Als akkerbouwer heb je een onvermijdelijke grote impact op de bodem. Daarom moeten we altijd de grond bewerken op de manier die het beste is voor de grond.
Hieronder hebben we feiten en een handleiding samengesteld hoe u,
met relatief weinig acties, er voor kunt zorgen dat uw
grond goed wordt behandeld.
De hoeveelheid water welke beschikbaar is voor de teelt in de grond, wordt bepaald door de grootte van de grondporiën. Het is belangrijk om bodemverdichting te vermijden.
Bodemverdichting zorgt ervoor dat poriën worden gecomprimeerd en de toegang van water wordt verminderd. Leem bevat gemiddeld 20 mm water per 10 cm grond, beschikbaar voor de plant. Echter, de hoeveelheid wat daadwerkelijk gebruikt kan worden door de planten is afhankelijk van de diepte van de wortels en de vertakking van de wortels.
Vroeg in het voorjaar, na hevige regenval of gesmolten sneeuw, kan de grond zijn maximum watervermogen bereiken, wat betekent dat alle poriën gevuld zijn met water. Wanneer de grond uitdroogt en het water wegloopt, op een natuurlijk manier of met behulp van ondergrondse afvoeren, bereikt de grond zijn veldcapaciteit.
Grote poriën leeg
In deze toestand van veldcapaciteit, worden de iets grotere poriën water vervangen door lucht, terwijl de kleinere poriën gevuld blijven met water. Hoe hoger in het bodemprofiel de poriën zitten, des te groter de kans dat ze gevuld zijn met lucht.
In een bodem met 50% vast materiaal en 50% poriën, is bij voldoende veldcapaciteit ongeveer 10-20% van de grond gevuld met lucht en 30-40% met water.
Diameter bepalend
Het water dat beschikbaar is voor de plant en aanwezig is in de poriën van de grond, is het verschil tussen veldcapaciteit en een permanent bezinkingspunt.
Het is de diameter van de met water gevulde poriën (zie tabel) die bepaalt hoe makkelijk of moeilijk het is voor plantenwortels om water uit de grond te halen. De poriën in de grond zijn de resultaten van textuur en structuur.
| Wateronttrekkingskracht ('Wortelaanzuiging') in meters Waterkolom (mwc) |
Equivalente poriën diameter (mm) | |
| Eenvoudig verkrijgbaar | 1-6 | 0,03-0,005 |
| Beschikbaar | 6-50 | 0,005-0,0006 |
| Licht beschikbaar | 50-150 |
0,0006-0,0002 |
| Niet beschikbaar | >150 | <0.0002 |
Wortelhaar in poriën
Het is de poriëndiameter die bepaalt hoe strak water wordt gebonden in de poriën. Hoe kleiner de diameter, hoe strakker het water gebonden is en hoe lastiger het voor de wortel is om het te extracten. Uiteindelijk bereikt het haar van de wortel zijn limiet en kan het niet langer water extracten vanuit de nauwe poriën.
Water uit grotere poriën is makkelijker beschikbaar, maar met het afnemen van de poriëndiameter neemt het geleidelijk meer energie van de plant om water op te nemen volgens de afbeelding “Wortelhaar in poriën” hierboven. Het limiet is op een permanent bezinkingspunt. Wanneer wortelwinning niet langer genoeg is om water te extracten van de grondporiën, heeft dit tot gevolg dat de plant verwelkt. In de praktijk kunnen planten echter niet al het water gebruiken tot het verwelkingspunt, maar geven ze het al veel eerder op.
Worteldiepte beslist
De hoeveelheid water wat een gewas op kan nemen, wordt bepaald door een combinatie van;
• De hoeveelheid plant-beschikbaar water (zie tabel)
• Wortel diepte in het bodemprofiel
• Vertakking van wortels in de grond
| Grondsoort | Plant-besckibaar water (mm) per 10 cm grondlaag |
| Zand | Ong. 10 |
| Slib | Ong. 20-25 |
| Leem | Ong. 20 |
| Bruine klei | Ong. 10-15 |
Bron; Kerstin berglund, SLU
Samen maken deze drie factoren een soort biologisch verwelkingspunt. In deze context is het ook belangrijk voor de akkerbouwer om te weten dat bodemverdichting de watervoorziening van de gewassen kan aantasten.
