Impact van peilverhogingen en vernatting op nabijgelegen landbouwgebied in Vlaanderen
ILVO Mededeling D/2023/05
Maart 2023
       PEILIMPACT EINDRAPPORT ILVO Mededeling D/2023/05
Maart 2023
       PEILIMPACT EINDRAPPORT PEILIMPACT eindrapport [NL] Maart 2023 ILVO Mededeling D/2023/05
March 2023
ISSN: 1784-3197
Wettelijk Depot: D/2023/10.970/05 Inhoudsopgave –DEEL I–
Project informatie
1
Context en onderzoeksvraag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2
Methodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3
Relevantie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
–DEEL II–
Samenvatting
1
Probleemstelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2
Resultaten simulaties met het PEILIMPACT modelkader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1
Regionaal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2
Plausibiliteitscontrole . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3
Case-study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3
Hoofdpunten literatuurstudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.1
Teeltfactoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
3.2
Mobiliteit van nutriënten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3
Natte landbouw en paludicultuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4
Conclusies en aanbevelingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . 10
–DEEL III–
Algemene inleiding
1
Context . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.1
Doelstellingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2
Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2
Effect van grondwaterstanden en wateroverlast op teeltfactoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1
Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2
Directe gevolgen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
2.2.1 Verband tussen grondwater en opbrengst . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.2 Effect op verschillende soorten gewassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3
Indirecte effecten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.1 Beperkte draagkracht: begaanbaarheid, bewerkbaarheid en vertrapping . . . 26
2.3.2 Vertraging bij het zaaien of oogsten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.3 Bodemkwaliteit, tekorten aan voedingsstoffen en toxiciteit . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.4 Onkruid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.5 Plagen en ziekten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3.6 Gewasschade en oogstkwaliteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.4
Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
–DEEL IV–
Modelkader
1
GIS analyse identificatie focusgewassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1.1
Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1.2
Methodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
/2 1.2.1 Digitale bodemkaart van het Vlaamse Gewest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1.2.2 Percelen voor agrarisch gebruik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1.2.3 Dominante bodem- en gewastypes in slecht gedraineerde bodems . . . . . . . . 37
1.3
Resultaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . 39
1.4
Conclusie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.5
Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2
Modelkader om het effect van de grondwaterstand op de landbouwpraktijk te evalueren
42
2.1
Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2
Het SWAP-WOFOST-model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.1 Transport van bodemwater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.2 Gewasgroei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave 45
2.2.3 Directe en indirecte effecten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.2.4 Opbrengstvermindering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.3
Model Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.3.1 Meteorologische gegevens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.3.2 Gewasgegevens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.3.3 Gegevens over de bodem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.3.4 Freatische grondwaterniveaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.4
Opzet en werking van het model . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.5
Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3
Gebruik van het modelkader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
–DEEL V–
Resultaten
1
Regionale analyse en validatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
1.1
Aanpak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
1.2
Resultaten regionale analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
1.2.1 Variabiliteit in de tijd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . 67
1.2.2 Heterogeniteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
1.2.3 Effect van grondwaterstand en bodemtextuur op gewasopbrengst . . . . . . . . 72
1.3
Plausibiliteitscontrole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
1.3.1 Een eerste stap naar een Vlaamse opbrengstdatabank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.3.2 Modelopzet voor plausibiliteitscheck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.3.3 Resultaten modelvalidatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.4
Conclusies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
1.5
Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave 79
2
Case-study: landbouwgebied De Zegge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.1
Achtergrond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.2
Methodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.2.1 Studiegebied . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.2.2 Modelkader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.3
Resultaten en discussie - huidige toestand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.3.1 Meteorologische omstandigheden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
2.4.4 Riet (Phragmites australis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.4.5 Wilg (Salix sp.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
2.5
Verdienmodellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.6
Onderzoeksperspectieven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.7
Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
–DEEL VII–
Conclusies
–DEEL VIII–
Aanbevelingen
–DEEL IX– 2.3.4 Volgende stappen: impact van vernattingsscenario’s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.4
Conclusies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.5
Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
–DEEL VI–
Aanvullende beschouwingen mbt vernatting in landbouwgebied
1
Effect van grondwaterstand op de mobiliteit van nutriënten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
1.1
Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
1.2
Chemie van verzadigde bodems onder anaerobe omstandigheden . . . . . . . . . . . . . 95
1.2.1 Sequentiële reductie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
1.2.2 Zuurstof en andere gassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
1.2.3 pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . 97
1.2.4 Temperatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
1.3
Transformatie van fosfor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
1.3.1 De rol van het kleigehalte en de bodemmineralogie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
1.3.2 Mineralisatie- en transportprocessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
1.4
