bemesting die goed afgestemd is op de vruchtwisseling. Er is immers maar een beperkte hoeveelheid werkzame N uit mest (ook nog afhankelijk van mesttype en toedieningstijdstip) beschikbaar. Dat kan gericht aangevuld worden door N uit vlinderbloemige hoofdgewassen en groenbemesters. En door de volgorde van gewassen, het toedieningstijdstip van mest en de inzet van vlinderbloemige hoofdgewassen en groenbemesters goed te plannen. Dan wordt alle beschikbare N optimaal benut. Bovendien ontstaat dan een specifiek, bedrijfseigen dynamisch patroon van bodemvruchtbaarheid. Relevante en homogene condities voor ieder gewas zullen er dan niet alleen zorg voor dragen dat de kwaliteitsproductie gewaarborgd is, maar dat ook de gewenste milieutechnische kwaliteit veilig gesteld wordt.

Opstellen van een behoorlijke vruchtwisseling

Ieder gewas in de vruchtwisseling begint met de bodemvruchbaarheidstoestand die het vorige gewas heeft achtergelaten. Bovendien bepaalt het gewas en de eventuele groenbemester de toestand die het volggewas aantreft (figuur 3).

Enerzijds oefent ieder type gewas invloed uit op het "bodemarchief" en bepaalt zo de situatie voor het volggewas. Anderzijds heeft ieder gewas zijn eigen specifieke "behoeftes": benodigde condities om tot optimale prestaties te komen. Ieder gewas heeft zijn eigen "identiteit". In deze zin heeft ook ieder vruchtwisselingsjaar, vruchtwisselingblok, zijn eigen identiteit, zowel wat betreft de uitgangssituatie (benodigde "situatie") als wat betreft de benutting ervan (bijvoorbeeld N-benutting uit restant voorvruchten) en de invloed die erop wordt uitgeoefend (structuur).
Voordat een concrete vruchtwisseling voor een specifieke situatie opgesteld kan worden, moet er eerst een model voor die situatie ontworpen worden. Het opstellen van een model verdiept het inzicht in bemesting en vruchtwisseling en biedt een leidraad bij de keuze van gewassen. Het uitwerken van een model begint met het toepassen van een set van vuistregels. Als uitgangspunt wordt een zesjarig vruchtwisselingsmodel genomen:

• teel gewassen niet vaker dan 1:6 en qua ziekten en plagen verwante groepen van gewassen niet vaker dan 1:3;
• wissel bodemstructuur-verslechterende gewassen af met bodemverbeterende gewassen en geef de hoog salderende gewassen de beste uitgangssituatie;
• zorg voor een logische opvolging van veel en weinig N-behoeftige gewassen, van N-leverende groenbemesters en voorvruchten en hoog N-behoeftige gewassen.

Elk van deze vuistregels verbergt een grote hoeveelheid agronomische expertise die in het overleg van boer, voorlichter en onderzoeker beschikbaar gemaakt wordt. Voorbeelden voor klei-akkerbouw- en zand-vollegrondsgroentemodellen zijn gegeven in tabel 1 en 2. Deze modellen verschillen sterk in N-behoefte en bouw(teelt)plan-intensiteit. Typerend is dat model 1 een vaste mestbedrijf is en model 2 alleen rondgezet kan worden door een combinatie van vaste mest en drijfmest. In een [INVALID URL] zal dieper op de bemesting van deze beide modellen ingegaan worden. Uit deze modellen blijkt duidelijk welk type gewas in een bepaald vruchtwisselingsjaar verbouwd kan worden.

