Dossier Bodemprocessen en bemesting

Natuurlijke processen in de bodem zijn belangrijk voor de groei en opbrengst van gewassen. Als je er rekening mee houdt, komt dit je bodem en gewassen ten goede, als je dat niet doet kan het net de opbrengst tegenwerken. Maar welke processen zijn dit? Hoe zet je deze kennis om in bodembeheer? En wat zijn veel voorkomende misverstanden?

Wat doet ILVO?

ILVO onderzoekt de bijdrage van organische bemestingsvormen op bodemkwaliteit, nutriëntenbeschikbaarheid en gewasprestaties.
ILVO heeft proefvelden om het gebruik van drijfmest, stalmest, compost, groenbedekkers en bodembewerking via meerjarige proeven na te gaan.
ILVO ontwikkelt geschikte methodes en indicatoren om bodemkwaliteit te bepalen zowel chemisch, fysisch als biologisch.

Natuurlijke processen in de bodem beïnvloeden sterk de bodemgezondheid en -kwaliteit, ze zijn dan ook belangrijk voor het functioneren van de bodem en voor de groei en de opbrengst van de gewassen. Door inzicht in deze processen kan je als teler gemakkelijker keuzes rond bodembeheer maken (tijdstip en manier van bemesten en bodembewerking, zaaimoment, …).

De bodem is een levend organisme die je gepast moet voeden voor een optimale stofwisseling en werking van het systeem bodem-plant. Met een gezonde, goed getimede stofwisseling in de bodem sluit je de kringloop van plantenvoedingstoffen en maak je ze beschikbaar voor het gewas. Als je geen rekening houdt met deze natuurlijke processen, kan je je opbrengst verlagen, bijvoorbeeld door vlak voor zaaien of planten grote hoeveelheden vers organisch materiaal onder te werken en zo de jeugdgroei van je hoofdteelt te remmen. In dit filmpje geeft bodemexpert Koen Willekens al een eerste idee hoe dat werkt.

Ruimtelijk gescheiden bodemprocessen

Om de impact van bodemprocessen op de gewasgroei te begrijpen, moet je eerst weten dat er twee vormen van bodembiologie zijn: de afbraak-biologie en de symbiotische biologie. Ze zijn van nature ruimtelijk gescheiden en de activiteit van de symbiotische biologie kan maar volgen na het werk van de afbraakbiologie.

Wat gebeurt waar? En wanneer?

Ook de groeicyclus van de planten is bepalend. Na de groeifase (vegetatieve fase) vormen planten bloemen, vruchten en zaden (generatieve fase) waarna ze afsterven. Elk van die fasen is gekoppeld aan een biologisch proces in de bodem.

Afbraak-biologie

in de strooisellaag ● bij het afsterven

In een natuurlijk ecosysteem situeert de afbraakbiologie zich in de strooisellaag waar afgestorven bovengronds plantenmateriaal terechtkomt. De afbraakorganismen zijn micro-organismen (schimmels en bacteriën) en kleine bodemdieren (regenwormen, duizendpoten, pissebedden, …). Ze breken het verse organisch materiaal af, dit zijn zowel plantenresten als uitwerpselen, en vormen het om tot voedingshumus (humificatie).

De minerale voedingstoffen die hierbij vrijkomen (mineralisatie) worden verbruikt door de afbraakorganismen maar kunnen deels ook een bron zijn van plantenvoeding.

Een belangrijk inzicht is dat afbraakactiviteit de gewasontwikkeling kan remmen door competitie voor nutriënten tussen de afbraakorganismen en het gewas, en door mogelijke zuurstofarmoede tijdens een intense afbraak. Een mindere groeistart kan je later niet meer terugdraaien en verlaagt bijgevolg de opbrengst.

In een landbouwecosysteem is het een goeie raad om:

gewasresten maximaal aan het bodemoppervlak te laten verteren;
na het (ondiep) inwerken van een groenbedekker of verse stalmest tijd te voorzien voor de vertering ervan vóór je een hoofdteelt zaait of plant.

Symbiotische biologie

in de wortelomgeving ● tijdens de groeifase

Rond de plantenwortels komen andere bodemorganismen voor, namelijk de symbiotische micro-organismen. Dit zijn schimmels en bacteriën die samenleven met de planten en verschillen per plantensoort. Dit samenleven is voordelig voor beide partijen (symbiose): ze voeden elkaar.

Wanneer ze groeien maken planten, door fotosynthese, stoffen aan die ze uitscheiden via hun wortels (exudaten). Die exudaten zijn noodzakelijke voeding voor het bodemleven in de wortelomgeving.