Transformatie van stikstof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
1.4.1 Accumulatie van ammonium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
1.4.2 Denitrificatie en stikstoffixatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.5
Andere transformaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave 101
1.5.1 Omzetting van koolstof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.5.2 Sulfaat transformatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.6
Effecten op waterkwaliteit en biodiversiteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.6.1 Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2
Potentieel van paludicultuurgewassen in Vlaanderen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.1
Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.2
Overzicht paludicultuurgewassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.2.1 Voordelen en nadelen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.2.2 Potentiële toepassingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.3
Verkenning van paludicultuur in Vlaanderen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
2.4
Paludicultuurgewassen met teeltpotentieel in Vlaanderen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.4.1 Lisdodde (Typha sp.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.4.2 Olifantengras (Miscanthus giganteus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.4.3 Veenmos (Sphagnum sp.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
2.4.4 Riet (Phragmites australis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.4.5 Wilg (Salix sp.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave 88
2.3.2 Opbrengst, opbrengstreductie en type stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.3.3 Relatie tussen opbrengstvermindering en grondwatertafel . . . . . . . . . . . . . . . 89 /3 2.3.4 Volgende stappen: impact van vernattingsscenario’s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.4
Conclusies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.5
Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
–DEEL VI–
Aanvullende beschouwingen mbt vernatting in landbouwgebied
1
Effect van grondwaterstand op de mobiliteit van nutriënten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
1.1
Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
1.2
Chemie van verzadigde bodems onder anaerobe omstandigheden . . . . . . . . . . . . . 95
1.2.1 Sequentiële reductie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . .96
1.2.2 Zuurstof en andere gassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
1.2.3 pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
1.2.4 Temperatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
1.3
Transformatie van fosfor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
1.3.1 De rol van het kleigehalte en de bodemmineralogie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
1.3.2 Mineralisatie- en transportprocessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
1.4
Transformatie van stikstof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
1.4.1 Accumulatie van ammonium. . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
1.4.2 Denitrificatie en stikstoffixatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.5
Andere transformaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.5.1 Omzetting van koolstof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.5.2 Sulfaat transformatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.6
Effecten op waterkwaliteit en biodiversiteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1.6.1 Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2
Potentieel van paludicultuurgewassen in Vlaanderen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.1
Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.2
Overzicht paludicultuurgewassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.2.1 Voordelen en nadelen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.2.2 Potentiële toepassingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.3
Verkenning van paludicultuur in Vlaanderen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
2.4
Paludicultuurgewassen met teeltpotentieel in Vlaanderen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.4.1 Lisdodde (Typha sp.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.4.2 Olifantengras (Miscanthus giganteus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.4.3 Veenmos (Sphagnum sp.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inhoudsopgave 126
2.5
Verdienmodellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.6
Onderzoeksperspectieven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.7
Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
–DEEL VII–
Conclusies
–DEEL VIII–
Aanbevelingen
DEEL IX –DEEL VII–
Conclusies
–DEEL VIII–
Aanbevelingen
–DEEL IX–
Metingen fosformobilisatie /4 1
Achtergrond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
2
Methodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
2.1
Experimentele site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Context en onderzoeksvraag Stel dat we op bepaalde plaatsen het grondwaterpeil verhogen, waardoor het vochtgehalte
van de bodem toeneemt. Welke impact zou dat hebben op de opbrengst van conventionele
landbouwgewassen in Vlaanderen? Deze onderzoeksvraag wordt behandeld in het project
PEILIMPACT. Met het zicht op de klimaatverandering, legt het Vlaams regeerakkoord 2019-2024
sterk de nadruk op een grotere weerbaarheid tegen droogte, onder meer door de actieve
inzet van een veerkrachtige ruimte met (extra) natuur. Naburige landbouwactiviteiten kunnen
positieve effecten ondervinden doordat het water in het landschap wordt gebufferd. Toch zijn
er ook negatieve effecten mogelijk: als het waterpeil te hoog wordt, kan dit de mogelijkheid
om het land te bewerken in gevaar brengen, de groei van gewassen negatief beïnvloeden, de
beschikbaarheid en uitspoeling van nutriënten naar oppervlakte- en grondwater wijzigen en
de ziektedruk op gewassen verhogen. Inhoudsopgave Met het zicht op de klimaatverandering, legt het Vlaams regeerakkoord 2019-2024
sterk de nadruk op een grotere weerbaarheid tegen droogte, onder meer door de actieve
inzet van een veerkrachtige ruimte met (extra) natuur. Naburige landbouwactiviteiten kunnen
positieve effecten ondervinden doordat het water in het landschap wordt gebufferd. Toch zijn
er ook negatieve effecten mogelijk: als het waterpeil te hoog wordt, kan dit de mogelijkheid
om het land te bewerken in gevaar brengen, de groei van gewassen negatief beïnvloeden, de
beschikbaarheid en uitspoeling van nutriënten naar oppervlakte- en grondwater wijzigen en
de ziektedruk op gewassen verhogen. Project informatie  1
Context en onderzoeksvraag Inhoudsopgave . . . . . . 139
2.2
Weersomstandigheden en grondwaterstanden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.3
Bemonstering en analyse van bodem en water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
2.3.1 Bodemstalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
2.3.2 Waterstalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
3
Resultaten: Fosformetingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
3.1
Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 /5 –DEEL I–
Project informatie
1
Context en onderzoeksvraag
Stel dat we op bepaalde plaatsen het grondwaterpeil verhogen, waardoor het vochtgehalte
van de bodem toeneemt. Welke impact zou dat hebben op de opbrengst van conventionele
landbouwgewassen in Vlaanderen? Deze onderzoeksvraag wordt behandeld in het project
PEILIMPACT. 2