Als spoorvorming grote poriën in de grond comprimeert, wordt de drainage belemmerd en wordt het vermogen van de bodem om planten te voorzien van water verminderd.
Maximaal waterhoudend vermogen = alle poriën zijn gevuld met water - zoals het geval is onder het grondwaterpeil of na bijvoorbeeld gesmolten sneeuw of aanhoudende regen.
Veldcapaciteit = vrij water is afgetapt tot een drainagediepte van ongeveer 1 meter. Deze toestand wordt vaak aangeduid als drainage-evenwicht, omdat water niet meer in afvoeren / sloten stroomt. In het bovenstaande bodemprofiel zijn de grotere poriën gevuld met lucht op veldcapaciteit, terwijl de fijnere poriën nog steeds water bevatten.
Permanent verwelkingspunt = wanneer het water in de grond wordt gebonden met een waterwinningskracht die groter is dan 150 meter waterkolom (1500 kPa), kunnen de wortels deze niet meer extraheren. Deze limiet wordt permanent verwelkingspunt genoemd en vertegenwoordigt water dat wordt vastgehouden in poriën met een diameter die kleiner is dan 0,002 mm.
Textuur = grondtextuur verwijst naar de verhoudingen van minerale deeltjes met verschillende gemiddelde diameter, dat wil zeggen de relatieve verhoudingen van zand, slib en klei in het bijzonder volgens de tabel "Deeltjesgrootteverdeling" in hoofdstuk ‘De bouwstenen van de bodem’.
De grootte van aggregaten in het zaaibed bepaalt de hoeveelheid water dat kan verdampen. Met een aggregaat van ongeveer 2mm, is waterverdamping geminimaliseerd. Stro op het bodemoppervlak vermindert ook het waterverlies door de reflectie van zonnestraling, wat er toe leidt dat het bodemoppervlak niet verwarmt.
Als er geen regen valt nadat er sneeuw is gevallen, is het water dat nog in het zaadbed aanwezig is cruciaal voor hoe goed het gewas zich kan ontwikkelen. Het is belangrijk om dit water te behouden en het zorgvuldig te behandelen als het zaad nog moet ontkiemen.
De zon verwarmt de grond
Als de zon opkomt en begint te schijnen op een nieuw gezaaid veld, verwarmt de energie van de zonneschijn het water in en onder het zaadbed. Sommige watermoleculen krijgen dan voldoende energie om zich in gasvorm om te zetten en proberen zich vanuit het zaaibed naar de lucht te verplaatsen als waterdamp.
Deze verdamping van water kan meestal gezien worden met het blote oog, aangezien natte grond verwarmt wordt door zonnestralen, zoals hiernaast te zien is.
Slib maakt water verlies mogelijk
Verdamping van water van de bodemoppervlakte wordt voornamelijk bepaald door de grootte van het aggregaat in het zaadbed.
Het figuur hier beneden laat de fundamentele relatie tussen waterverdamping en gronddeeltjes/aggregaat diameter zien. Een maximum waterverdamping treedt op bij 0.005-0.02mm in deeltjesgrootte. Dit is ongeveer het gebied van de deeltjesgrootte voor slib en reflecteert het capillaire vervoer van water naar de bodemoppervlakte van het zaadbed. Op zulke slibgronden is het belangrijk om het capillaire vervoer te onderbreken zodat er geen water verloren gaat.