Op hun beurt stellen deze bodemschimmels en -bacteriën voedingsstoffen, die niet of moeilijker bereikbaar zijn, ter beschikking aan de plant. Dit zijn voedingsstoffen die vastzitten in de stabiele organische stof (voedingshumus) en in bodemmineralen. Via de productie van zuren (zoals organische zuren) of basen (zoals ammoniak) hebben micro-organismen een rechtstreekse invloed op de zuurtegraad van de bodem. Sommige bacteriën fixeren ook stikstof uit de lucht.

Het potentieel van deze extra bron van nutriënten voor gewassen is dus afhankelijk van een ‘actieve’ beworteling. De wederzijdse voordelen voor zowel planten als micro-organismen zijn ook groter nà de werking van de afbraakbiologie en dus na de productie van voedingshumus. Deze humus wordt aangemaakt uit gewasresten of bodem verbeterende bemestingsvormen, en dus zonder of met matig gebruik van voedingszouten met snel werkende bemestingsvormen.

Belang van het bodemvoedselweb

Zowel tijdens hun groei als na het afsterven voeden planten de bodembiologie waardoor een uitgebreid bodemvoedselweb zich kan ontwikkelen. Hieronder een illustratieve voorstelling door bodemkundige Ron de Goede, aangepast door ILVO.

Het bodemvoedselweg, een ingewikkeld patroon van onderlinge relaties en energietransfers tussen de verschillende organismen die in de bodem leven. Originele tekening door Ron De goede, aangepast door ILVO voor het boek ‘Het komt goed met ons eten’.

Dit web is essentieel voor een goede bodemkwaliteit en zorgt voor:

een betere bodemstructuur
Afbraak- en symbiotische processen hebben zuurstof nodig en een goede bodemstructuur zorgt dat zuurstof voldoende diep in de bodem dringt. Het zijn vooral de bodemorganismen die de gunstige bodemstructuur maken door het vormen van bodemaggregaten (bodemstructuurelementen, bv. bodemkruimel), het afscheiden van slijmstoffen (bacteriën) en het vormen van myceliumdraden (schimmels).
Beworteling draagt ook bij aan de bodemstructuur, zowel fysiek als door het stimuleren van de bodembiologie.
het behoud van voedingsstoffen
Een goed ontwikkeld bodemvoedselweb behoudt en circuleert maximaal de voedingsstoffen.
een grotere weerstand tegen ziektes
Elk gewas leeft samen met zijn eigen gemeenschap aan micro-organismen. Variatie in gewassen verhoogt dus de verscheidenheid aan organismen in de bodem en die verscheidenheid is net belangrijk voor de natuurlijke weerbaarheid van planten tegen ziekten en plagen.

Tijdens braakperiodes sterft een deel van het bodemleven af, vooral de symbiotische organismen, omdat ze niet meer gevoed worden via actieve wortels. Gebrek aan bodemleven-activiteit (inclusief wortelactiviteit) is slecht voor de bodemstructuur en het behoud en de beschikbaarheid van voedingsstoffen. Daarom zijn een permanente bodembedekking en levende wortels erg belangrijk.

Kennis omzetten in bodembeheer

Om je bodembeheer te optimaliseren, kan je inzetten op drie vlakken: een grotere diversiteit aan gewassen, minder bodembewerking en slimme bemesting.

Grotere diversiteit aan gewassen

Je kan je gewasrotatie niet alleen verbreden door een groter aantal gewassen en groenbedekkers na elkaar te telen (diversificatie in de tijd), maar ook door mengteelten of veelsoortige groenbedekkermengsels te verbouwen (diversificatie in de ruimte).

Mengteelten vormen een uitdaging bij planten/zaaien, onkruidbeheersing en oogsten, en zijn gemakkelijker toepasbaar in de akkerbouw dan in de tuinbouw. Ze bestaan vaak uit grasachtige en vlinderbloemige soorten, zoals maïs met klimboon, of granen met bonen of erwten, maar ook gras(kruiden) met klaver.

Door hun symbiose met Rhizobium-bacteriën, die stikstof uit de lucht binden, zorgen vlinderbloemigen voor een stikstofaanvoer in het systeem zonder extra fosforinput. Die stikstoffixatie wordt versterkt door een vlinderbloemige te combineren met een grasachtige. De grasachtige is competitiever voor de opname van bodemstikstof en dit stimuleert de vlinderbloemigen om stikstof te binden uit de lucht.

Vlinderbloemigen zijn ook een meerwaarde in veelsoortige groenbedekkermengsels net als het maximaliseren van het aantal plantenfamilies.

Mengteelt van maïs en boon geeft meer eiwit in de kuil

Groenbedekkers werken niet alleen als vanggewas voor de achterblijvende stikstof. Ze maken ook een deel van hun opgenomen stikstof, na afsterven en (licht) inwerken, beschikbaar voor de volgteelt. De mate waarin dit een rol speelt is afhankelijk is van de bodemomstandigheden (zuurstof, temperatuur en vochtgehalte), het type en het ontwikkelingsstadium van de groenbedekker, en het tijdstip en de manier van inwerken.