Methodologie Via gerichte dialoogmomenten met Vlaamse landbouwers verwerven we ervaringskennis over
het effect van te hoge of te lage grondwaterstanden op bepaalde gewassen. We detecteren mo-
gelijke belemmeringen voor hun landbouwactiviteit en belangrijke effecten op de opbrengst,
zowel positief als negatief, en hun oorzaken. Dit gebruiken we om een modelinstrumentari-
um te kiezen en aan te passen aan de Vlaamse context. Het model moet, gegeven een aantal
parameters, waterstanden kunnen berekenen die ”voldoende gunstig” zijn voor de landbouw. Eenvoudige richtwaarden zijn te generalistisch, omdat de voor de landbouw aanvaardbare
waterstanden afhangen van de grondsoort, het gewas en de diepte van de wortels, de tijd
van het jaar, enz. Om haalbare waterpeilverhogingen voor een specifieke situatie te bepalen, /6 maken wij daarom modelberekeningen voor een reeks verschillende weerscenario’s en voor
de gewassen die op een specifieke locatie worden geteeld. maken wij daarom modelberekeningen voor een reeks verschillende weerscenario’s en voor
de gewassen die op een specifieke locatie worden geteeld. 3
Relevantie Een evaluatiekader kan worden gebruikt om het effect van beslissingen inzake grondwater-
beheer op conventionele landbouwteelten te voorspellen en deze in de toekomst te koppelen
aan compensatie voor getroffen grondgebruikers, alsook om duurzame oplossingen te be-
spreken voor waterbeheer met landbouwers en natuurbeheerders op een bepaalde locatie. Het kader kan landbouwers ook helpen bij de keuze van gewassen op een bepaald perceel
met zijn specifieke bodemeigenschappen en meteorologische context. Dit project werd uitgevoerd door het Vlaams Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedings-
onderzoek (ILVO) [Diana Estrella, Sarah Garré, Tom Deswaef] ism KWR Water Research Institu-
te [Ruud Bartholomeus] en Wageningen University & Research (WUR) [Martin Mulder, Mirjam
Hack-ten Broeke]. Dit is een project gefinancierd door de Vlaamse overheid, Departement Landbouw en Visserij van 1
februari 2022 tot en met 31 januari 2023. Dit is een project gefinancierd door de Vlaamse overheid, Departement Landbouw en Visserij van 1
februari 2022 tot en met 31 januari 2023. /7 1
Probleemstelling Klimaatverandering veroorzaakt langere perioden van droogte, afgewisseld met hevige regen-
val. Dit heeft een belangrijke impact op de landbouw en de negatieve effecten ervan werden
reeds waargenomen in de landbouwsector in W-Europa tijdens de droge zomers van 2017,
2018, 2019, 2020 en 2022, en dit zal hoogstwaarschijnlijk zo blijven in de toekomst. Het Vlaams
regeerakkoord 2019-2024 focust op proactieve maatregelen om de gevolgen van de klimaat-
verandering op te vangen. Het legt sterk de nadruk op het verhogen van onze weerbaarheid
tegen droogte door de aanleg van extra natte natuur of herstel/sanering van drooggelegde
wetlands om infiltratie en waterberging te bevorderen. Dit betekent dat landbouwers en
beleidsmakers zich niet alleen moeten aanpassen aan een toename van het aantal
droogtes, maar waarschijnlijk ook aan de gevolgen van overmatig bodemwater (te
natte omstandigheden) in landbouwgebieden in de buurt van herstelde wetlands. Er
is echter weinig informatie beschikbaar om de gevolgen van hoge grondwaterstanden voor
de landbouw als gevolg van de uitvoering van de vernattingsmaatregelen in te schatten. In deze studie hebben we een modelkader ontwikkeld om het effect van grondwater-
standen op de opbrengst van conventionele gewassen in Vlaanderen in te schatten. Het
gezamenlijke model SWAP-WOFOST, achter het Nederlandse initiatief Waterwijzer Landbouw,
werd gebruikt om op basis van historische gegevens de opbrengst en opbrengstvermindering
als gevolg van droogte (te droog) en zuurstofstress (te nat) te simuleren voor vijf belangrijke
gewassen in Vlaanderen: gras, voedermaïs, aardappel, wintertarwe en suikerbiet. Met
dit model kunnen we ook het effect van beperkingen in normale landbouwpraktijken als ge-
volg van te natte of te koude omstandigheden opnemen, de zogenaamde indirecte effecten. Te natte omstandigheden in de wortelzone beginnen wanneer gewassen zuurstofstress gaan
ervaren, dat wil zeggen wanneer de zuurstofbeschikbaarheid lager is dan de zuurstofbehoefte
van plantenwortels. Er werden vrij beschikbare (online of on-demand) datasets en kaarten voor heel Vlaanderen
gebruikt, verkregen van Vlaamse instellingen of eerdere projecten. We hebben een databank
met experimentele opbrengstwaarnemingen in Vlaanderen samengesteld en gebruikt om de
prestaties van het model onder Vlaamse omstandigheden te evalueren. We schreven ook drie
literatuuronderzoekshoofdstukken over de effecten van grondwater op landbouwpraktijken,
het effect van ondiepe grondwaterstanden en vernatting op de mobiliteit van nutriënten, en
het potentieel van paludicultuur in Vlaanderen. Tenslotte werd het model toegpast op het
landbouwgebied rond De Zegge-Mosselgoren, nabij Geel. Important
Het model zelf kan gedownload worden op: https://github.com/ILVO-PEILIMPACT/. Important
Het model zelf kan gedownload worden op: https://github.com/ILVO-PEILIMPACT/. 2.2
Plausibiliteitscontrole De resultaten van de plausibiliteitscontrole van het model toonden aan dat het huidige mo-
del de algemene meerjarige trends in de gemiddelde gewasopbrengst kan beschrij-
ven, ondanks vele beperkingen in de invoergegevens en modelvereenvoudigingen. Absolute
waarden worden soms onderschat, vooral bij suikerbieten. Een verbeterde opbrengstda-
tabank en/of gerichte veldexperimenten zijn nodig om het model te kalibreren en te valideren
en nauwkeurigere resultaten te bekomen. 2.1
Regionaal Op regionaal niveau wordt de opbrengstvariabiliteit sterk beïnvloed door de combinatie
van regionale weersvariabiliteit, de heterogeniteit van de bodem en het grondwater-
peil. Gemiddeld gezien hebben droogtes hebben een grotere invloed op de opbrengst van
voedermaïs, aardappelen en suikerbieten in Vlaanderen dan natte omstandigheden. Gebie-
den met zandleem- en leembodems hebben doorgaans hogere opbrengsten dan kleigronden,
aangezien deze gunstiger zijn voor wortelgroei dan andere bodems. Ondiepe grondwaterni-
veaus hebben een negatief effect op de opbrengst in natte jaren, maar in droge jaren
kunnen gewassen ervan profiteren. Net zoals de opbrengst afneemt bij diepere grondwa-
terstanden, neemt hij ook af bij te ondiepe grondwaterstanden. Diepere grondwaterstanden
resulteren in hogere opbrengsten in natte jaren, aangezien meer neerslag de lage grondwater-
bijdrage aan de wortelopname van het gewas compenseert. De omvang van dit effect hangt
af van de bodemtextuur en het bewortelingspatroon van het gewas. Important p
Het model zelf kan gedownload worden op: https://github.com/ILVO-PEILIMPACT/. /8 Let op: er nog een aantal verbeterpunten (zie details in dit rapport). Gebruikers van de hui-
dige versie moeten zich bewust zijn van de onzekerheden van de onderliggende datalagen
en de oogstsimulaties. 3.1
Teeltfactoren Tijdens periodes van droogte komt een ondiepe grondwatertafel de gewassen ten goede,
doordat het bodemvocht in de wortelzone door capillaire opstijging wordt aangevuld. Bij
een te hoge grondwaterstand treden er echter negatieve effecten op de gewasproductie op,
omdat de meeste akkerbouwgewassen gevoelig zijn voor zuurstofstress. Natte omstandighe-
den kunnen ook leiden tot een makkelijkere verspreiding van ziekten en plagen. Er zijn ook
gevolgen voor het beheer met machines, omdat natte bodems minder draagkracht hebben. De bodemtextuur is hier bepalend omdat de waterretentiekenmerken van de bodem de wa-
terstroom door de wortelzone reguleren. 3.2
Mobiliteit van nutriënten Een oppervlakkige grondwatertafel leidt tot onvoldoende zuurstof in de bodem, waardoor
