4
Onderzoek naar het gebruik van de Groene Weide Meststof-Mais als kunstmestvervanger in de
maïsteelt.
December 2020
Onderzoek naar het gebruik van de Groene Weide Meststof-Mais als kunstmestvervanger in de maïsteelt.
Titel: Onderzoek naar het gebruik van de Groene Weide Meststof als kunstmestvervanger in de maïsteelt.
Locatie: Melkveebedrijf De Groot, Laren (GLD)
Opdrachtgever: De Innovatie Coöperatie, Achterhoek Ambassadeurs, Provincie Gelderland, Groot Zevert Beltrum.
Periode: April 2020 – december 2020
Auteur: G.A. (Robin) Walvoort en J.T. (Jur) Eekelder Organisatie: De Marke Agro-innovatiecentrum
Inhoudsopgave
1. Inleiding ... 4
2. Materialen en methodes ... 5
3. Resultaten ... 8
3.1 Maishoogtemetingen ... 8
3.2 Neerslagdata ... 9
3.3 Opbrengstmetingen ... 10
3.4 Metingen van minerale stikstof in de bodem ... 15
4. Discussie en Conclusie ... 19
Bijlages ... 20
Mestonderzoek ... 20
Bodemonderzoek ... 21
Opbrengstmetingen ... 22
1. Inleiding
In de Achterhoek is er een overschot aan varkensmest. Normaliter worden al deze waardevolle nutriënten getransporteerd naar buiten de Achterhoek. Daarnaast voert de Achterhoek weer nutriënten aan in de vorm van kunstmest. Dit past niet in het kader van kringlooplandbouw en circulaire economie. Idealiter worden de nutriënten in de lokale kringloop gehouden.
Bij Groot Zevert Vergisting in Beltrum wordt dit mogelijk gemaakt. Hier wordt voornamelijk varkensmest vergist waar biogas uit gewonnen wordt met restproduct digestaat. Deze digestaat wordt vervolgens in de Groene Mineralen Centrale verwerkt tot een dikke fractie, schoon water en een op maat gemaakte meststof die voornamelijk stikstof en kalium bevat.
Door dit concept, het regionaal verwaarden van mest tot bijvoorbeeld potentiële kunstmestvervangers, kunnen de nutriënten in de Achterhoek worden gehouden en draagt dit bij aan het sluiten van de kringloop. Daarnaast draagt dit concept bij aan de lokale economie en wordt de uitstoot van broeikasgassen sterk verminderd door minder transport, minder productie van synthetische kunstmest en de opwekking van energie uit biogas.
In het project Kunstmest Vrije Achterhoek (KVA) wordt al vanaf 2018 het gebruik van de meststof, geproduceerd in de Groene Minerale Centrale, in de praktijk bij een grote groep boeren getest. Het effect van deze meststof, genaamd de Groene Weide Meststof (GWM), wordt nauwkeurig gemonitord door Wageningen University & Research. De eerste resultaten van de studies over deze GWM zijn positief; het product lijkt qua landbouwkundige werking vergelijkbaar te zijn met synthetische kunstmeststoffen en er zijn geen aanwijzingen dat het gebruik van de GWM een verhoogd risico op de belasting van het milieu1. Er wordt al veel kennis verzameld over het gebruik van de GWM in de grasteelt.
Samen met de teelt van gras is voor de veehouder in de Achterhoek de teelt van snijmais een essentieel onderdeel van het bedrijf. Snijmais is een belangrijk onderdeel in het rantsoen vanwege het hoge energiegehalte en zorg voor een hogere stikstofbenutting van de koe. De maïsteelt is ook efficiënt als het gaat om water; maïs heeft minder water nodig per kg ds, hoge benutting van beregeningswater en het biedt mogelijkheden voor de teelt van een tweede gewas. Echter is er veel discussie over de teelt van maïs. Maïsteelt resulteert bijvoorbeeld in een hoge nitraatuitspoeling en heeft een negatief effect op het organische stofgehalte in de bodem. Daarnaast zijn de droge zomers een belemmerende factor om een optimale maisteelt te realiseren. Reden genoeg om te werken aan een duurzame maisteelt.
In de praktijk wordt de drijfmest en de kunstmest vaak tegelijk met het maiszaaien toegediend. Uit onderzoeken is bekend dat mais de eerste tijd na het zaaien ervan slechts een kleine hoeveelheid nutriënten uit de bodem opneemt. Dit betekent dat de beschikbare meststoffen niet door de plant worden opgenomen worden en dus ook verloren kunnen raken door bijvoorbeeld af- en uitspoeling naar het oppervlakte- en grondwater. Wanneer de plant zich verder ontwikkeld en zo’n 30 tot 50 cm hoog is, neemt de nutriëntenbehoefte snel toe. De literatuur laat zien dat bij het zesde bladstadium de stikstofbehoefte toeneemt2; dus het is waarschijnlijk dat in dit stadium de toegediende mest veelal opgenomen wordt door de plant. Om de nutriëntverliezen uit de toegediende mest te beperken, en dus een betere stikstofbenutting te realiseren, zou het toedienen van de stikstof op een later stadium (bijvoorbeeld het zesde bladstadium) effectief kunnen zijn.
Er is ook gewerkt aan de ontwikkeling van een meststof op maat voor mais, een zogenoemde Groene Weide Meststof-mais (GWMM). Deze meststof is iets armer aan zwavel dan de gebruikelijke GWM. In 2019 is op Proefboerderij De Marke in Hengelo (GLD) al aangetoond dat de meststof ook een goede werking heeft bij de teelt van snijmais. Dit jaar was een proef opgezet om het effect van verschillende bemestingsstrategieën in kaart te krijgen. Dit rapport beschrijft de opzet en de resultaten van de proef die is uitgevoerd bij melkveehouder André de Groot in Laren (GLD).