*: Gemiddelde N-behoefte van het bouwplan met de vet gedrukte gewassen = ca. 70 kg N per ha, te leveren uit mest, gewasresten, groenbemesters

*: Gemiddelde N-behoefte van het bouwplan met de vet gedrukte gewassen = ca. 120 kg N per ha, te leveren uit mest, gewasresten, groenbemesters

Wanneer er meer dan één gewas in een vruchtwisselingsblok geteeld wordt, dienen de gewassen vergelijkbare eisen te stellen aan de uitgangssituatie en een vergelijkbaar effect op hun volgvrucht te hebben. Zo kunnen gewassen uitgeruild worden zolang hun karakteristieken passen in de functies van het vruchtwisselingblok. Wanneer gewassen niet passen in de karakteristiek van een vruchtwisselingblok zal dat altijd problemen veroorzaken. Het wordt nog erger als de bemesting aangepast wordt aan de specifieke behoefte van twee verschillende typen gewassen in een vruchtwisselingsjaar, omdat dan ook de bodemvruchtbaarheid uit elkaar begint te lopen. In deze zin is het ideaal één gewas per vruchtwisselingsblok.
Vruchtwisseling moet op ieder perceel uitgevoerd worden. Veranderingen in gewaskeuze of areaal per gewas kunnen "opportuun" of noodzakelijk zijn, gegeven de ervaringen en/of de marktomstandigheden en -mogelijkheden. Maar veranderingen moeten wel passen in het vruchtwisselingsmodel. De functionaliteit van de vruchtwisseling tenslotte moet altijd zorgvuldig gevolgd worden in de praktijk, omdat altijd het gevaar dreigt dat de ontworpen vruchtwisseling uit balans is voor een van de behandelde aspecten zoals: onkruidbeheersing, beheersing van bodemgebonden ziekten en plagen of bodemvruchtbaarheidsonderhoud.

De "harde" realiteit

Uit de inventarisaties van 60 bestaande biologische bedrijven bij de start van BIOM (zie kader) bleek dat slechts een beperkt deel van de betrokken ondernemers een scherp en duidelijk beeld had van hun vruchtwisselingsplan. Confrontatie van het door de ondernemers opgegeven plan met de realiteit van de jaren ervoor laat grote verschillen zien tussen plan en realiteit. Als we vruchtwisseling definiëren als een plan dat in de praktijk zorgvuldig en consequent uitgevoerd wordt, dan heeft circa 60 % van de betrokken telers geen vruchtwisseling.

Eerst volgen enkele verdere technische details, dan de redenen van het ontbreken van een consistente vruchtwisseling.
Samenstelling bouwplan:

• gemiddeld heeft elk vruchtwisselingsblok 1,7 gewassen. Dat betekent dat de bedrijven gemiddeld meer dan 10 gewassen verbouwen, aannemende dat er een 6-jarig vruchtwisselingsmodel wordt gevolgd;
• het aandeel vlinderbloemigen als hoofdgewas in het bouwplan varieert per regio van 12 tot 25 % met een landelijk gemiddelde van 20 %;
• gemiddeld bestaat 50 % van het bouwplan uit maaibare gewassen, de rest is opgevuld met wortel- en bladgewassen;
• groenbemesters worden amper gebruikt, met name het gebruik van vlinderbloemige groenbemesters is beperkt tot ca. 4 % van de beteelde oppervlakte;
• gemiddeld wordt op ca. 8 % van het oppervlak de richtlijn van minimaal 1: 3 voor gewasgroepen overschreden;
• van de 20 meest belangrijke gewassen in het BIOMproject (oppervlakte) zijn er 7 die duidelijk de richtlijn van 1:6 voor gewassen overschrijden waaronder aardappel, koolsoorten, tarwe, pompoen, erwt/boon, sla en maïs;
• gemiddeld wordt op zo'n 18 % van het bedrijfsoppervlak de richtlijn van minimaal 1:6 voor gewassen overschreden.

Vruchtwisseling, ruimtelijke aspecten:

• het gemiddeld aantal percelen per vruchtwisselingsblok is 1,5, aannemende dat een 6-jarig vruchtwisselingsmodel gehanteerd wordt.