de fysische en elektrochemische eigenschappen ervan drastisch veranderen. In deze nieuwe
omstandigheden zijn geadsorbeerde fosfor en organische koolstofverbindingen mobieler, en
kunnen zij naar het oppervlaktewater migreren. Dit hangt af van de beschikbaarheid van
fosfor in de bodem. De uitspoeling van oplosbare stikstof is doorgaans lager en gaat meestal
verloren in de vorm van gas bij hoge grondwaterstanden, omdat er minder van beschikbaar
is in de bodem. 2.3
Case-study In de case-study De Zegge-Mosselgoren zijn ondiepe grondwaterstanden gunstig voor de ge-
wasproductie in droge jaren, maar veroorzaken ze zuurstofstress in natte jaren. De totale
opbrengstvermindering door te droge of te natte omstandigheden en door indirecte effecten
bedraagt voor gras en snijmaïs doorgaans minder dan 30%. In de huidige situatie zijn het veld-
beheer en met name de beheersing van het grondwaterpeil in het gebied in droge jaren bijna
optimaal voor landbouwactiviteiten, maar veroorzaken zij reeds beperkingen in natte jaren. In het algemeen is zuurstofstress de belangrijkste oorzaak van opbrengstvermindering in dit
gebied. Gedetailleerde conclusies over het effect van stijgende grondwaterstanden als
gevolg van vernattingsstrategieën op de landbouw kunnen nog niet worden gegeven,
aangezien er aan het eind van de looptijd van het project geen grondwaterscenario’s /9 beschikbaar waren. 3.3
Natte landbouw en paludicultuur Paludicultuur wordt vaak voorgesteld als alternatief voor conventionele landbouw in gebie-
den waar vernatting nodig is. Deze teelten kunnen instaan voor de productie van biomassa
voor verschillende industrietakken en daarnaast overgang vormen tussen cultuurland en natte
natuur, mee instaan voor waterzuivering en zorgen voor waterbuffering. Kennis van teeltpraktijken en aangepaste machines, robuuste verdienmodellen en stabiele
markten zijn cruciaal om landbouwers aan te moedigen om over te schakelen op deze gewas-
sen en hen een rendabele bedrijfsvoering te garanderen. In Vlaanderen is natte landbouw niet
goed bekend en er zijn meer onderzoek/proefprojecten nodig om te bepalen welke gewassen
meer geschikt zijn voor de Vlaamse omstandigheden en marktmogelijkheden vooraleer het
een reële optie is voor landbouwers. De relatief kleine percelen in Vlaanderen kunnen een beperkende factor zijn om paludicultuur
op industrieel niveau rendabel te maken; verwerking en gebruik op lokale schaal kunnen in
dat geval meer geschikt zijn. /10 1
Context Neerslag en temperatuur hebben een belangrijke impact op de land- en tuinbouw. De ge-
combineerde effecten van meer extreme gebeurtenissen, hogere temperaturen en hogere at-
mosferische CO2 concentraties, hebben een grote invloed op de gewasopbrengst (Europees
Milieuagentschap, 2019). Uit klimaatscenario’s blijkt dat de omstandigheden in sommige re-
gio’s van Noord-Europa gunstiger zullen worden voor de landbouw, maar dat de gewaspro-
ductiviteit in Zuid-Europa tegen 2050 zal halveren, vooral voor gewassen zoals tarwe, maïs en
suikerbieten als ze niet ge¨ïrrigeerd worden (De Ridder et al., 2020). De droge omstandigheden
in Noord-Europa in 2018 veroorzaakten ernstige verminderingen van de gewasopbrengst (tot
50%), terwijl overvloedige regenval in Zuid-Europa tot 34% meer opbrengst opleverde dan het
vorige vijfjarige gemiddelde (Toreti et al., 2019). Volgens Statbels’ Land- En Tuinbouwbedrij-
ven in België leidde de droogte in de lente/zomer van 2018 tot hoge opbrengstdalingen in
belangrijke gewassen ten opzichte van het voorgaande jaar: -31 % in aardappelen, -34 % in
korrelmaïs en -13 % in suikerbieten. Het natte jaar 2021 leidde dan weer tot opbrengstdalin-
gen in wintertarwe (-12,5 %), spelt (-10,8 %) en triticale (-20,7 %). Aangezien de scenario’s voor
klimaatverandering wijzen op een toename van neerslag- en temperatuurextremen, is er drin-
gend behoefte aan adaptatiestrategieën in landbouwpraktijken en aangepast waterbeheer op
landschapsschaal (Toretti et al., 2019). In het Europees landbouwbeleid 2021-2027 (Europees Milieuagentschap., 2019) worden ver-
schillende aanpassingsmaatregelen voorgesteld op nationaal, regionaal en bedrijfsniveau om
de gevolgen van de klimaatverandering op te vangen. Overstromings- en droogtebeheersings-
maatregelen staan niet op zichzelf en moeten dus worden geïntegreerd op landschapsschaal
(Bressers et al., 2016). Verschillende daarvan leiden tot tijdelijke of permanente verhoging van
het waterpeil, in en nabij land dat momenteel door de landbouw wordt gebruikt. De strate-
gieën omvatten het herstel van natuurlijke overstromingsgebieden of het voorzien van water-
retentiegebieden. Andere strategieën omvatten herstel en duurzaam beheer van voormalige
veengebieden door het extensiveren of stopzetten van landbouwactiviteiten, het stopzetten
turfwinning en drainage (De La Haye et al., 2021). Drainage van wetlands voor steden en land-
bouwactiviteiten hebben geleid tot een belangrijke toename van de voedselproductie, maar
ook tot nieuwe milieuproblemen. Zo worden door oxidatie en inklinking van veengronden
de drooggelegde veengebieden omgezet in grote kooldioxide-uitstoters en overstromingsge-
voelige gebieden (Verhoeven & Setter, 2010). 4
Conclusies en aanbevelingen 4 Het grondwaterpeil heeft een belangrijk indirect effect op de gewasopbrengst en veroorzaakt
zuurstofstress wanneer het te ondiep is. De ”optimale” waterniveaus veranderen echter dras-
tisch door de variabiliteit die wordt veroorzaakt door gewassen, bodem, grondwaterdynamiek
en het weer. Met het in deze studie ontwikkelde modelkader kunnen deze drempels context-
specifiek worden beoordeeld. Er is echter ruimte voor verbetering. Verdere werkzaamheden
door de onderzoeksgemeenschap aan dit kader zouden het model in staat stellen realisti-
schere en robuustere resultaten te geven. Tot de verbeteringen behoren het actualiseren van
gewas- en bodemparameters en het gebruik van de dynamiek van het grondwaterpeil wanneer
relevante informatie beschikbaar komt, en het verzamelen van aanvullende opbrengstgege-
vens van landbouwvelden of gerichte veldexperimenten, voor de kalibratie en validatie van het
model. In de studiecase De Zegge moet het effect van specifieke toekomstige vernattingsscena-
rio’s in de natuurgebieden en aangrenzende landbouwgebieden op de landbouwactiviteiten
worden beoordeeld zodra deze scenario’s beschikbaar zijn. Het vereiste modelkader is beschikbaar op Github:
https://github.com/ILVO-PEILIMPACT/model_users_growing_season. https://github.com/ILVO-PEILIMPACT/model_users_growing_season. /11 1
Context Sinds het decennium van 1970 werd beleid voor
het behoud van wetlands opgenomen in de Ramsar Conventie van 1971 (Europese Commissie,
2007), en momenteel bestaan er grote herstelprogramma’s voor wetlands in Nederland, het
Verenigd Koninkrijk, Denemarken, Duitsland, België en andere Europese landen (Verhoeven,
2014). De programma’s Care-Peat, Carbon Connects en Life Peat Restore zijn enkele Europese
voorbeelden (De La Haye et al., 2021). /12 Het vernatten en herstellen van wetlands levert vele diensten zoals waterzuivering, drinkwater-
voorziening, CO2-opslag, en biodiversiteit (Verhoeven, 2014; Commissie, 2007). Voordelen voor
de naburige landbouw zijn de stabiliteit van het grondwaterpeil en watervoorziening en het
vasthouden van nutriënten, en het vergroten van de buffercapaciteit tegen overstromingen
en droogte. Er kunnen ook nadelen voor de landbouw ontstaan en de gewasopbrengst ver-
minderen door een teveel aan bodemvocht of wateroverlast (directe effecten), teeltproblemen