Het doel van dit onderzoek is om de volgende onderzoeksvragen te beantwoorden:
Kan de Groene Weide Meststof – Mais gebruikt worden als waardige kunstmestvervanger zonder verlies van opbrengst kwaliteit en kwantiteit?
i) Is de stikstofbenutting van Groene weide meststof maïs (GWMM) vergelijkbaar met synthetisch geproduceerde kunstmest?
ii) Wat is het effect van een gedeelde stikstofgift op de stikstofbenutting?
iii) Welke milieurisico’s heeft het gebruik van GWMM?
1 Toetsing van de Groene Weide Meststof in de praktijk (Ehlert, 2018)
2 Nutrient Uptake, Partitioning, and Remobilization in Modern, Transgenic Insect‐Protected Maize Hybrids (Bender, 2013)
2. Materialen en methodes
In het teeltjaar 2020 is bij melkveehouder André de Groot in Laren Gelderland een proefveld aangelegd. Figuur 1 laat een satellietfoto zien van het bedrijf met in het rood de locatie van de proef.
Figuur 1: Ligging van de proef op het bedrijf van André de Groot in Laren (GLD). Satellietfoto is uit 2019. Het rode vierkantje laat schematisch de locatie van het proefveld zien.
Het perceel zelf heeft totaal een oppervlak van zo’n 6 hectare. Binnen dit perceel is een blok van zo’n 85 meter bij 85 meter (totaal ongeveer 0,75 hectare) gebruikt voor de proefopzet. In dit onderzoek worden 7 verschillende behandeling en een nulmeting uitgevoerd. Deze acht variaties worden uitgevoerd in 4 herhalingen. Dit resulteert in een totaal van (7+1) * 4 = 32 proefveldjes. Ieder proefveldje heeft een afmeting van 9 bij 12 meter. Het b lok binnen het perceel is opgedeeld zoals gepresenteerd in figuur 2. Het proefveld bestaat dus uit 32 veldjes verdeeld over 4 rijen en 8 kolommen. Iedere rij bestaat uit de 7 behandelingen en één nulveld. In tabel 1 staan de nulmeting en de 7 behandelingen gedefinieerd.
Tabel 1: Overzicht van de nulmeting en de 7 behandelingen in de proef.
Code Beknopte verwijzing
Toediening stikstof uit dierlijke mest (kg N / ha)
Aantal stikstof- giften
Toediening kunstmest
Stikstof- bron
N- bemesting tijdens maiszaaien (kg N / ha)
N-bemesting tijdens onderzaaien (kg N / ha)
A Nulmeting 75,5 0 Geen - - -
B KM rij 75,5 1 In de rij MaisMap 60
C Blad
75,5 1 Onderbladbespuiting Grograss
start liquid - 60
D KM rij +
blad 75,5 2
In de rij + onderbladbespuiting
MaisMap + Grograss start liquid
30 30
E GWMM
maiszaaie n
75,5 1
GWMM bemester GWM-M
60 -
F GWMM
onderzaai en
75,5 1
GWMM bemester GWM-M
- 60
G GWMM
gedeeld 75,5 2 GWMM bemester GWM-M
30 30
H KM
volvelds 75,5 1 Volvelds strooien KAS
60 -
Figuur 2: Schematisch overzicht van de proefveldopstelling.
Ieder veldje heeft een gelijkmatige drijfmestgift gekregen. Dit was een gift van 25 m3 rundveedrijfmest per hectare. De mest is bemonsterd en had een N-gehalte van 3,02 g/kg, een P2O5-gehalte van 0,89 g/kg en een K2O-gehalte van 4,9 g/kg.
De volledige mestuitslag is te vinden in de bijlage.
Op 29 januari 2020 is er een grondmonster genomen van het perceel. Tabel 2 vat het grondonderzoek samen. De volledige uitslag van het grondmonsteronderzoek is te vinden in de bijlage.
Tabel 2: Resultaten grondonderzoek van het proefperceel.
Stikstof Zwavel Fosfaat Kalium Fysisch
N-totaal (kg N
/ ha) 5610 S-totaal (kg S /
ha) 965 P-PAE (kg P / ha) 11,8 K-PAE (kg K / ha) 270 pH 5,3 NLV (kg N / ha 80 SLV (kg S / ha) 12 P-voorraad (kg P
/ ha) 1085 K-voorraad (kg K
/ ha) 320 OS (%) 4,3
C/N ratio (-) 14 C/S ratio (-) 82 Lutum
(%) 4
Met uitzondering van de nulmeting heeft iedere behandeling een totale stikstofgift ontvangen van 135.5 kg N/ha. 75.5 kg N/ha is op alle 32 veldjes toegediend uit de rundveedrijfmest (dus ook bij het nulveldjes) en bij iedere behandeling is er 60 kg N/ha toegediend. De samenstellingen van de gebruikte stikstofbronnen is te vinden in de bijlage. Deze samenstellingen zijn gebruikt om zo precies de benodigde dosering, op basis van de stikstofgehaltes te berekenen om op de totale gift van 60 kg N/ha te komen. Aangezien de samenstellingen niet perfect zijn afgestemd op zowel de stikstof, de zwavel en de kalibehoefte is er uiteindelijk met kieseriet (bron van zwavel) en kali60 (bron van kali) bijbemest om ook de zwavel en kalibemestingen zo nauwkeurig mogelijk af te stemmen tussen de diverse behandelingen. Hierdoor kunnen andere bemestingselementen geen verschil in opbrengst veroorzaken. De uiteindelijke mestgiften per behandeling kunnen in de bijlage worden gevonden.