Grofheid creëert grote werveling van lucht
Een tweede maximum in verdamping wordt bereikt wanneer de aggregaat grootte de 50mm overschrijdt, wat vaak het geval is in bodems met een hoge klei-inhoud. Met zulke grove aggregaten in het zaaibed, wordt de luchtstroom turbulent en droogt het zaaibed uit. Er zal sprake zijn van minimale water verdamping wanneer de aggregaten een diameter van ongeveer 2mm hebben. Deze aggregaten zijn niet klein genoeg om capillair vervoer mogelijk te maken en ze zijn niet groot genoeg om turbulente lucht stormen te creëren. Met aggregaten van deze grootte in een zaadbed, wordt er een “deksel” geplaatst om de verdamping van water te minimaliseren.
Dit kan worden aangetoond met behulp van aggregaat groottes in een experiment, zie afbeelding. Met andere woorden, het zijn de aggregaat groottes die de verdamping van water uit een bodem reguleren.
A: Aggregaten
B: Aggregaten van 2-5 mm geven 60% opkomst.
C: Aggregaten> 5 mm geven 35% opkomst.
Wintertarwe, 3 weken na het zaaien
Stro reflecteert stralen
Plantenresten zoals stro kunnen ook effect hebben op de hoeveelheid water dat verdampt vanuit de grond. Stro op het bodemoppervlak heeft op twee manieren effect op water verlies;
• Lichtgekleurd stro reflecteert de zonnestralen, terwijl meestal de donkergekleurde grond zonne-energie absorbeert.
• Het stro kan opwaarts capillair vervoer van water onderbreken.
Samen zorgen deze twee factoren ervoor dat het bodemoppervlak in de lente niet zo veel opwarmt en dat de verdamping van water wordt beperkt.
Vermindering van grondbewerkingen zal waterverdamping tegengaan. Beter vasthouden van water in combinatie met betere bescherming tegen erosie, betekent dat verandering van grondbewerking de dominante versie van grondbewerking is in droge landbouwgebieden zoals de prairies in de VS en Canada. In droge landbouwgebieden is het verminderen van grondbewerkingen de oplossing tegen waterverdamping en tegen erosie.
Het graafwerk dat wordt gedaan door regenwormen leidt tot
beluchting en drainage van de bodem.
Daarnaast worden plantnutriënten geproduceerd uit oogstresten die door regenwormen worden achtergelaten. Akkerbouwers kunnen regenwormen stimuleren door grote hoeveelheden organisch materiaal onder te werken en te zorgen voor minder storende grondbewerkingen.
In een normale bodem van een akkerbouwbedrijf, zitten er tussen de 100,000 en 1 miljoen regenwormen, met een gecombineerd gewicht van 100 en 1000 kg, per hectare. Deze regenwormen spelen een belangrijk rol in de grond als ze hun werk doen.
Door de activiteiten van de regenwormen, stijgt de drainage en beluchting van de bodem als de regenwormen kanalen voor water en lucht graven.
Toename porositeit
Naast het effect van drainage en beluchting, hebben regenwormen ook effect op andere grondeigenschappen van de bodem. De hoeveelheid poriën stijgt en de droge dichtheid van de grondmassa, daalt wanneer de wormen hun weg banen door de duisternis van de grond. De grondbewerking uitgevoerd door de wormen, verhoogt daarom de hoeveelheid macroporiën (diameter > 0,5mm) en creëert een gangenstelsel van kanalen en ruimtes in de grond. Dit gangenstelsel kan zich uitbreiden tot 4000-5000km per hectare en de tunnels kunnen zich uitstrekken tot 2-3m diepte. De tunnels fungeren als een ‘snelweg’ voor de wortels in de grond. Regenwormen verplaatsen in een paar jaar tientallen tonnen grond per hectare naar het bodemoppervlak als worm uitwerpselen.
Betere beschikbaarheid van voedingstoffen
De bodembiologie is ook verbeterd, omdat de activiteit van regenwormen micro-organismen stimuleert en actief schimmels en bacteriën verspreidt in het bodemprofiel. Dit heeft uiteindelijk effect op de bodemchemie, omdat de beschikbaarheid van vrijwel alle voedingsstoffen verbetert wanneer organisch materiaal door de darmen van een regenworm gaat. De concentratie van nitraat is bijvoorbeeld 8 keer hoger in wormuitwerpselen dan in de omliggende grond. Deze wormuitwerpselen fungeren als lijm tussen gronddeeltjes, wat de stabiliteit van de aggregaat en de bodemstructuur verbetert.