Rogge gezaaid doorheen klaver als groenbedekker

ILVO-onderzoek toonde aan dat ingewerkte soortenrijke mengsels (zonder vlinderbloemigen) een betere invloed hadden op de hoofdteelt ten opzichte van 2-ledige mengsels. Een andere proef leerde dat de stikstofopname van de hoofdteelt groter was, zonder extra nitraatresidu’s, bij een soortenrijk mengsel met vlinderbloemigen vergeleken met een 2-ledig mengsel zonder vlinderbloemigen. En een ingewerkte groenbedekker met vlinderbloemigen droeg wel bij aan de stikstofvoorziening van een volgteelt van pompoen bij laag mineralisatiepotentieel, maar niet van prei bij een te natte bodem.

Meer details hierover kan je lezen in Optimaliseren van bemestingsstrategieën vanuit de principes van de biologische landbouw - Vlaamse Landmaatschappij

Minder bodembewerking

Als een gewas zich samen met het bodemleven sterk ontwikkelde, is de bodemstructuur doorgaans goed en is spitten of ploegen overbodig, zelfs ongewenst. Je kan wel de bodem bewerken voor een zaai- of plantbedbereiding tot maximaal de zaai- of plantdiepte.

Niet-kerende bodembewerking respecteert de natuurlijke gelaagdheid van de bodem en werkt gewasresten en organische bemestingsvormen minimaal in de bodem in. Verdichting, ontstaan door een machinewerkgang of andere omstandigheden kan je wegwerken door een diepere – tot net onder de diepte van de verdichting – niet-kerende, niet-woelende bewerking met een geschikte vaste tandcultivator.

Niet-kerende bodembewerking:

behoudt de bodemstructuur en het bodemvocht omdat de grote poriën voor drainage en beluchting intact blijven, terwijl de fijne poriën aan het bodemoppervlak, waarlangs vocht opstijgt en verdampt, door de ondiepe bodembewerking worden afgebroken;
behoudt de draagkracht van de bodem;
vermindert erosie door gewasresten aan het bodemoppervlak te houden;
behoudt meer bodemorganische stof in de toplaag;
vermijdt verzuring door de aanvoer van voldoende zuurstof tijdens de afbraak van gewasresten;
behoudt voedingsstoffen door minder verzuring en een vlottere opname van minerale stikstof door de gewassen.

Lees meer over Gereduceerde bodembewerking voor biologische teelten - Wageningen UR

Slimme bemesting

Mestsoort bepaalt het moment van toepassing

Strorijke stalmest, onrijpe compost of ander weinig of niet verteerd koolstofrijk organisch materiaal (gewasresten, houtsnippers, …) werk je best oppervlakkig in tijdens het najaar.
Deze timing is van belang omdat de afbraakbiologie, die start na toepassing van het verse koolstofrijke materiaal, stikstof immobiliseert en dus concurreert met het gewas voor stikstof en mogelijks ook andere voedingselementen.
Aanbrengen doe je best bij goede bodemomstandigheden net voor het inzaaien van de groenbedekker. Op deze manier vindt de afbraak en omvorming plaats tijdens de winter waardoor deze bodemverbeterende basisbemesting plantenvoedend wordt in het (vroege) voorjaar.

Rijpe compost kan je het ganse jaar op het veld verspreiden omdat de afbraak en omvorming volledig achter de rug is. Je kan het dus ook in het voorjaar toepassen, net voor planten of zaaien. Dit doe je best regelmatig en in kleinere hoeveelheden in plaats van een grote dosering, zeker bij lichte gronden.

Lees meer over het gebruik van compost als bemesting in Compost levert complete bemesting - Wageningen UR

Meerjarige proefopzet bemesting en bodembewerking; testgewas aardappelen

Boerderijcompostering op het Proefplatform Agro-ecologie in Hansbeke

Toestand van de bodem bepaalt de dosis

Je stemt de dosis van je organische bemesting af op de stikstofbehoefte van je gewas en de mate waarin het stikstof leverende vermogen van je bodem (door vrijstelling van stikstof uit de organische stof door het bodemleven) dit al vervulde. Bij een tekort aan stikstof, vanwege een ondermaatse mineralisatie vanuit de bodem organische stof, kies je deels ook voor snelwerkende organische bemestingsvormen met een lage C:N verhouding.

Je organische bemesting wordt ook bepaald door de behoefte aan het op peil brengen of houden van de andere plantenvoedingstoffen. Bij structurele gebreken kan je gericht minerale bemestingsvormen gebruiken.