veroorzaken en de ziektedruk beïnvloeden (indirecte effecten). Het Vlaams regeerakkoord 2019-2024 focust op preventieve en adaptieve maatregelen en legt
sterk de nadruk op het verhogen van onze weerbaarheid tegen droogte, inclusief het actief
inzetten van een veerkrachtige ruimte met (extra) natuur om de effecten van de klimaatver-
andering te verzachten. Het Blue Deal-plan wil in Vlaanderen extra natte natuur creëren of
gedraineerde wetlands herstellen/saneren om infiltratie en waterberging te bevorderen. Dit
betekent dat landbouwers en beleidsmakers zich niet alleen moeten aanpassen aan een toe-
name van droogte, maar waarschijnlijk ook aan de gevolgen van een teveel aan bodemwater. Er is echter weinig informatie beschikbaar om de impact van ondiepe grondwaterstanden op
de landbouw als gevolg van de uitvoering van deze aanpassingsmaatregelen in te schatten. Specifieke doelstellingen omvatten: Specifieke doelstellingen omvatten: 1. Een systematisch literatuuronderzoek verrichten naar de effecten van vernatting in de
landbouw, naar de impact op de mobiliteit van nutriënten in de bodem, en naar nieuwe
gewassen die aan natte omstandigheden zijn aangepast. 1. Een systematisch literatuuronderzoek verrichten naar de effecten van vernatting in de
landbouw, naar de impact op de mobiliteit van nutriënten in de bodem, en naar nieuwe
gewassen die aan natte omstandigheden zijn aangepast. 2. Een modelkader ontwikkelen aangepast aan de Vlaamse omstandigheden, om het effect
van het grondwaterpeil op de meest voorkomende gewassen in Vlaanderen kwantitatief
te evalueren. 2. Een modelkader ontwikkelen aangepast aan de Vlaamse omstandigheden, om het effect
van het grondwaterpeil op de meest voorkomende gewassen in Vlaanderen kwantitatief
te evalueren. 3. Het modelkader toepassen in het gebied rond ”De Zegge-Mosselgoren”. 4. Een plausibiliteitscontrole van het model uitvoer
resultaten oplevert in de Vlaamse context. 4. Een plausibiliteitscontrole van het model uitvoeren om na te gaan of het aanvaardbare
resultaten oplevert in de Vlaamse context. 4. Een plausibiliteitscontrole van het model uitvoeren om na te gaan of het aanvaardbare
resultaten oplevert in de Vlaamse context. 5. Het model vrij beschikbaar maken en documenteren. 1.1
Doelstellingen Het hoofddoel van deze studie is het bepalen van de impact van de grondwaterstand op de
opbrengst van conventionele gewassen in Vlaanderen. 2
Effect van grondwaterstanden en wateroverlast op teeltfactoren 2
Effect van grondwaterstanden en wateroverlast op teeltfactoren 1.2
Referenties Commissie, E. (2007). Directoraat-generaal Milieu. Publicatiebureau. De La Haye, A., Devereux, C., & Herk, S. (2021). Peatlands across Europe: Innovation and Inspi-
ration | [Techreport]. Bax & Company. De Ridder, K., Couderé, K., Depoorter, M., Liekens, I., Pourria, X., Steinmetz, D., Vanuytrecht, E.,
Verhaegen, K., & Wouters, H. (2020). Evaluatie van de socio-economische impact van klimaat- /13 verandering in België - Eindrapport (p. 253) [Techreport]. Europese Commissie. (2007). LIFE en de wetlands van Europa: herstel van een vitaal ecosysteem. Publicatiebureau. Europese Commissie. (2007). LIFE en de wetlands van Europa: herstel van een vitaal ecosysteem. Publicatiebureau. Europees Milieuagentschap. (2019). Aanpassing aan klimaatverandering in de landbouwsector
in Europa. Publicatiebureau. Europees Milieuagentschap. (2019). Aanpassing aan klimaatverandering in de landbouwsector
in Europa. Publicatiebureau. Toreti, A., Belward, A., Perez-Dominguez, I., Naumann, G., Luterbacher, J., Cronie, O., Seguini,
L., Manfron, G., Lopez-Lozano, R., Baruth, B., Berg, M., Dentener, F., Ceglar, A., Chatzopoulos,
T., & Zampieri, M. (2019). The Exceptional 2018 European Water Seesaw Calls for Action on
Adaptation. Earth’s Future, 7(6), 652-663. 10.1029/2019EF001170 Verhoeven, J. T. A. (2014). Wetlands in Europa: Perspectieven voor herstel van een verloren
paradijs. Ecological Engineering, 66, 6-9. 10.1016/j.ecoleng.2013.03.006 Verhoeven, J. T. A. (2014). Wetlands in Europa: Perspectieven voor herstel van een verloren
paradijs. Ecological Engineering, 66, 6-9. 10.1016/j.ecoleng.2013.03.006 Verhoeven, J. T. A., & Setter, T. L. (2010). Agrarisch gebruik van wetlands: Kansen en beperkingen. Annals of Botany, 105(1), 155-163. 10.1093/aob/mcp172 Hoofdpunten p
Tijdens periodes van droogte komt een ondiepe grondwatertafel de gewassen ten goede,
doordat het bodemvocht in de wortelzone door capillaire opstijging wordt aangevuld. Bij
een te hoge grondwaterstand treden er echter negatieve effecten op de gewasproductie
op, omdat de meeste akkerbouwgewassen gevoelig zijn voor zuurstofstress. Natte om-
standigheden kunnen ook leiden tot een makkelijkere verspreiding van ziekten en plagen. Er zijn ook gevolgen voor het beheer met machines, omdat natte bodems minder draag-
kracht hebben. De bodemtextuur is hier bepalend omdat de waterretentiekenmerken van
de bodem de waterstroom door de wortelzone reguleren. Wereldwijd wordt in veel gebieden gekeken naar het vernatten van natuurgebieden, met gevol-
gen voor de omliggende landbouwgrond. Hoge grondwaterstanden leiden soms permanent
of tijdelijk tot overtollig water in de wortelzone. Directe negatieve effecten van teveel bodem-
vocht zijn onder meer vermindering van de wortelrespiratie en beschadiging van de wortels
door zuurstofstress, met als gevolg afname van de opbrengst. Sommige grassen verdragen
verzadigde omstandigheden beter dan akkerbouwgewassen dankzij aerenchymvorming (wor-
telporositeit die zuurstoftransport mogelijk maakt) of door ondiep te wortelen. Wintertarwe
kan fysiologische aanpassingen ontwikkelen tijdens tijdelijke waterverzadiging, terwijl aard-
appelen en maïs het gevoeligst zijn voor zowel te droge als te natte omstandigheden. Naar
schatting gaat wereldwijd ongeveer 30 % van de opbrengst van akkerbouwgewassen verloren
door een te natte ondergrond. Zelfs als de opbrengst niet significant afneemt, kan de kwaliteit
van het oogstproduct sterk in het gedrang komen. teveel aan bodemvocht heeft ook indirecte ongunstige gevolgen voor de landbouwpra /14 tijken. De afname van de bewerkbaarheid en de berijdbaarheid van de bodem zijn de belang-
rijkste punten van bezorgdheid voor de Vlaamse landbouwers, aangezien beide essentieel zijn
voor optimale plant-, ploeg- en oogstactiviteiten. Natte bodems zakken gemakkelijk in en de
bodemstructuur is kwetsbaarder voor schade bij bewerking met machines of aanwezigheid
van vee. Dit kan onomkeerbare gevolgen hebben voor de bodemkwaliteit. Een ander belang-
rijk probleem is vertraging bij het zaaien en oogsten. Lagere temperaturen in natte bodems
leiden tot een vertraging van het kiemproces, en oogsten is niet mogelijk in bodems met een
lage draagkracht. Oogstvertraging vermindert de kwaliteit van het gras als veevoeder, aan-
gezien het eiwitgehalte daalt en het vezelgehalte toeneemt. Andere indirecte effecten treden
op in de wortelzone, waar anaërobe omstandigheden het chemisch evenwicht van de bode-
melementen wijzigen, en bodemmicro-organismen met de plantenwortels concurreren om
de beschikbare zuurstof en de opname van bepaalde voedingsstoffen beperken. Hoofdpunten Onkruid en
bacteriële en schimmelziekten kunnen een probleem vormen bij overvloedige regenval. 2.1
Inleiding Het vernatten van natuurgebieden heeft gevolgen voor de omliggende landbouwgronden. Tij-
dens droogteperiodes profiteren gewassen van een ondiep grondwaterpeil (Zipper et al. , 2015). Grondwater functioneert als een buffer die bodemvocht aanvult via capillaire stijging, wat in
sommige omstandigheden tot 50 % van de totale evapotranspiratie kan bedragen (Liu et al. ,
