Research

Functional soil biodiversity and agricultural practice to enhance soilstructure

Pagina-navigatie:

Main

Update Research data

Title	Functional soil biodiversity and agricultural practice to enhance soilstructure
Period	01 / 2008 - 12 / 2011
Status	Completed
Research number	OND1331143

Abstract

Description:
To further and widen the concept of functional agrobiodiversity, and to increase and transfer knowledge of functional agrobiodiversity supporting soil structure through a combination of fundamental and applied experimentation at the farming level in practical networks.

Research objectives:
The hypothesis is that measures that stimulate soil life will enhance soil structure and fertility. The objective is to compare the effectiveness of some relevant measures, and to come to advisory conclusions that are applicable in the farming practice. This will be achieved by:

- Analysis of monitoring data (Biological Soil Indicator, BoBI). Analyses will be aimed for direct relationships between soil structuring measures and soil life, focusing on the frequency and intensity of particularly fertilization and tillage.
- Field experimental research at farming level to study the effectiveness of particular measures (e.g. no tillage, organic fertilizing, inter cropping) to enhance soil life, soil structure, and natural soil fertility. Results and products:

- Overview of most relevant measures and functional agrobiodiversity to enhance soil structure. Manuscript for publication in a farmers magazine.
- Factsheet about soil biotic responses and crop yields in response to reduced tillage and fertilizer amendments in a rotation system (barley, potato, maïs).
- Overview of regional pilot studies on functional agrobiodiversity, focusing on soil structure amendment practices;.plan for experimental field study 2009-2011.
- Manuscripts for scientific journals, describing the effects of reduced tillage, fertilisation, and rotation cropping on soil organisms and crop yield.
Knowledge transfer via website Kennisonline and the SPADE project

Abstract (NL)

Doel:
De hypothese is dat maatregelen die het bodemleven stimuleren leiden tot een betere bodemstructuur en bodemvruchtbaarheid. Doel is om voor enkele bedrijfsmaatregelen vast te stellen hoe de bodemstructuur en bodemvruchtbaarheid het meest effectief kunnen worden bevorderd door een beter functionerend bodemleven. Deze inzichten moeten na een doorlooptijd van vier jaar in praktijkrijpe concepten resulteren. Dit gebeurt door:

- Analyse monitoringgegevens BoBI. Analyses zullen worden gericht op directe relaties tussen bedrijfsmaatregelen en functioneel bodemleven. Doel is om boeren handelingsperspectief te bieden om hun bodemkwaliteit te verbeteren. Daarvoor zullen kwantitatieve relaties worden gezocht op basis van de BoBI data, die worden uitgewerkt tot praktische adviezen om de bodemstructuur te verbeteren, het aandeel nuttige >soorten te vergroten (bijv. predatoren en producenten van stabiele aggregaten) en het aandeel schadelijke soorten te verminderen (bijv. plantparasieten). De adviezen zullen zich richten op de frequentie/intensiteit van bedrijfsmaatregelen, met name bemesting en bodembewerking.
- Veldonderzoek naar het effect van de meest kansrijke bedrijfsmaatregelen, zoals bijv. minder intensieve grondbewerking, verschillende hoeveelheden en soorten mest en gewasresten, minder berijding/verdichting, op bodemleven, bodemstructuur en natuurlijke bodemvruchtbaarheid.

Motivatie:
De bodemstructuur, het waterhoudend vermogen en de nutriëntenhuishouding wordt bevorderd door schimmels en bacteriën die gewasresten, mest en organische stof afbreken en zo nutriënten vrijmaken, en gronddeeltjes samenklonteren tot aggregaten. Zo bevorderen ze de bodemvruchtbaarheid. De activiteit van bacteriën en schimmels wordt gestimuleerd door vraat van microarthropoden, nematoden, potwormen en regenwormen. De stabiele uitwerpselen en het graafgedrag van laatstgenoemde groepen verbeteren de porositeit en doorluchting van de grond, en bevorderen de doorworteling, zodat een sterker en productiever gewas kan groeien. In gezonde bodems is het aandeel nuttige functionele groepen (predatore mijten/nematoden) groter en het aandeel schadeverwekkers (plantparasitaire microarthropoden en nematoden) kleiner. De bodemstructuur verbetert door het ingraven van plantenresten (aanvoer van organisch materiaal) door bepaalde soorten regenwormen, waardoor een beter vochtregulerend vermogen ontstaat. De afvoer van overvloedig regenwater verloopt vooral via diepe verticale gangen van pendelende soorten. Er wordt daarentegen ook verondersteld dat bouwland op klei juist kan verslempen door toedoen van regenwormen. In bouwland op zand kunnen regenwormen wellicht de ploegzool (samengeperste laag onder de bouwvoor) verminderen. Waarschijnlijk zijn grondsoort en grondbewerking sterk bepalend voor de bijdrage van regenwormen en micro-organismen aan de bodemstructuur en bodemvruchtbaarheid.