Wormen houden niet van grondbewerking
Regenwormen zijn gevoelig voor veel componenten van de moderne landbouw, zoals beschermingsmiddelen en bodemverdichting. Grondbewerking is een gevoelige kwestie, omdat het de wormen stoort en hun tunnels vernietigt. Dit is voornamelijk het geval in september en oktober, wanneer wormvermeerdering plaatsvindt. Grondbewerking kan worden gerangschikt op basis van de schade die het veroorzaakt aan de regenwormen, in de volgorde; zaaien
Om regenwormen aan te moedigen is het belangrijk om ze regelmatig te voeren. De beste manier om dit te doen, is door een grasklaver in het akkerbouwplan op te nemen. Maar elke maatregel die de hoeveelheid van organisch materiaal verhoogt is positief voor de regenwormpopulatie. Groenbemesters en vanggewassen zijn daarom uitstekend voedsel voor wormen.
In slechts een paar jaar van actieve braakligging van een gewas bestaand uit klaver of gras, in plaats van wintertarwe, kan de hoeveelheid regenwormen in het volgende gewas verhogen met 100%. Regenwormen zijn hierdoor een goede indicator van bodemvruchtbaarheid. Waar regenwormen gedijen, zullen gewassen ook gedijen.
Ondergrond = is dat deel van het bodemprofiel dat direct onder de bovengrond ligt en vaak niet wordt beïnvloed door normale grondbewerking tot ploegdiepte. De grens tussen de bovengrond en de ondergrond is vaak duidelijk zichtbaar in stuk geploegde grond waar ploegscharen en bandenslip de grond verdicht hebben.
Poriën = zijn de ruimtes, kanalen en scheuren in de grond, die zijn gevuld met water of lucht, bepalend voor het werkelijke watergehalte van de grond.
Droge bulkdichtheid = wordt ook volumegewicht genoemd en verwijst naar het gewicht van de grond in verhouding tot het volume, inclusief de met lucht gevulde ruimten, nadat de grond is gedroogd.
Nitraat = planten nemen normaal het grootste deel van de stikstof op die ze nodig hebben, zoals nitraat, NO 3 - wat een vorm van stikstof is die in de bodem en ook in minerale meststoffen wordt aangetroffen. In de bodem transformeren bacteriën ammonium, NH 4 +, via nitriet, NO 2 - in nitraat. Dit proces wordt nitrificatie genoemd.
Wortels leven een geheim leven onder de grond.
Onder een hectare wintertarwe kan er 300.000km wortel zitten die het gewas voorziet van water en voedingstoffen.
Goed ontwikkelde wortelstelsels zijn het resultaat van een goed gestructureerde bodem en zijn essentieel voor een goede opbrengst. De wortels verankeren de plant in de grond en voorzien de plant van water en voedingsstoffen.
Het wortelstelsel van een plant is meestal net zo genetisch bepaald in de vorm en het uiterlijk als de bladeren en stengels boven de grond. De omgeving in de grond (zand, klei, etc.) beperkt echter de uitbreiding van de wortels.
In goed gedraineerde kleigrond met een goede bodemstructuur, kan de wortel van bepaalde planten een lengte van 2-3 meter diepte bereiken.
Tweezaadlobbigen, zoals bijvoorbeeld oliezaadgewassen, hebben een wortelsysteem bestaand uit de hoofd-wortels en zij-wortels.
Eenzaadlobbige, zoals bijvoorbeeld granen, hebben 3-5 primaire wortels die afkomstig zijn van het ontkiemende zaad en kroonwortels die worden gevormd in gedeeltes van de stengel. Ongeveer 20-30cm achter een muur van onvertakte wortelen, gaat de plant over in een zone van zeer vertakte wortels.