2016; Wu et al. , 2015). Gewassen met diepe wortels hebben toegang tot water diep in de bodem. Dat kan droogtestress verlichten, hoewel dit de verminderde wateropname in de oppervlakki-
ge bodem en de vaak hoge transpiratiebehoefte niet volledig compenseert (Rasmussen et al. , 2020). Ondiep grondwater kan droogtestress dus verlichten, maar waarschijnlijk niet volle-
dig compenseren. Té natte omstandigheden verminderen de gewasopbrengst dan weer door
een gebrek aan zuurstof in de wortelzone, waardoor de gewastranspiratie afneemt (Bartholo-
meus et al. , 2008). Een teveel aan bodemvocht belemmert ook de toegankelijkheid van het veld
voor bewerkingen zoals ploegen, spuiten, oogsten en de ziektedruk kan ook toenemen (Bakel
& Hoving, 2017). Het gebrek aan zuurstof in een (bijna) verzadigde bodem beïnvloedt tevens de
nutriëntencycli en de bodembiologie, wat weer gevolgen kan hebben voor de beschikbaarheid
en uitspoeling van nutriënten (Irmak & Rathje, 2008). Zuurstofstress veroorzaakt ernstigere
schade in de gewasfysiologie dan droogtestress, en de finale opbrengst vermindert drastisch
bij langdurige wateroverlast, en het herstel verloopt minder voorspoedig (Sojka et al. , 2005). Het vernatten van natuurgebieden heeft gevolgen voor de omliggende landbouwgronden. Tij-
dens droogteperiodes profiteren gewassen van een ondiep grondwaterpeil (Zipper et al. , 2015). Grondwater functioneert als een buffer die bodemvocht aanvult via capillaire stijging, wat in
sommige omstandigheden tot 50 % van de totale evapotranspiratie kan bedragen (Liu et al. ,
2016; Wu et al. , 2015). Gewassen met diepe wortels hebben toegang tot water diep in de bodem. Dat kan droogtestress verlichten, hoewel dit de verminderde wateropname in de oppervlakki- g
g
p
g
p
, 2020). Ondiep grondwater kan droogtestress dus verlichten, maar waarschijnlijk niet volle-
dig compenseren. Té natte omstandigheden verminderen de gewasopbrengst dan weer door
een gebrek aan zuurstof in de wortelzone, waardoor de gewastranspiratie afneemt (Bartholo-
meus et al. , 2008). Een teveel aan bodemvocht belemmert ook de toegankelijkheid van het veld
voor bewerkingen zoals ploegen, spuiten, oogsten en de ziektedruk kan ook toenemen (Bakel
& Hoving, 2017). 2.1
Inleiding Het gebrek aan zuurstof in een (bijna) verzadigde bodem beïnvloedt tevens de
nutriëntencycli en de bodembiologie, wat weer gevolgen kan hebben voor de beschikbaarheid
en uitspoeling van nutriënten (Irmak & Rathje, 2008). Zuurstofstress veroorzaakt ernstigere
schade in de gewasfysiologie dan droogtestress, en de finale opbrengst vermindert drastisch
bij langdurige wateroverlast, en het herstel verloopt minder voorspoedig (Sojka et al. , 2005). ”Te natte” omstandigheden in de wortelzone starten wanneer gewassen zuurstofstress
gaan ondervinden, dat wil zeggen wanneer de beschikbaarheid van zuurstof lager is dan
de zuurstofbehoefte van plantenwortels (Bartholomeus et al. , 2008; Broeke et al. , 2016). Kritische drempels voor zuurstof- (en water)stress zijn moeilijk vast te leggen, omdat er
meerdere factoren samen een rol spelen. De drempelwaarde voor bodemporositeit waarbij
zuurstofstress optreedt, is afhankelijk van bodemtype, bodemtemperatuur, gewaskenmer-
ken en ontwikkelingsstadium, en diepte onder het bodemoppervlak (Bartholomeus et al. , 2008). Wesseling et al. (1957) introduceerdeen een kritische waarde van 10 %, die nog
steeds vaak gebruikt wordt. Wesseling (1957) presenteert enkele bandbreedtes voor de mi- /15 Tabel 1: Minimale gasgevulde porositeit in de wortelzone voor enkele gewassen (Wesseling, 1957)
Gewas
Porositeit
Gras
0.06-0.10
Tarwe/haver
0.10-0.15
Gerst
0.15-0.20
Suikerbiet
0.15-0.20
Tabel 2: Gasgevulde porositeit bij veldcapaciteit (pF 2,7) van verschillende grondsoorten (Wesseling,
1957)
Bodemtextuur
Porositeit
Slibleem
0.13-0.15 / 0.10
Clay
0.12 - 0.15 / 0.18 / 0.115
Leem
0.11
Zandige kleileem
0.09-0.13
nimale luchtgevulde porositeit in de wortelzone voor een aantal gewassen (Table 1) en
een benadering van de luchtgevulde porositeit bij veldcapaciteit (Table 2). Hieruit blijkt
dat voor de meeste gewassen zuurstofstress optreedt bij een gasgevulde porositeit van
meer dan 10%. Noteer dat bij deze waarden geen rekening is gehouden met bijvoorbeeld
temperatuureffecten. Bartholomeus et al. (2008) stelden dat voor grasland 10 % te hoog
is voor kleiachtige bodems en lage bodemtemperaturen, en in het algemeen een over-
schatting is van de minimale gasgevulde porositeit, aangezien Wesseling et al. (1957) deze
hebben toegepast aan de onderkant van de wortelzone, waar deze kritische waarde ho-
ger is dan in het bovenste deel. Voor andere gewaskenmerken verschillende de kritische
grenzen wellicht. 2.2
Directe gevolgen De beschikbaarheid van zuurstof in de wortelzone hangt af van de fysische eigenschappen van
de bodem en de microbiële activiteit, die op haar beurt afhangt van de temperatuur, het water
en de voedingsstoffen. De vraag naar zuurstof varieert volgens de fysiologie van de plant, na-
melijk het gewastype, het ontwikkelingsstadium en de wortelverdeling (Gliński & Stępniewski,
1985). Onder geschikte omstandigheden halen plantenwortels voldoende zuurstof voor hun
ademhaling rechtstreeks uit de met lucht gevulde poriën in de bodem. Wanneer de bodem
echter natter wordt, wordt de lucht in de bodemporiën in toenemende mate vervangen door
water en vermindert de energievoorziening voor het metabolisme van de plant. Zuurstoftekort
in de bodem beïnvloedt de plantengroei door de wortelademhaling te beperken (Bartholo-
meus et al. , 2008). De wortelontwikkeling kan in dergelijke omstandigheden worden beperkt
of eerder stoppen, waardoor het transport van water en voedingsstoffen naar de bovenste
plantenorganen wordt beperkt, wat leidt tot een afname van de biomassa en dus een lagere
opbrengst (Kahlown et al. , 2005; Irmak & Rathje, 2008). De reactie van de scheuten omvat
vermindering van het chlorofylgehalte van de bladeren en sluiting van de huidmondjes, waar-
door de transpiratie en het transport van CO2 worden beperkt (Manik et al. , 2019; Sojka et al. , 2005). 2.1
Inleiding Tabel 1: Minimale gasgevulde porositeit in de wortelzone voor enkele gewassen (Wesseling, 1957)
Gewas
Porositeit
Gras
0.06-0.10
Tarwe/haver
0.10-0.15
Gerst
0.15-0.20
Suikerbiet
0.15-0.20
Tabel 2: Gasgevulde porositeit bij veldcapaciteit (pF 2,7) van verschillende grondsoorten (Wesseling,
1957)
Bodemtextuur
Porositeit
Slibleem
0.13-0.15 / 0.10
Clay
0.12 - 0.15 / 0.18 / 0.115
Leem
0.11
Zandige kleileem
0.09-0.13 nimale luchtgevulde porositeit in de wortelzone voor een aantal gewassen (Table 1) en
een benadering van de luchtgevulde porositeit bij veldcapaciteit (Table 2). Hieruit blijkt
dat voor de meeste gewassen zuurstofstress optreedt bij een gasgevulde porositeit van
meer dan 10%. Noteer dat bij deze waarden geen rekening is gehouden met bijvoorbeeld
temperatuureffecten. Bartholomeus et al. (2008) stelden dat voor grasland 10 % te hoog
is voor kleiachtige bodems en lage bodemtemperaturen, en in het algemeen een over-
schatting is van de minimale gasgevulde porositeit, aangezien Wesseling et al. (1957) deze
hebben toegepast aan de onderkant van de wortelzone, waar deze kritische waarde ho-
ger is dan in het bovenste deel. Voor andere gewaskenmerken verschillende de kritische
grenzen wellicht. Wanneer het bodemvocht in de wortelzone voortdurend toeneemt, raken bodems verzadigd. In verzadigde bodems zijn alle poriën gevuld met water en bedraagt de opgeloste zuurstof
in het water doorgaans ongeveer 5% (Moore et al. , 1998). In de aanwezigheid van microbiolo-
gische activiteit en een aanhoudend wateroverschot is de resterende zuurstof snel uitgeput,
waardoor wateroverlast ontstaat. ”Te natte” omstandigheden verwijzen daarom naar de toe-