Een boer heeft invloed op deze factoren door te kiezen voor bepaalde gewassen, gewasrotatie, grondbewerking, bemesting, etc. De afgelopen 10 jaar zijn in het kader van het project de Bodembiologische Indicator (BoBI) meer dan 500 bodemmonsters geanalyseerd van meer dan 300 locaties (waaronder bekende Nederlandse proeven, zoals VelVanla, FAB, Koeien en Kansen, Zorg voor Zand, etc.). De metingen omvatten het bodemleven, de bodemchemie en de bedrijfsvoering. De resultaten zijn in omvangrijke databases opgeslagen. Analyses van de verzamelde gegevens kunnen belangrijke informatie leveren over de samenhang tussen bepaalde bedrijfsmaatregelen, bodemleven en bodemkwaliteit (structuur en vruchtbaarheid).

Werkwijze:
BoBI analyses (budget 2008: 30 k )
Bedrijfsmaatregelen kunnen veel effect hebben op de bodemstructuur en de functionele groepen in de bodem. Uit voorlopige analyses van de BoBI gegevens volgt bijvoorbeeld dat bij toenemend organische stofgehalte het aantal nematodenetende roofmijten toeneemt in akker op zandgrond maar juist afneemt in weiland op klei. Ook blijkt dat intensieve landbouw leidt tot een onevenwichtige bodemfauna. Kennis van dit soort relaties biedt praktische handelingsperspectieven voor behoud van een goede bodemkwaliteit in de vorm van richtlijnen voor verantwoorde niveaus van bedrijfsmaatregelen. Daarbij zal speciaal aandacht worden besteed aan de verhouding tussen functioneel en schadelijk bodemleven. Belangrijke vragen waar de BoBI data antwoord op kunnen geven zijn:

1. Is bodemkwaliteit altijd te verbeteren door het verhogen van het organische stofgehalte?
2. Wat zijn de beste bedrijfsmaatregelen om bodemstructuur en de daarbij horende functionele agrobiodiversiteit op een bepaalde grondsoort te stimuleren; is een advies voor zandgrond vergelijkbaar met kleigrond?
3. Hebben biologische boeren meer nuttige organismen in hun bodem dan conventionele boeren en waarom?
4. Kan een hoge mestgift samengaan met een gezond bodemleven?

Om bovenstaande vragen te beantwoorden worden uit de BoBI dataset verschillende onderdelen gekozen. Deze data zullen worden aangevuld met praktijkinformatie van de betrokken boeren waarvoor zonodig interviews zullen worden gehouden. Relevante gegevens worden gekozen uit de gehele dataset over de periode 1999 tot en met 2007. De nadruk ligt op microarthropoden waarbij andere groepen (nematoden, bacteriën, regen- en potwormen) als controlemogelijkheid kunnen dienen.

Resultaten van de analyses zullen worden gebruikt om richting te geven aan veldonderzoek in 2009-2010.

Op basis van de resultaten uit 2008 zullen suggesties voor vervolganalyses worden gedaan, bijvoorbeeld in relatie tot andere bedrijfsmaatregelen zoals groenbemesters, mestsoorten, etc.

Er van uitgaande dat BoBI doorloopt, zal in 2011 van alle behandelingen een herhaalde meting hebben plaatsgevonden. Daarmee is 2011 een uniek moment om functionele groepen te onderzoeken op basis van de volledige BoBI dataset. Omdat hierop kan worden geanticipeerd, is de combinatie van analyse van alle gegevens in 2011 en rapportage in hetzelfde jaar haalbaar.

Bodemleven, bodemstructuur en bodemvruchtbaarheid (budget 2008: 40 k ). 2008. Analyse van gegevens uit een vierjarige veldproef over het effect van gereduceerde ploegdiepte en gereduceerde kunstmestgift op bodemleven en gewasopbrengst. Wetenschappelijke publicatie(s) en beleid- en praktijkgerichte communicatie (KoL, SPADE).