De mais is op alle proefvelden gezaaid op 28 april met het ras SY Telias op de traditionele manier; in rijen met een rijafstand van 75 cm. Tegelijk met het maiszaaien is dus ook de kunstmest in de rij toegediend bij de desbetreffende behandelingen.
Op diezelfde dag is de GWMM ook toegediend bij de desbetreffende behandelingen. Op 18 juni zijn de overige stikstofbemestingen uitgevoerd. De mais is op 22 september geoogst. Per veldje zijn er 4 rijen mais over een lengte van 12 meter geoogst waarvan het natte gewicht bepaald is. Gegeven dat de mais op 75 cm gezaaid is, kan het oppervlak van deze opbrengstmeting berekend worden: 𝑂𝑝𝑝𝑒𝑟𝑣𝑙𝑎𝑘𝑡𝑒 = (4 ⋅ 0,75 𝑚) ⋅ 12 𝑚 = 36 𝑚2. De opbrengst van deze vier rijen mais wordt vertaald naar opbrengst per hectare door het te delen door (36/1002). Tijdens de oogst zijn er van ieder veldje monsters genomen voor een gewasanalyse. De gemeten parameter zijn: drogestof (%), zetmeel (gr/kg ds), VEM (gr/kg ds), NDF (gr/kg ds), suiker (gr/kg ds), DVE (gr/kg ds), OEB (gr/kg ds) en ruw eiwit (gr/kg ds). De analyses zijn uitgevoerd door Eurofins-Agro. Het natte gewicht en het drogestof percentage worden gebruikt om de opbrengst in kg drogestof per
| |
| | Herhaling 4
| |
| |
25 26 27 28 29 30 31 32
| |
| | Herhaling 3
| |
| |
17 18 19 20 21 22 23 24
| |
| | Herhaling 2
| |
| |
9 10 11 12 13 14 15 16
| |
| | Herhaling 1
| |
| |
1 2 3 4 5 6 7 8
< 9 m >
< 9 m > < 9 m > < 9 m >
< 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m >
< 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m >
< 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m >
12 m 12 m 12 m
< 9 m > < 9 m > < 9 m >
H1 F1
12 m A1 C1 G1 D1 B1 E1
< 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m > < 9 m >
B2 H2
C2 A2 D2 F2 E2 G2
A4 D4
F3 D3 H3 G3 B3 A3 E3 C3
B4 F4 E4 C4 G4 H4
hectare te berekenen. Door het gehalte ruw eiwit te vermenigvuldigen met de opbrengst per hectare (kg ds / ha) en te delen door 6,25 kan de stikstofonttrekking per hectare worden berekend.
De werking van de stikstofbemestingen wordt getoetst door de stikstofopname uit een bepaalde meststof te vergelijken met een standaardmeststof. De stikstofopname van de maïs wordt gesteld als de berekende stikstofonttrekking per hectare. Vervolgens wordt het N-rendement (ANR; Apparent Nitrogen Recovery) berekend:
ANR (%) = (Nopbrengst, behandeling− Nopbrengst, onbemest ) / Ntoegediend∗ 100%
In de berekening van de ANR wordt het verschil in stikstofopbrengst (kg N / ha) tussen een bepaalde behandeling en de nulmeting bepaald. Vervolgens wordt dit verschil in stikstofopbrengst gedeeld door de hoeveelheid toegediende stikstof voor de desbetreffende behandeling. De ANR geeft dus een inschatting hoe veel procent van de (extra) toegediende
stikstof geresulteerd heeft in de (extra) stikstofopbrengst.
Op basis van de ANR kan per behandeling ook de stikstofwerkingscoëfficiënt (NWC) berekend worden. De NWC wordt vervolgens berekend als:
NWC (%) = ANRbehandeling / ANRreferentie∗ 100%
Bij het berekenen van de NWC wordt de verhouding tussen de ANR van een bepaalde behandeling ten opzichte van de ANR van een standaardmeststof (referentie) bepaald. De behandeling “KM rij” wordt gebruikt als referentie in dit rapport.
Driemaal zijn er grondmonsters gestoken om het stikstofgehalte in de bodem te bepalen. De data waarop dit gebeurde waren 24 april, 15 juni en 23 september. De grondmonsters zijn gestoken op dieptes van 0-30 cm en 30-60 cm op elk van de 32 proefveldjes. Van deze grondmonsters zijn de concentraties ammoniumstikstof (N-NH4) en nitraatstikstof (N-NO3) bepaald. Deze bepalingen zijn gedaan door het mengen van 1 volumedeel verse grond met 2 volumedelen extractiemiddel (0,01 M CaCl2). Door deze methodiek kan met deze data de minerale stikstofbodemvoorraad van de bodem berekend worden volgens de formule:
N-mineraal bodem (kg/ha) = (N-NH4 (mg/L) + N-NO3 (mg/L) ) ∗ 2 ∗ bodemvolume (L/ha) ∗ 10−6 (kg/mg).
Voor een bemonsteringsdiepte van x centimeter heeft een hectare een bodemvolume van 100*100*(x/100) = 100*x m3 wat gelijk is aan 100*x*1000 = 100.000*x liter. Dit invullen in de bovenstaande formule resulteert in:
N-mineraal bodem (kg/ha) = (N-NH4 (mg/L) + N-NO3 (mg/L) ) ∗ 2 ∗ bemonsteringsdiepte (cm) / 10 Bij de berekening van N-mineraal wordt dus niet de bijdrage van ureum meegenomen.
Voor iedere behandeling zijn er 4 proefveldjes waarvan één bodemmonster per monsternamedatum is genomen. Per behandeling zijn er per monsternamedatum dus 4 resultaten. Van deze 4 resultaten is het gemiddelde berekend om zo een waarde te krijgen voor alle behandelingen. Helaas zijn er voor de behandeling “KM volvelds” geen monsters genomen.