stand waarin zuurstofstress optreedt, tot meer extreme omstandigheden zoals waterverzadi-
ging of overstroming. Effecten van te natte omstandigheden in gewassen, kunnen worden ingedeeld in directe en
indirecte effecten volgens de methodiek opgenomen in WaterVisie Landbouw (Bakel & Hoving,
2017; Broeke et al. , 2019; Broeke et al. , 2016). Directe effecten zijn gerelateerd aan verminderde
gewasgroei door onvoldoende zuurstof voor de ademhaling van planten en treden op binnen
het groeiseizoen. Indirecte effecten, eveneens opbrengstverlagend, treden binnen en buiten het
groeiseizoen op en zijn gerelateerd aan andere aspecten zoals bewerkbaarheid, zaaivertraging,
vermindering van de gewaskwaliteit en kwetsbaarheid voor plagen. Figuur 1 geeft een overzicht
van deze effecten. Dit hoofdstuk beschrijft daarom de directe en indirecte effecten van te
natte omstandigheden als gevolg van ondiepe grondwaterstanden op de gewasopbrengst en
de landbouwpraktijken. /16 Figuur 1: Directe en indirecte effecten van hoge grondwaterstanden op landbouwproductie en beheer
(Broeke et al. , 2019; Broeke et al. , 2016). 2.1
Inleiding Figuur 1: Directe en indirecte effecten van hoge grondwaterstanden op landbouwproductie en beheer
(Broeke et al. , 2019; Broeke et al. , 2016). 2.2.1
Verband tussen grondwater en opbrengst Opbrengstvermindering bij ondiepe grondwaterstanden is te wijten aan zuurstofgebrek in
de wortelzone, terwijl bij lagere grondwaterstanden de opbrengstvermindering wordt ver-
oorzaakt door watergebrek. De wisselwerking tussen grondwater en gewasopbrengst wordt
voornamelijk bepaald door de bodemtextuur en de weersomstandigheden (Feddes, 1971). De
waterretentiekenmerken van de bodem regelen de infiltratie door de wortelzone en de capil-
laire opstijging (Zipper et al. , 2015), terwijl jaarlijkse variaties in de weersomstandigheden de
relatie tussen grondwater en opbrengst veranderen (Feddes, 1971). In verschillende experimen-
ten die vanaf het midden van de twintigste eeuw in Nederland zijn uitgevoerd, is getracht de
invloed van de grondwaterstand op de gewasopbrengst te onderzoeken voor verschillende /17 bodemtexturen en gewassen. Visser (1959) ontwikkelde opbrengstafnamecurven als functie van de gemiddelde grondwa-
terstand voor de belangrijkste grondsoorten in Nederland (figuur 2). De afname van de op-
brengst bij een bepaalde grondwaterstand hangt sterk samen met het watervasthoudend
vermogen van de bodem. Bij ondiepe grondwaterstanden vertonen bodems met een goed
watervasthoudend vermogen (bv. kleigronden) een grotere opbrengstvermindering omdat er
meer zuurstofstress optreedt, terwijl bij diepe grondwaterstanden de droogtestress kleiner is
door de capillaire bijdrage. Het omgekeerde doet zich voor bij grovere bodemtexturen zoals
zandgronden. Veengronden zijn uitzonderlijk vanwege hun hoge organische stofgehalte, hun
fysische en hydraulische eigenschappen worden aanzienlijk gewijzigd door bodemafbraak bij
drainage (Liu & Lennartz, 2018). In figuur 2 vertonen ze een drastische opbrengstafname bij
kleine veranderingen in de grondwaterstand. De vorm van de curven kan echter aanzienlijk
variëren met het type gewas en discontinuïteiten in het bodemprofiel. Figuur 2: Opbrengstdaling als functie van de gemiddelde diepte van de grondwaterspiegel tijdens het
groeiseizoen voor verschillende bodemtypes (naar Visser (1958)) Figuur 2: Opbrengstdaling als functie van de gemiddelde diepte van de grondwaterspiegel tijdens het
groeiseizoen voor verschillende bodemtypes (naar Visser (1958)) Feddes (1971) formuleerde opbrengstcurven in functie van de grondwaterstandsdiepte, voor
vijf overschrijdingskansen in klei, zandleem en klei op zandleem, voor rodekool, aardappel
en sla. Figuur 3 geeft een aangepaste versie van het verband tussen opbrengst en grond-
waterdiepte voor aardappelen bij een overschrijdingskans van 90 % (elk jaar). De optimale
grondwaterstand, d.w.z. de diepte die de maximale opbrengst mogelijk maakt, is ongeveer 90
cm voor klei en klei op zandige leem, en 100 cm voor zandige leem. Bij deze grondwaterstan-
den kan jaarlijks een verse opbrengst van ongeveer 45 ton ha-1 of meer worden gehaald. Een
lager waterpeil zou leiden tot zuurstofstress en dus tot een lagere opbrengst. 2.2.1
Verband tussen grondwater en opbrengst Deze curven
verschillen sterk van die in figuur 2, vooral in het droge gedeelte van de curve, omdat geen
rekening is gehouden met neerslag, zodat het bodemwater alleen door capillaire opstijging
wordt geleverd. Ook Valk & Schoneveld (1963) evalueerden de invloed van grondwater op vijf gewassen, waar-
onder bloemkool, uien, gladiolen, kool en bieten, geteeld op drie grondsoorten, namelijk zware
klei op kleverige klei en op lichte fijne zandige klei, en lichte fijne zandige klei. Op de klei-
achtige bovengrond brachten grondwaterstanden boven 60 cm de gewasopbrengst voor de /18 Figuur 3: Afhankelijkheid van de verse aardappelopbrengst van de grondwaterstand gedurende het
groeiseizoen, voor klei, zandleem en klei op zandleem, bij 90 % kans op overschrijding van de opbrengst. Overgenomen van Feddes (1971). Figuur 3: Afhankelijkheid van de verse aardappelopbrengst van de grondwaterstand gedurende het
groeiseizoen, voor klei, zandleem en klei op zandleem, bij 90 % kans op overschrijding van de opbrengst. Overgenomen van Feddes (1971). meeste gewassen in gevaar, behalve voor gladiolen. In de lichte fijne zandige klei zorgden
grondwaterstanden hoger dan 120 cm al voor een daling van de opbrengst. Tijdens natte groeiseizoenen zijn gebieden met een ondiepe grondwaterstand gevoeliger voor
gevolgen voor de gewasopbrengst dan gebieden met een lagere grondwaterstand, vooral in
fijnkorrelige bodems. Feddes (1971) maakt een overzicht van de resultaten van eerdere ex-
perimenten, waaruit blijkt dat de optimale grondwaterstand in kleiachtige bodems en tuin-
bouwgewassen in droge jaren varieert van 60 tot 80 cm, terwijl het optimum in natte jaren
ongeveer 100 cm bedraagt. Voor zandleembodems varieert de optimale waarde tussen 100 cm
en 120 cm. Daarentegen vonden Zipper et al. (2015) dat ondiepe watertafels minder vaak op-
brengstverlies veroorzaakten door zuurstofstress in maïs dan wat een diepere watertafel zou
kunnen veroorzaken door waterstress, vooral in grofkorrelige bodems. Dit kwam vooral door-
dat overvloedige regenval in het natte jaar zeer vroeg in de vegetatieve periode plaatsvond,
waardoor de meeste planten zich konden herstellen. In het algemeen is er een wisselwerking
tussen droogtebestendigheid en zuurstofarmheid, vooral in fijnkorrelige bodems. Door het grondwater op een optimaal niveau te houden en daarmee de beschikbaarheid van
zuurstof in de wortelzone, kunnen hoge en stabiele opbrengsten worden bereikt. Het grond-
waterpeil heeft slechts een indirect effect op de groei van het gewas; het bodemvocht en dus
de zuurstofvoorziening in de wortelzone hebben een directe invloed op de opbrengst. 2.2.2
Effect op verschillende soorten gewassen Verschillende studies bij granen, waaronder maïs en tarwe, hebben aangetoond dat de piek
van de opbrengst wordt verkregen bij een waterdiepte van gemiddeld 1,5 m (Cavazza & Pisa,
1988; Kahlown et al. , 2005). Deze waarde kan echter niet algemeen worden toegepast op alle
klimaatomstandigheden, aangezien het ”optimale” grondwaterpeil varieert naar gelang van
de weersomstandigheden (Feddes, 1971). De opbrengst van maïs kan sterk worden beïnvloed
door de diepte van het grondwaterpeil omdat het gevoeliger is voor waterverzadiging, terwijl
zonnebloemen en tarwe grotere schommelingen in het waterpeil kunnen verdragen zonder
grote variaties in de opbrengst. Hoewel sommige gewassen zoals rijst overlevingsstrategieën