Wat met nitraatresidu’s?

Om te hoge nitraatstikstofresidu’s te voorkomen stem je de stikstofinput via (organische of minerale) bemesting af op

de stikstofbehoefte van je gewas;
de aanwezige minerale stikstofvoorraad in de bodem en;
het stikstofmineralisatiepotentieel: de stikstofbeschikbaarheid door mineralisatie van bodem organische stof, ingewerkte gewasresten en aangebrachte organische bemesting.

Het stikstofmineralisatiepotentieel is niet gemakkelijk in te schatten. Een incubatietest in het labo verschilt met de veldsituatie. Een betere manier is om balansen van de plant beschikbare stikstof op te stellen in bepaalde jaren en daaruit het stikstofmineralisatiepotentieel af te leiden. Dit kan je gebruiken om een toekomstige bemestingsstrategie te bepalen. Hou er ook rekening mee dat het regelmatig aanbrengen van hoge dosissen dierlijk mest het mineralisatiepotentieel van de bodem (te veel) verhoogt.

Diepe beworteling van gele mosterd in het najaar

Combinerende werking

Het is een goed idee om traag- en snelwerkende bemestingsvormen op vlak van stikstof te combineren. Drijfmest werkt sneller dan stalmest, en stalmest heeft een grotere stikstofwerking dan compost. Jonge grasklaver met een ruim aandeel klaver is ook een relatief snelwerkende bemestingsvorm als je de snede als maaimeststof van het ene naar het ander perceel overbrengt.

Toepassing van compost tijdens de BOPACT veldproef

Stikstofverliezen vermijden tijdens mestopslag

Gestockeerde stalmest verliest veel stikstof door vervluchtiging (tot 40%) zeker bij los storten waarbij veel zuurstof beschikbaar is voor de afbraakorganismen. Het verlies via uitspoeling is veel lager (tot 4%), waardoor mestopslag op de kopakker tijdens de winter geen probleem vormt als je de mesthoop afdekt. Deze opslag is onderhevig aan voorwaarden (meer info bij VLM-Mestopslag).

Om stikstof tijdens de opslag in de stalmest te houden, kan je de stalmest:

composteren met toevoeging van bruine reststromen (zie ook dossier boerderijcompost link maken);
verdichten door hem aan te drukken (vergelijkbaar met aanrijden bij inkuilen van gras). Zo maak je de mest zuurstofarm en beperk je het afbraakproces. Hoe meer je lucht uitsluit door verdichting, hoe minder stikstofverlies.

Meest voorkomende misverstanden

Mest uitrijden op verkeerde tijdstip

Verse stalmest wordt vaak uitgereden in het voorjaar, relatief kort voor planten of zaaien. Voor een vroege start van het teeltseizoen met vroege teelten kan je ruwe stalmest beter in het najaar toepassen voor de inzaai van een vorstgevoelige groenbedekker. Zo verteert de mest de winter door en werkt als plantenvoeding in het volgende voorjaar.

Mest inwerken bij slechte omstandigheden

Stalmest inwerken bij een te droge of te natte bodem zorgt ervoor dat het afbraak- en omvormingsproces niet vlot verloopt wat nadelig is voor de groeistart van de volgende teelt.

Kerende grondbewerking

Het bodemleven creëert een goede bodemstructuur. Door te ploegen vernietig je de natuurlijke gelaagdheid van de bodem én de nuttige schimmels die, als voedsel voor hogere bodemorganismen, zorgen voor een compleet bodemvoedselweb. Bovendien brengt ploegen vers organisch materiaal dieper in de bodem waar onvoldoende zuurstof is voor een vlotte afbraak en omvorming. Op die manier verhoog je de kans op rotting en verzuring.

Korte termijn denken

Enkel minerale zouten toedienen via kunstmest kan op korte termijn voldoende plantenvoeding leveren maar vermindert de bodemkwaliteit. Als je planten direct opneembare voedingselementen geeft, zullen ze minder investeren in het bodemleven. Het gewas scheidt minder exudaten uit om via symbiose met het bodemleven de nodige voedingsstoffen te krijgen, en daardoor is er minder bodemleven.

Minder activiteit van het bodemleven betekent een groter risico op nutriëntenverliezen. Je bodem verlevendigen door levende plantenwortels en organische bemesting is de beste garantie op een gezonde bodem voor een gezonde gewasontwikkeling.

Een goed bodembeheer is een investering die ook op lange termijn de opbrengst verzekert. Gemotiveerde landbouwers kunnen door een juiste combinatie van maatregelen de omschakeling naar een goed functionerende levende bodem relatief snel realiseren.

Bronnen

Contacteer een expert

Koen Willekens

Expert bodembeheer, biologische en agro-ecologische teeltsystemen en compostering

Contact