Het nitraatgehalte (NO3 in mg/L) kan berekend worden door de concentratie nitraatstikstof te vermenigvuldigen met 4,4267.
Tot slot zijn er door het groeiseizoen heen observaties geweest en deze zijn vastgelegd met een camera. Tijdens twee van deze observaties is ook de maishoogte gemeten. Dit is systematisch gedaan door per proefveldje willekeurig 20 planten op te meten. Deze resultaten zijn vervolgens gemiddeld per behandeling.
3. Resultaten
3.1 Maishoogtemetingen
Tijdens de observaties van de mais op 8 juni en op 18 juni is de maishoogte gemeten. De resultaten hiervan zijn weergegeven in figuur 3 en de data ervan in tabel 3.
Figuur 3: Gemiddelde grashoogte per behandeling gemeten op 8 en 18 juni.
Tabel 3: Maishoogtemetingen in cm voor de 8 behandelingen op 8 en 18 juni Datum Nulmeting KM rij Blad KM rij +
blad
GWMM maiszaaien
GWMM onderzaaien
GWMM gedeeld
KM volvelds
8 juni 24,2 21,1 24,7 22,5 22,8 23,6 23,0 23,2
18 juni 49,6 47,5 51,5 51,5 51,1 52,1 48,9 51,2
De data van figuur 3 is verzameld op dezelfde dag waarop ook de tweede stikstofgift bij de desbetreffende veldjes is uitgevoerd. In figuur 3 is er dus geen effect zichtbaar effect van deze tweede stikstofgift, enkel wat het effect van de eerste stikstofgift tijdens maïszaaien is geweest voor de desbetreffende behandeling. Met deze gedachtegang zijn de behandelingen “Nulmeting”, “Blad” en “GWMM onderzaaien” identiek aan elkaar. Deze 3 behandelingen hebben ook de hoogste gemiddelde lengtes op 8 juni. De metingen op 18 juni laten zien dat toen de behandelingen “GWMM onderzaaien”
en “Blad” wederom de hoogste zijn, al is de nulmeting nu een van de laagste behandelingen terwijl deze drie behandelingen feitelijk nog steeds identiek zijn. Wat zeker opvalt is dat op beide meetdata de gemiddelde lengte van de behandeling “KM rij” enkele centimeters minder zijn dan van de overige behandelingen. Een verklaring hiervan zou zoutschade door de kunstmest kunnen zijn. Hierdoor heeft het plantje zich niet optimaal kunnen ontwikkelen.
3.2 Neerslagdata
Het jaar 2020 was wederom een droog jaar. Figuur 4 laat het neerslagtekort in het teeltjaar 2020 zien in de Achterhoek. Het proefveld is niet beregend.
Figuur 4: Neerslagtekort in de regio Achterhoek in 2020.
3.3 Opbrengstmetingen
Figuur 5 laat de gemeten drogestofpercentages zien voor de behandelingen. De behandeling “KM rij” heeft het laagste drogestofpercentage, en de behandelingen “Nulmeting” en “GWMM onderzaaien” hebben gemiddeld de hoogste drogestofpercentages.
Figuur 5: Gemiddelde en standaardafwijking van de gemeten drogestofpercentages van de 8 behandelingen.
Figuur 6 laat de gemiddelde droge stofopbrengsten per hectare per behandeling zien. Wat allereerst opvalt in de data is dat van alle 32 proefveldjes een veldje met de behandeling “Nulmeting” de allerhoogste (22.714) opbrengst (kg ds/ha) heeft (zie data in bijlages). Verder laat figuur 8 zien dat er weinig verschillen zitten tussen de behandelingen. Wat wel opvalt is dat de behandeling “KM rij” gemiddeld het laagste is van allemaal, en dat de behandeling “GWMM maiszaaien” gemiddeld de hoogste opbrengst heeft gerealiseerd. Daarmee heeft “GWMM maiszaaien” gemiddeld 5% meer opbrengst vergeleken de
‘’KM rij’’, het verschil is niet significant. Beide behandelingen hebben een enkele stikstofgift bij het moment van maiszaaien.
Er zijn geen significante verschillen tussen de behandelingen gevonden.
Figuur 6: Gemiddelde opbrengsten en standaardafwijking van de 8 behandelingen.
Figuur 7 laat de gemiddelde zetmeelconcentratie zien voor alle behandelingen. Figuur 9 laat zien dat de behandeling
“Nulmeting” gemiddeld de hoogste zetmeelconcentratie heeft. De behandeling “Blad” heeft duidelijk een lagere gemiddelde zetmeelconcentratie dan de andere behandelingen. De verschillen tussen de overige behandelingen zijn niet groot, de spreiding echter wel.
Figuur 7: Gemiddelde zetmeelconcentratie en standaardafwijking van de 8 behandelingen.
De zetmeelopbrengst per hectare in figuur 8 laat zien dat de behandeling “GWMM maiszaaien” gemiddeld de hoogste zetmeelopbrengst per hectare heeft, en dat de behandeling “Nulmeting” daarna gemiddeld de hoogste is.
Figuur 8: Gemiddelde zetmeelopbrengst en standaardafwijking van de 8 behandelingen.
Figuur 9 presenteert de ruw eiwitgehaltes (RE-gehalte) voor alle behandelingen. De grafiek laat forse verschillen zien; het RE-gehalte voor de behandeling “Nulmeting” is gemiddeld het laagst en de behandeling “KM rij” is het hoogst. Op basis van het RE-gehalte wordt de stikstofonttrekking berekend. De resultaten hiervan zijn weergegeven in figuur 10.
Figuur 9: Gemiddelde ruw eiwitgehalte met standaardafwijking van de 8 behandelingen.