Hoge snelheid maar beperkte sterkte
Wortels groeien ongeveer 0.5-3.0cm/dag door het bodemprofiel, in de periode van zijn snelste groei. De wortels zijn voor hun groei echter afhankelijk van de scheuren en gaten in de grond, omdat hun vermogen om zelf tunnels te creëren beperkt is. In een natte grond kan de punt van de wortel bodemdeeltjes verplaatsen, maar in een droge grond zijn de wortels gedwongen om poriën te gebruiken met een diameter die groter is dan zichzelf. Mechanische weerstand in de grond wordt weerspiegeld in verdikking van de punt van de wortel. Wortels en regenwormen helpen elkaar, de wortelen gebruiken de tunnels van de wormen, en de wormen gebruiken de oude wortelkanalen als ze zich verplaatsen door het bodemprofiel.
Fijne draden
Wortels zijn erg efficiënt in het opnemen van voedingstoffen en water vanuit de grond. Op de punt van de wortel zit een wortelkap en hierachter bevindt zich de zone waar cellen delen en verlengen. Hierachter is een zone met fijne wortelharen die een diameter hebben van ongeveer 0.01mm en een lengte van 1-10mm. Deze wortelharen verhogen het vermogen om water en voedingstoffen op te nemen aanzienlijk. De wortel van een graanplant met een diameter van ongeveer 0.5mm kan bijvoorbeeld een absorberende oppervlakte van 5cm2 hebben. De wortelharen geven slijm af, wat het contact met de grond bevorderd.
1000 meter wortels in een liter grond
De efficiency van een wortelsysteem in het opnemen van water en voedingstoffen wordt bepaald door hoe goed de wortels de grond kunnen doordringen; meestal gemeten als wortellengte per cm3 grond. Bij graan is het gebruikelijk om 10cm wortels per cm3 grond te vinden op de bovengrond, terwijl dit aantal verlaagt naar 0.1cm wortel/cm3 grond op 1 meter diepte in de bovengrond. Dit betekend dat een liter van de bovengrond 100 meter wortels bevat, terwijl een liter van de ondergrond maar 1 meter aan wortels bevat op 1 meter diepte.
Iedereen die op een vierkante kilometer staat van een suikerbietenveld heeft ongeveer 10 kilometer wortel onder zijn voeten. Wintergraan heeft zelfs een nog hogere dichtheid, met 30 kilometer aan wortel per vierkante kilometer. Dit betekent dat een hectare wintergraan 300.000 kilometer aan wortels bevat onder het bodemoppervlak.
Eenzaadlobbige = planten die ontkiemen van zaad tot een zaailing met slechts één zaadblad (zaadlob), bijv. gras en graan.
Tweezaadlobbigen = planten die ontkiemen van zaad tot een zaailing met twee zaadlobben (zaadlobben), bijv. Oliehoudende zaden, erwten, bonen, lijnzaad, suikerbiet, enz.
Ondergrond = het deel van het bodemprofiel dat direct onder de bovengrond ligt en dat vaak niet wordt beïnvloed door normale bodembewerking tot ploegdiepte, maar soms wordt bewerkt door diep woelen. De grens tussen de bovengrond en de ondergrond is vaak duidelijk zichtbaar in een stuk geploegde grond, waar ploegscharen en bandenslip de grond verdicht hebben.
Stro verbetert de bodemstructuur en maakt de grond meer poreuzer.
Stro zou moeten worden gehakseld door de maaidorser, zodat ze makkelijker kan worden aangetast door bodemmicro-organismen, en snel in de grond kan worden begraven, waardoor verdere ontleding kan plaatsvinden. Als het stro goed wordt gehakseld en ondergewerkt, kan het een grote aanwinst zijn voor de grond.