2008. Inventarisatie van de belangrijkste bedrijfsmaatregelen en beschikbare praktijkproeven over bodemstructuur en bodemvruchtbaarheid. Op basis van bevindingen Bobi- en Meta-analyses (zie projectvoorstel hierna).en een verkenning van geschikte regionale pilots worden voorbereidingen getroffen voor veldwerk in aansluiting op geschikt bevonden regionale pilot.

2009-2010: Veldonderzoek naar het effect van bedrijfsmaatregelen, zoals minder intensieve grondbewerking en verschillende hoeveelheden en soorten mest en gewasresten, op teeltondersteunend bodemleven (bodemstructuur en natuurlijke bodemvruchtbaarheid). Er wordt aansluiting gezocht bij lopende praktijkproeven vanuit regionale pilots. Het project Duurzaam bodembeheer en functionele agrobiodiversiteit in Zuid Limburg: 1+1=3 lijkt een veelbelovend aanknopingspunt vanwege de betrekkelijk lange historie van niet-kerende grondbewerking op het bedrijf van Wijnand Vogels. De focus ligt dan op organische stof-huishouding en aggregaatvorming (nutriënten en waterhoudend vermogen), en porositeit (beworteling, waterafvoer). De mogelijkheden tot meerwaarde zullen in 2008 worden uitgewerkt tot een onderzoeksplan, in afstemming met LTO.

2011: Uitwerking resultaten en aanbevelingen voor de praktijk m.b.t. ploegdiepte en frequentie; en bemesting (soort en hoeveelheid). Door aansluiting bij lopende praktijkproeven zijn maatregelen die effectief blijken, relatief snel toepasbaar.

Kennisoverdracht naar doelgroepen landbouw (LTO, SPADE), onderwijs (HLO) en beleid (Contactgroep Bodembiodiversiteit) via publicaties, voordrachten en workshops.

Resultaten:
- 2008 (BoBI-analyse): Overzicht van belangrijkste maatregelen ter bevordering van fab voor bodemstructuur en mest. Publicatie in bijv. Nieuwe Oogst of De Boerderij, samen met resultaten meta-analyse in 2008 (zie volgende projectvoorstel). Wetenschappelijk (review) artikel in 2009 op basis van BoBI-analyses en meta-analyse in 2008 (kwaliteitsborging door peer review).
- 2008: Factsheet over effect van gereduceerde ploegdiepte en mestgift op bodemleven en gewasproductie (graan, aardappel, maïs)(i.e. jaarverslag voor KoL en SPADE via programma communicatieproject).
- 2008: Overzicht van regionale FAB pilots met praktijkproeven over bodemstructuur, mest en bodemvruchtbaarheid waarbij kan worden aangesloten; plan voor veldexperimenteel onderzoek.
- 2008: Wetenschappelijke publicatie(s) over effecten van gereduceerde grondbewerking,gereduceerde bemesting en vruchtwisseling op bodemleven en gewasopbrengst.
- 2008-2011: Kennisoverdracht via Kennisonline, Contactgroep Bodembiodiversiteit, en SPADE (programma communicatieplan).
- Analyse BoBi gegevens 2009-2010 afhankelijk van Go/No go op basis van resultaten in 2008.
- 2011 BoBi en praktijkonderzoek: Identificatie van specifieke groepen organismen en functies die belangrijk zijn voor goede bodemstructuur, mestbenutting en natuurlijke bodemvruchtbaarheid.
- 2011: Identificatie en testen van kansrijke bedrijfsmaatregelen die een positieve wisselwerking hebben met het bodemleven en daardoor bodemstructuur en bodemvruchtbaarheid bevorderen; op basis van praktijktoetsing na 2008, afhankelijk van budget.
- 2011: Eindrapport als onderdeel van de programma rapportage.

Publicaties bij dit project zijn beschikbaar via deze Link

Related organisations

Secretariat	Alterra (WUR)
Financier	Department of Knowledge (EL&I)

Related people

Researcher	Prof.dr. L. Brussaard
Researcher	Dr. B. Vosman
Project leader	Dr. J.H. Faber

Related research (upper level)

Program	BO-07-010: Functional agrobiodiversity

Classification

A13000	Soil
D15100	Geochemistry, geophysics