Uit figuur 10 blijkt dat de behandeling “Nulmeting” gemiddeld de laagste stikstofonttrekking heeft. Ook de twee behandelingen waarbij enkel in juni de stikstof is toegediend (“Blad” en “GWMM onderzaaien”) laten lage stikstofopbrengsten zien. De behandeling “GWMM maiszaaien” heeft de hoogste stikstofopbrengst, al is het verschil met de behandeling “KM rij” zeer klein. Deze beide behandelingen hebben de volledige stikstofgift tijdens het zaaien van de mais gekregen. De stikstofopbrengsten van de behandelingen die een gedeelde stikstofgift hadden zitten gemiddeld tussen de overige behandelingen.
Figuur 10: Gemiddelde stikstofopbrengst en standaardafwijking van de 8 behandelingen.
Figuur 11 laat de VEM-gehaltes voor de 8 behandelingen zien. De behandeling “Nulmeting” laat gemiddeld het hoogste VEM-gehalte zien. Er lijkt weinig verschil te zitten tussen de behandelingen, al lijken de behandelingen “Blad” en “GWMM gedeeld” een wat lager VEM-gehalte te realiseren. Er zijn geen significante verschillen.
Figuur 11: Gemiddelde VEM-gehaltes en standaardafwijking van de 8 behandelingen.
Figuur 12 laat de berekende stikstofwerkingscoëfficiënten (NWC) zien voor de behandelingen. De grafiek laat zien dat enkel de behandeling “GWMM maiszaaien” een hogere NWC heeft gerealiseerd vergeleken met de behandeling “KM rij”.
Figuur 12: Stikstofwerkingscoëfficiënten (NWC) voor de 7 behandelingen. De behandeling "KM rij" is gebruikt als referentie.
De gemiddelde waardes voor alle gemeten parameter zijn weergegeven in tabel 4 en 5. Wat vooral opvalt is de stikstofwerking coëfficiënt behandeling ‘’GWMM maiszaaien’’ 18% hoger is dan de behandeling ‘’KM rij’’.
Tabel 4: Gemiddelde opbrengsten voor de 8 behandelingen. NWC is de stikstofwerkingscoëfficiënt. KM rij is als referentie genomen.
Tabel 5: Gemiddelde voederwaardes voor de 8 behandelingen.
Vers Ds-gehalte Drogestof Zetmeel Stikstof NWC
Behandeling (ton/ha) (%) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (%)
Nulmeting 48,9 40,3 19743 7700 198
KM rij 51,7 37,5 19395 7142 223 100%
KM blad 50,7 39,4 19961 7027 204 23%
KM rij + blad 50,7 39,4 20000 7569 219 83%
GWMM maïszaaien 51,8 39,6 20454 7757 228 118%
GWMM onderzaaien 49,3 40,3 19823 7383 209 43%
GWM gedeeld 51,4 38,3 19713 7240 222 94%
KM volvelds 52,2 37,7 19691 7431 211 53%
Opbrengst
VEM DVE OEB Zetmeel RE NDF Suiker
Behandeling (kg ds) (kg ds) (kg ds) (kg ds) (kg ds) (kg ds) (kg ds)
Nulmeting 998 57,3 -50,8 387 62,5 366 61,0
KM rij 990 59,8 -44,5 367 72,0 367 69,8
KM blad 968 55,5 -46,3 350 64,0 397 61,8
KM rij + blad 987 58,3 -46,3 378 68,5 372 59,3
GWMM maïszaaien 992 59,8 -46,3 379 69,5 367 60,5
GWMM onderzaaien 995 56,0 -48,3 371 65,8 370 62,8
GWM gedeeld 977 57,3 -43,8 366 70,5 378 59,5
KM volvelds 986 59,3 -47,3 376 67,0 369 62,0
Voederwaarde per kg ds
3.4 Metingen van minerale stikstof in de bodem
Tabel 6 presenteert de samengevatte data van de nitraatmetingen. Oorspronkelijk zou er ook een meting gepland staan voor 15 juni maar de grond was te hard om een grondmonster handmatig te kunnen nemen. Daarom zijn er op de diepte van 30-60 centimeter enkel monsters gestoken op 24 april (een paar dagen voor het maiszaaien) en op 23 september (een dag na de maisoogst). Figuur 13 presenteert de gemeten nitraatgehaltes in de bodem op een diepte van 0-30 centimeter.
Tabel 6: Gemiddelde, standaardafwijking (SD), minimum (Min) en maximum (Max) voor de nitraatmetingen voor alle behandelingen. Alle waardes hebben de eenheid (mg NO3/ L), tenzij anders vermeld.
Behandeling Datum Diepte (cm) Gemiddelde SD Min Max
Blad 2020-04-24 0-30 64 15 46 81
2020-04-24 30-60 14 2 12 16
2020-06-15 0-30 41 7 34 50
2020-09-23 0-30 23 20 8 51
2020-09-23 30-60 28 26 10 64
GWMM gedeeld 2020-04-24 0-30 58 7 47 62
2020-04-24 30-60 14 1 13 15
2020-06-15 0-30 68 15 50 85
2020-09-23 0-30 19 4 15 25
2020-09-23 30-60 25 13 12 42
GWMM maiszaaien 2020-04-24 0-30 55 11 43 68
2020-04-24 30-60 14 1 13 15
2020-06-15 0-30 123 41 81 160
2020-09-23 0-30 16 6 11 24
2020-09-23 30-60 18 6 11 26
GWMM onderzaaien 2020-04-24 0-30 58 9 53 71
2020-04-24 30-60 14 1 12 15
2020-06-15 0-30 33 1 32 34
2020-09-23 0-30 13 2 10 15
2020-09-23 30-60 26 14 13 40
KM rij 2020-04-24 0-30 62 10 55 77
2020-04-24 30-60 14 2 12 16
2020-06-15 0-30 217 62 166 291
2020-09-23 0-30 23 8 12 30
2020-09-23 30-60 25 7 15 30
KM rij + blad 2020-04-24 0-30 65 14 50 81
2020-04-24 30-60 14 1 14 15
2020-06-15 0-30 128 45 96 194
2020-09-23 0-30 17 6 10 23
2020-09-23 30-60 21 11 11 36
Nulmeting 2020-04-24 0-30 64 9 55 73
2020-04-24 30-60 19 10 13 34
2020-06-15 0-30 42 11 35 58
2020-09-23 0-30 9 5 4 15
2020-09-23 30-60 12 7 5 19
Figuur 13: Gemiddelde nitraatgehaltes (NO3) en standaardafwijking in de bodem op een bemonsteringsdiepte van 0-30 cm.