Wanneer stro gemengd wordt in de grond, wordt het direct aangevallen door schimmels en bacteriën. Deze micro-organismen hebben koolhydraten nodig voor hun groei en gebruiken het stro als koolstof en energiebron. Dit betekent dat het gewicht van het stro geleidelijk afneemt naarmate de micro-organismen groeien en het strorietje afbreekt.
Gewichtsdaling begint onmiddellijk
Als strostoppels worden gemengd met de grond medio september, zal het medio oktober een derde van zijn gewicht hebben verloren. Tegen de volgende lente zal de helft van het stro nog over zijn en in september, een jaar nadat het begraven was, zal er nog maar 10-20% van het originele gewicht over gebleven zijn. De rest van de koolhydraten is veranderd in nieuwe bacterie en schimmels, en als koolstofdioxide verloren zijn gegaan in de lucht of zal het een nieuwe stabiele verbinding van organisch materiaal hebben gevormd in de bodem.
Geen extra stikstof nodig
Tijden de afbraak, hebben de micro-organismen ook stikstof nodig. Hierdoor ‘steelt’ het proces aan het begin van de afbraak wat stikstof van de grond en “vergrendeld” dit zodat het buiten bereik van de plant is. Rond 3kg N per ton stro is “vergrendeld” tijdens deze periode. Wanneer de helft van het originele gewicht van het stro verloren is gegaan in de afbraak, keert het proces terug en wordt de stikstof teruggevoerd naar de grond. Op dat moment zijn de niveaus van minerale stikstof in de bodem hoog genoeg en treedt stikstof-gebrek door stro-decompositie zelden op. Op kopakkers en oppervlakten zonder oogsten kan er echter een tekort aan stikstof ontstaan, omdat de grote hoeveelheid stro zich daar verzamelt.
Slijtage is belangrijk
Hoewel de diepte van grondbewerking niet belangrijk is voor ontbinding, is het echter wel belangrijk dat de oppervlakte van het stro wordt gehakseld wanneer het door de maaidorser gaat. Wanneer dit niet gebeurt, hebben de micro-organismen problemen met het aanvallen van de organische structuur van het strorietje. Dit is de reden waarom een rietdak decennia lang regen, sneeuw en micro-organismen kan weerstaan.
Het stro 'bevuilen'
De ontbinding van het stro begint op het moment dat het stro in contact komt met de grond en de micro-organismen kunnen beginnen met aanvallen. Ontbinding is het best in de bovenste 5cm in de grond. De gehakselde lengte van de strorietjes is niet belangrijk voor de ontbinding, er is dus eigenlijk geen voordeel om het strorietje extra fijn te hakken.
Wanneer stro op de bodemoppervlak ligt, gebeurt er nog wel iets anders; drie hevige regenbuien kunnen ervoor zorgen dat het stro tot wel 90% van het kalium kwijt kan raken en 60% van het fosfor-gehalte, dat dan wordt teruggespoeld in de grond.
Ontbinding van stor verhoogt de vruchtbaarheid
De effecten van het regelmatig mengen van het stro met de grond, in tegenstelling tot de verbranding van stro, is een betere aggregaat stabiliteit, meer regenwormen en een grond met een hogere porositeit en hogere hydraulische geleidbaarheid. Veel akkerbouwers verspreid door heel Europa, hebben dit gezien, ten opzichte van stroverbranding wat in verschillende landen een voet aan de grond had gekregen.
Kooldioxide = gasvormig afvalproduct (CO 2 ) van cel respiratie in de wortels, dat ook de bouwsteen vormt samen met water, voor suikers geproduceerd door de plant via fotosynthese.
Hydraulische geleidbaarheid = de hoeveelheid water die binnen een bepaalde tijd in de grond kan infiltreren. Dit is een goede indicator hoe goed de bodem functioneert vanuit een bodemkundig perspectief.
Homburg Holland
It Noarderfjild 21
9051 BM STIENS
Nederland
T +31 (0)58 257 15 55
E info@homburg-holland.com
Volg ons op social media of schrijf u in voor onze nieuwsbrief!