Vruchtopvolging:

• uit een analyse van de vruchtopvolging van de bedrijven die langer dan 3 jaar biologisch zijn blijkt dat de vruchtvolgorde vaak veranderd wordt. Gewassen hebben over de jaren verschillende voorvruchten en vaak zelfs verschillende samenstellingen van voorvruchten;
• de homogeniteit (gelijkgeaardheid) van de gewassen die in een zelfde vruchtwisselingsblok worden verbouwd is vaak onvoldoende, leidend tot een relatief slechte uitgangspositie voor deze gewassen en vaak ook voor het volggewas.

De meeste ondernemers volgen een 6-jarig vruchtwisselingsmodel. Dat bestaat uit ca. 50 % maaigewassen, de rest betreft wortel- en bladgewassen. In principe zijn dus de ingrediënten voor een goede vruchtwisseling aanwezig. Echter, belangrijke gewassen worden te intensief verbouwd. Ook de benodigde diversificatie over gewasgroepen krijgt te weinig aandacht, alweer leidend tot een te intensief bouwplan. Te veel en te verschillende gewassen samen in een vruchtwisselingsblok bij gemiddeld 1,5 perceel per vruchtwisselingsblok maakt het er niet gemakkelijker op. Voor de meeste ondernemers is vruchtwisseling helaas geen concreet en zorgvuldig geplande en uitgevoerde realiteit. In hun praktijk worden gewassen vaak gewisseld, veranderen gewassen vaak van voorvrucht en zijn de gewassen die in een vruchtwisselingsjaar verbouwd worden niet alleen te vaak te verschillend van karakter (eisen) maar blijven ook steeds veranderen, ook in areaal-aandeel. Dit leidt tot gefragmenteerde percelen in termen van bodemvruchtbaarheid en "kennisoverdracht" naar het volgend jaar. Dat leidt tot een toenemende heterogeniteit die de duurzaamheid van de kwaliteitsproductie bedreigt.

Discussie

Vruchtwisseling speelt een centrale en cruciale rol bij het strategisch ontwerp van een biologisch bedrijf. Vruchtwisseling is niet alleen het belangrijkste wapen in de strijd tegen ziekten, plagen en onkruiden maar vormt tevens de basis voor behoud en verbetering van bodemvruchtbaarheid. Homogeniteit en het juiste ritme zijn de sleutelbegrippen.
De twee meest bedreigende factoren van een dergelijke aanpak zijn de ondernemer en de externe omstandigheden. Boeren zijn zich onvoldoende bewust van het concept van vruchtwisseling en hebben te weinig ervaring met de (lange termijn) voordelen. Vruchtwisseling is een centraal concept in de agronomie, maar heeft aan betekenis verloren in de afgelopen vijf decennia door de "chemische correctie"-mogelijkheden. Er bestaat een grote behoefte aan herwaardering van het concept bij boeren, onderzoekers en voorlichters.
De meest verstorende factor is de markt. Biologische landbouw groeit sterk, de markten verbreden en verdiepen zich, vele nieuwe spelers betreden het veld. Kansen en perspectieven van gewassen en producten kunnen snel veranderen. Ondernemers hebben de neiging deze marktdynamiek te volgen. Echter, wanneer niet zorgvuldig het vruchtwisselingsschema gevolgd wordt en het gewas ingepast wordt in het karakter van het betreffende vruchtwisselingsblok, kan de dynamiek van de markt de chaos van het bedrijf tot gevolg hebben met alle gevolgen voor de stabiliteit van de productie van dien.
In het BIOM-project staat de hierboven geschetste bedrijfsaanpak en -problematiek centraal. In de BIOM-groepen zijn de thema's vruchtwisseling en bemesting uitvoerig belicht en besproken. In overleg met de ondernemers is voor ieder innovatiebedrijf een richtinggevend vruchtwisselingsplan en bemestingsplan opgesteld. De praktijkervaringen worden 's winters getoetst aan de cijfers en de inzichten verdiept in het onderling gesprek. Als gevolg daarvan zijn veranderingen in gang gezet, maar deze vergen tijd, zeker waar het aanpassing van de vruchtwisseling betreft.