Figuur 13 laat zien dat de nitraatgehaltes alvorens de proef begon geen verschillen laat zien tussen de proefveldjes. Op 18 juni is de tweede stikstofgift uitgevoerd, dus vlak na de bemonstering. Met deze gedachtegang zijn de behandelingen
“Nulmeting”, “Blad” en “GWMM onderzaaien” nog gelijk aan elkaar op de datum van de tweede bemonstering. De nitraatgehaltes voor deze drie situaties zijn allemaal lager dan dezelfde meting in april. Dit laat mooi zien dat er (naast de drijfmest) geen stikstof is bemest en dat de mais de beschikbare stikstof in de bodem heeft opgenomen. De overige vier behandelingen laten een hogere nitraatconcentratie zien op 15 juni vergeleken met 24 april. De behandeling “KM rij” valt erg op door de zeer hoge nitraatwaarde van gemiddeld boven de 200 mg per liter. Deze hoge concentratie komt overeen met de gestelde hypothese dat de lagere maishoogte voor deze behandeling het resultaat van zoutschade zou kunnen zijn;
door de hoge concentratie heeft de plant zich niet optimaal kunnen ontwikkelen. De behandeling “GWMM maiszaaien”
heeft exact dezelfde hoeveelheid stikstof in de bodem gebracht als “KM rij” maar heeft een aanzienlijk lager aandeel in de nitraatconcentratie. De nitraatconcentratie is zelfs vergelijkbaar met de helft van de stikstofgift bij “KM rij + blad”. De 60 kg stikstof bij “GWMM maiszaaien” heeft dus hetzelfde effect in dit stadium als de 30 kg bij “KM rij”. Dit is een positief effect wat de GWMM laat zien. Dit wordt nogmaals bevestigd door de zeer lage toename in nitraatconcentratie bij de behandeling
“GWMM gedeeld”. De 30 kg stikstof (dus dezelfde hoeveelheid stikstof als bij “KM rij + blad” in dit stadium) uit de GWMM resulteert slechts in een kleine toename van het nitraatgehalte op 15 juni, terwijl de behandeling “KM rij + blad” wel een dergelijke toename laat zien vergeleken met 24 april. De nitraatgehaltes in de bovenste grondlaag net na de maisoogst zijn voor alle behandelingen erg laag; gemiddeld zo’n 12 tot 28 mg per liter. Waarbij de behandeling ‘’GWMM maiszaaien’’ de
laagste concentratie heeft van de kunstmest behandelingen.
Tabel 4 presenteert de samengevatte data van de berekende minerale stikstofbodemvoorraden over de volledige diepte van 0-60 cm gegeven de metingen van N-NH4 en N-NO3.
Tabel 4: Gemiddelde, standaardafwijking (SD), minimum (Min) en maximum (Max) voor de minerale stikstofbodemvoorraad (kg N-min/ha) over een diepte van 0-60 cm voor alle behandelingen. De waarde “verschil” in de datumkolom geeft het verschil weer tussen de metingen op 24 april en 23 september.
Behandeling Datum Gemiddelde SD Min Max
Blad 2020-04-24 106 22 83 132
2020-09-23 70 62 25 160
verschil 36 71 -65 100
GWMM gedeeld 2020-04-24 99 11 83 106
2020-09-23 59 23 36 90
verschil 40 32 -7 68
GWMM maiszaaien 2020-04-24 95 16 79 117
2020-09-23 46 16 29 68
verschil 49 7 40 57
GWMM onderzaaien 2020-04-24 100 12 94 118
2020-09-23 54 19 36 74
verschil 46 14 27 59
KM rij 2020-04-24 103 12 94 120
2020-09-23 67 20 37 82
verschil 36 32 12 83
KM rij + blad 2020-04-24 109 18 87 128
2020-09-23 52 17 28 69
verschil 57 15 42 76
Nulmeting 2020-04-24 113 23 92 145
2020-09-23 27 15 13 46
verschil 86 32 61 132
Figuur 14 laat de minerale stikstofbodemvoorraad (N-mineraal) zien, uitgesplitst over de twee bemonsteringsdieptes. De figuur laat zien dat de N-mineraal alvorens de proef (metingen van 2020-04-24) nauwelijks verschil laten zien over het hele proefveld, al lijken de velden met de GWMM behandelingen in de laag 0-30 cm wat minder minerale stikstof te bevatten.
Gedurende het groeiseizoen komt er door mineralisatie (van onder andere de toegediende drijfmest) meer minerale stikstof beschikbaar. De plant neemt deze minerale stikstof op en daarnaast zal een deel van de stikstof verloren gaan door emissies van ammoniak, lachgas en stikstofgas. In welke proporties dit gebeurd is afhankelijk van onder andere de weersomstandigheden en de samenstelling van de toegediende meststoffen.
Na de maisoogst (metingen van 2020-09-23) heeft de nulmeting veruit de laagste N-mineraal. De behandelingen “KM rij”
en “GWMM maiszaaien” hebben dezelfde stikstofgift op het begin gehad, maar de laatstgenoemde heeft van alle behandelingen de laagste N-mineraal op deze datum. Van alle behandelingen lijkt, op de nulmeting na, de behandeling
“GWMM maiszaaien” de laagste stikstofverliezen te hebben. De andere twee behandelingen met de GWMM geven nauwelijks een verschil.
Het verschil in minerale stikstofbodemvoorraad tussen voor 24 april en 29 september, met daarbij opgeteld de toegediende stikstofbemestingen uit de drijfmest en stikstofbronnen, geeft een indicatie van de hoeveelheid stikstof die gedurende het groeiseizoen is verloren uit de bodem (de afname van minerale stikstof in de bodem). Deze minerale stikstof wordt voornamelijk opgenomen door de plant, maar kan ook verloren gaan door emissies en uitspoeling. Daarentegen wordt er door het bodemleven gedurende het groeiseizoen ook minerale stikstof beschikbaar gemaakt waardoor er ook dus indirect aanvoer is van minerale stikstof vanuit de bodem. De afname van minerale stikstof in de bodem is in figuur 15 uitgezet tegen de stikstofopbrengst van de individuele proefveldjes. Wat erg opvalt is dat de proefveldjes 1 t/m 12 (m.u.v. 6) zich allen bevinden in het gebied rechtsonder in figuur 15. Als er veel stikstof uit de bodem is verloren maar de plant relatief weinig stikstof heeft opgenomen betekent dit dat de stikstof is verloren door uitspoeling of door emissies.
Figuur 14: N-mineraal in de bodem op een diepte van 0-60 cm.
Figuur 15: Plot van de stikstofopbrengsten van ieder proefveld versus de afname van de minerale stikstofbodemvoorraad (de stikstofbemestingen zijn hierin meegenomen). De mineralisatie van de bodem gedurende het groeiseizoen is dus niet meegenomen in deze grafiek. De percelen met de behandeling “KM volvelds” zijn niet bemonsterd om N-mineraal te bepalen en zijn daarom niet weergegeven in de figuur.
4. Discussie en Conclusie
De twee behandelingen waar de mais enkel een stikstofgift heeft gehad in juni (de behandelingen “Blad” en “GWMM onderzaaien”) laten samen met de behandeling “Nulmeting” gemiddeld de laagste stikstofopbrengsten per hectare zien.
Deze twee behandelingen hebben gemiddeld ook de hoogste nitraatconcentratie in de laag 30-60 cm na de maisoogst. De behandelingen “KM rij” en “GWMM maiszaaien” hebben gemiddeld vergelijkbare stikstofopbrengsten per hectare, maar de behandeling “KM rij” heeft een veel hogere nitraatconcentratie tot gevolg.
Wat verder opvalt is de hoge zetmeel opbrengst per ha van behandeling ‘’Nulmeting’’. Alleen behandeling ‘’GWMM maizaaien’’ heeft een hogere zetmeel opbrengst. Een mogelijke reden voor de hoge opbrengst van de ‘’Nulmeting’’ is de goede kwaliteit van de grond. De kwalificatie van de bodem is esgrond waarbij de bouwvoor circa 1 meter dik is. Verder was 2020 een erg droog jaar wat ervoor zorgt dat de maïs wellicht niet altijd optimaal heeft kunnen groeien omdat de plant in droogtestress zat. Water was hierdoor de limiterende factor.
De behandelingen met een gedeelde stikstofgift laten dus geen (significant) betere opbrengsten zien. De behandeling
“GWMM maiszaaien” heeft gemiddeld de hoogste droge stofopbrengst per hectare, de hoogste zetmeelopbrengst per hectare, de hoogte stikstofopbrengst per hectare en een vrij hoog VEM-gehalte. Ook heeft de behandeling “GWMM
maiszaaien” positieve effecten op de nitraatconcentraties in de bodem.
Figuur 8 laat zien dat er binnen de behandeling “nulmeting” al een dusdanig grote spreiding bestaat. Mogelijke redenen voor deze spreiding zijn de variaties in bodemkwaliteit tussen de proefveldjes en de variërende samenstelling van de toegediende drijfmest. Ook is tussen de behandelingen de toegediende hoeveelheid Borium niet constant en kan een effect
hebben op de gewasgroei (zie bijlage).
Geconcludeerd kan worden dat de behandeling “GWMM maiszaaien” geen slechtere opbrengsten en geen hoger nitraatgehalte in het najaar realiseert dan de traditionele behandeling “KM rij”. Daarnaast blijkt uit deze proef niet dat een gedeelde stikstofgift of een enkele stikstofgift in juni een positief resultaat heeft op de opbrengsten en/of bodemnitraat gehalte.
De nitraatmetingen gedurende het seizoen laten zien dat de verschillende stikstofbronnen een duidelijk verschillend effect hebben om de nitraatgehaltes in de bodem op de diepte 0-30 cm (figuur 13). Bij dezelfde stikstofgift is het nitraatgehalte voor de behandeling “KM rij” flink hoger dan die van de GWMM. Ook is duidelijk dat de toegediende drijfmest de nitraatconcentraties niet laat stijgen ten op zicht van de metingen op 24 april. Bij de behandelingen zonder toegediende stikstof uit bronnen anders dan drijfmest laten de nitraatconcentraties een daling zien halverwege juni vergeleken met het maiszaaimoment.
Gedurende het groeiseizoen heeft de mais de minerale stikstof in de bodem opgenomen; dit is duidelijk te zien in figuur 14 waar de totale stikstofbodemvoorraad flink lager is op het moment van maisoogsten vergeleken met het moment van maiszaaien. Vooral in de laag 0-30 cm is na de maisoogst het aandeel minerale stikstof een stuk lager vergeleken met voor het maiszaaien, daarentegen is de hoeveelheid minerale stikstof in de laag 30-60 cm hoger vergeleken met het moment maiszaaien, behalve de behandeling “Nulmeting”. Dit betekent dat het hogere aandeel minerale stikstof in de laag 30-60 cm voor de overige behandelingen te relateren is aan de stikstofbemestingen. Gedurende het seizoen is het aandeel minerale stikstof in de laag 30-60 cm gestegen door mineralisatie in de bodem en het transport van minerale stikstof in de laag 0-30 cm naar de laag 30-60 cm. De nog aanwezige stikstof op deze diepte kan mogelijk uitspoelen in het najaar.
In figuur 15 is de vergelijking gemaakt tussen de stikstofopname van de plant en het verlies van minerale stikstof in de bodem. Uit deze grafiek zijn geen duidelijke verbanden te leggen tussen behandelingen. Wat wel opvalt is dat de percelen 1 t/m 12 (m.u.v. 6 en 7), allemaal een vrije lage stikstofopbrengst per hectare hebben. De meeste variatie in de grafiek komt dus waarschijnlijk door verschillen in bodemkwaliteit tussen de percelen.
Met de hoge nitraatconcentraties bij de behandeling “KM rij” en de lage gemeten maishoogte lijkt het erg op dat de mais bij deze behandeling last heeft gehad van zoutschade en zo een groeiachterstand heeft opgelopen. Deze behandeling heeft gemiddeld ook de laagste droge stofopbrengst per hectare.
Bijlages
Mestonderzoek
Bodemonderzoek
Opbrengstmetingen
Omschrijving Veld Product
(kg)
Product (kg/ha)
DS (%) Veld (kg / ds)
Drogestof (kg / ha)
Zetmeel (kg / ds)
Zetmeel (kg / ha)
VEM (-) NDF (kg/ds)
Suiker (kg/ds)
DVE (kg/ds) OEB (kg/ds) RE (kg/ds)
N (Kg/ha)
NUL 1 152 42256 39,1 59 16522 334 5518 957 411 59 52 -46 62 164
KM 2 onderblad 2 157 43646 38,9 61 16978 320 5433 914 438 50 49 -41 65 177
GWM 3 3 158 43924 37,3 59 16384 327 5357 923 424 50 53 -37 74 194
KM 3 rij + onderblad 4 163 45314 38,9 63 17627 352 6205 952 409 55 55 -41 72 203
KM 1 rij 5 179 49762 34,8 62 17317 339 5871 978 379 75 57 -42 72 199
GWM 1 6 191 53098 39,5 75 20974 406 8515 1017 333 58 62 -48 71 238
KM 4 breed 7 189 52542 35,0 66 18390 327 6013 968 407 72 54 -44 66 194
GWM 2 8 193 53654 35,9 69 19262 348 6703 979 384 68 54 -47 63 194
KM 2 onderblad 9 183 50874 37,9 69 19281 345 6652 970 393 66 55 -45 66 204
NUL 10 181 50318 39,3 71 19775 402 7950 999 347 61 58 -52 62 196
KM 3 rij + onderblad 11 173 48094 39,4 68 18949 388 7352 988 361 54 57 -49 65 197
GWM 2 12 171 47538 38,5 66 18302 333 6095 967 402 65 54 -44 65 190
GWM 1 13 184 51152 39,1 72 20000 378 7560 986 369 59 59 -44 73 234
GWM 3 14 203 56434 38,9 79 21953 355 7793 987 378 71 58 -44 71 249
KM 1 rij 15 192 53376 36,1 69 19269 372 7168 996 358 73 61 -43 76 234
KM 4 breed 16 180 50040 38,1 69 19065 362 6902 971 385 57 54 -47 64 195
GWM 2 17 176 48928 42,4 75 20745 393 8153 1009 347 62 60 -51 66 219
KM 3 rij + onderblad 18 195 54210 40,1 78 21738 380 8261 994 363 66 59 -47 69 240
KM 4 breed 19 191 53098 39,4 75 20921 436 9121 1020 319 52 62 -51 69 231
GWM 3 20 191 53098 38,9 74 20655 402 8303 1002 342 58 59 -49 67 221
KM 1 rij 21 202 56156 38,8 78 21789 391 8519 1011 349 71 61 -48 70 244
NUL 22 195 54210 41,9 82 22714 422 9585 1022 336 58 62 -51 68 247
GWM 1 23 206 57268 38,2 79 21876 374 8182 995 373 66 59 -46 69 242
KM 2 onderblad 24 194 53932 39 76 21033 363 7635 988 380 69 56 -49 63 212
KM 1 rij 25 171 47538 40,4 69 19205 365 7010 976 380 60 57 -45 70 215
GWM 2 26 170 47260 44,4 75 20983 409 8582 1023 347 56 63 -51 69 232
GWM 1 27 164 45592 41,6 68 18966 357 6771 970 394 59 55 -47 65 197
KM 2 onderblad 28 195 54210 41,6 81 22551 372 8389 999 377 62 57 -50 62 224
GWM 3 29 187 51986 38,2 71 19859 378 7507 997 367 59 59 -45 70 222
KM 4 breed 30 191 53098 38,4 73 20390 377 7687 983 363 67 58 -47 69 225
NUL 31 176 48928 40,8 72 19963 388 7745 1012 369 66 57 -54 58 185
KM 3 rij + onderblad 32 199 55322 39,2 78 21686 390 8458 1015 354 62 60 -48 68 236