kunnen ontwikkelen zoals oppervlakkige beworteling of de ontwikkeling van wortelporositeit
(d.w.z. aerenchyma) (Armstrong et al. , 1991), zijn de meeste conventionele akkerbouwgewassen
gevoelig voor zeer natte omstandigheden en kan de opbrengst sterk verminderen, zelfs in zeer
korte bevochtigingsperioden. Tian et al. (2021) schatten dat wateroverlast in het algemeen een
opbrengstverlies van ongeveer 30 % kan veroorzaken door vermindering van het graangewicht,
de biomassa en de bladoppervlakte-index. De opbrengstvermindering varieerde echter tussen
de gewassen, de duur van de wateroverlast en het ontwikkelingsstadium. In deze meta-analyse
daalde de tarweopbrengst gemiddeld met 25 % vergeleken met 60 % bij katoen als gevolg van
de hogere gevoeligheid voor zuurstofstress, en in het algemeen was het voortplantingsstadium
gevoeliger dan het vegetatieve stadium. Aardappelen en maïs zijn zeer gevoelig voor weersomstandigheden. In de VS werd geschat
dat de maïsopbrengst tot 34 % kan dalen bij overvloedige regenval, wat verergert bij slecht
gedraineerde bodems (Li et al. , 2019). Daarnaast verergeren de negatieve effecten van de
beperkte beschikbaarheid van zuurstof als gevolg van wateroverlast tijdens de zomermaanden,
omdat hogere temperaturen leiden tot hogere ademhalingssnelheden en daarmee een hogere
zuurstofbehoefte. Table 3 toont de gemiddelde verse opbrengst van belangrijke akkerbouwgewassen in België in
2020 (STATBEL, 2022). Volgens de analyse van het grondgebruik in Vlaanderen (zie GIS-analyse
voor de identificatie van kerngewassen) zijn grasland en maïs de dominante gewassen op
slecht gedraineerde bodems, die respectievelijk ongeveer 50 % en 23 % van de landbouwgrond
uitmaken. Andere gewassen zoals aardappelen, wintertarwe en suikerbieten komen ook in zeer
kleine percentages voor. De Belgische landbouw is sterk gericht op vlees- en zuivelproductie. In
2017 waren er 35900 landbouwbedrijven in België, waarvan ongeveer 75 % permanent grasland
had en 50 % voedergewassen voor vee verbouwde (Dasselaar et al. , 2019). 2.2.1
Verband tussen grondwater en opbrengst Stati-
sche (bodemtextuur) en dynamische factoren (grondwaterstand en weer), en het soort gewas
en het fenologische stadium waarin het zich bevindt, moeten tegelijkertijd in aanmerking
worden genomen bij de besluitvorming. Daarom zijn de beheersbeslissingen volledig gewas-
en veldlocatiespecifiek (Zipper et al. , 2015; Bartholomeus et al. , 2008). /19 2.2.2
Effect op verschillende soorten gewassen Hieronder volgt
een meer gedetailleerde beschrijving van de effecten van te natte omstandigheden op de
opbrengst in deze vijf gewassen. 2.2.2.1
Grasland
Er zijn twee soorten grasland voor landbouw in Vlaanderen: blijvend en
tijdelijk. Louter teelttechnisch betekent de term ‘blijvend grasland’ dat een perceel meerdere
jaren na elkaar onder grasland blijft. De benaming blijvend en tijdelijk grasland wordt echter
ook gebruikt in de verzamelaanvraag in het kader van het gemeenschappelijk landbouwbeleid
(GLB). Meer informatie hierover kan je vinden op de website van het Dpt L&V. Blijvend grasland
is de tegenpool van tijdelijk grasland dat één tot een paar jaar in productie werd gehouden /20 Tabel 3: Gemiddelde opbrengst van de belangrijkste gewassen in België in 2020 (STATBEL, 2022)
Gewassen
Gemiddelde opbrengst (ton ha-1)
vroege aardappelen
38.3
bewaaraardappelen
43.7
korrelmaïs
10.8
voedermaïs
42.2
wintertarwe
8.7
suikerbieten
84.1
Tabel 4: Permanente en tijdelijke grassoorten aangeplant in België volgens ILVO (2022). Blijvend grasland
Droge stof opbrengst
(ton ha-1 jr-1 )
Engels raaigras (Lolium perenne)
10-15
Timothee (Phleum pratense)
11-16
Beemdlangbloem (Festuca pratensis)
10-15
Rietzwenkgras (Festuca arundinacea)
13-17
Tijdelijk grasland
Festulolium (Lolium + Festuca )
-
Hybride raaigras (Lolium x boucheanum Kunth)
10-16
Italiaans raaigras (Lolium multiflorum)
12-17
Westerwolds raaigras (Lolium multiflorum wes-
terwoldicum)
2 (slechts één snede per jaar) Tabel 3: Gemiddelde opbrengst van de belangrijkste gewassen in België in 2020 (STATBEL, 2022) alvorens de grasmat te vernietigen en al dan niet opnieuw in te zaaien met gras of een andere
teelt. Bij tijdelijk grasland vormt Italiaans raaigras (Lolium multiflorum) de belangrijkste soort. Permanente en tijdelijke graslanden zijn typisch een mengsel van verschillende grassoorten,
voornamelijk overblijvend raaigras (Lolium perenne), en soms peulvruchtensoorten zoals rode
en witte klaver (Trifolium pratense, trifolium repens) (Dasselaar et al. , 2019). In Vlaanderen vormen tijdelijk grasland en voedermaïs de belangrijkste voederproductie, ter-
wijl in Wallonië blijvend grasland het meest dominant is. De gemiddelde jaarlijkse droge stof
opbrengst van permanente graslanden schommelt tussen 8-12 ton ha-1 jr-1 terwijl voor tijde-
lijke graslanden de opbrengst varieert tussen 12-16 ton ha-1 jr-1 (Dasselaar et al. , 2019). De Belgische rassenlijst bevat vier soorten die voorkomen als blijvend grasland en vier die eer-
der gebruikt worden voor tijdelijk grasland, aangepast aan de Belgische omstandigheden en
meer geschikt om te maaien ILVO (2022). Gematigde meerjarige grassen verdragen verzadigde
omstandigheden beter dan akkerbouwgewassen, hoewel ze goed gedraineerde bodems nodig
hebben voor een duurzame productiviteit (Moore et al. , 1998). 2.2.2
Effect op verschillende soorten gewassen Meerjarig raaigras is de meest
dominante soort in Vlaanderen. Timothee en beemdlangbloem zijn minder belangrijk en wor-
den meestal toegevoegd aan grasmengsels. Rietzwenkgras en Italiaans raaigras zijn de meest
productieve grassen (tot 17 ton ha-1 jr-1 ), ook is Rietzwenkgras zeer tolerant voor droge en
natte omstandigheden en minder gevoelig voor ziekten, terwijl Timothee goed gedraineerde
omstandigheden vereist ILVO (2022). Di Bella et al. (2022) toonden aan dat bij sommige grassoorten zoals Koronivagras (Urochloa
humidicola), Dallisgras (Paspalum dilatatum), Rietzwenkgras (Festuca arundinacea) en Engels /21 raaigras (Lolium perenne) de afname van de wortel- en scheutbiomassa gering was onder
omstandigheden van 18 tot 21 dagen wateroverlast. Dankzij de toename van de wortelporo-
siteit of het aerenchym (tot 40 %) was de afname van de biomassa soms verwaarloosbaar. Ploschuk et al. (2017) evalueerden ook het herstelvermogen van voedergrassen. Kogelgras en
Rietzwenkgras herwonnen volledig de normale scheut- en wortelgroei na 15 dagen water-
overlast, terwijl andere grassoorten een progressieve daling in stomatale geleiding en netto
fotosynthese hadden tijdens de stressperiode, met minimale wortel- en scheutgroei. 2.2.2.2
Maïs
In België is kuilmaïs na gras het belangrijkste voeder voor vee. Het kuilmaïsare-
aal nam toe van 20000 ha in 1970 tot ongeveer 183159 ha in 2021, terwijl het graanmaïsareaal in
2021 48180 ha bereikte (ILVO, 2022; STATBEL, 2022). De landbouwopbrengsten kunnen oplopen
tot 14 ton ha-1 graan onder niet-limitatieve omstandigheden (volledige irrigatie en nutriënten),
maar kunnen veel lager liggen (1-2 ton ha-1) in minder ontwikkelde landen (Steduto et al. , 2012). In België is de gemiddelde graanopbrengst, gebaseerd op 15 rassen die in 2022 in de Belgi-
sche rassenlijst zijn opgenomen, 13 ton ha-1, terwijl de kuilopbrengst 21,4 ton ha-1 bedraagt
(gebaseerd op bijna 40 rassen) (ILVO, 2022). Maïs wordt beschouwd als het meest gevoelige gewas voor waterstress ten opzichte van tarwe
of sorghum (Steduto et al. , 2012), vanwege verschillen in hun groeiseizoen (zo komt droogte
vaker voor tijdens de bloeiperiode van maïs (zomer) dan van tarwe (winter)). De meest gevoe-
lige periode voor natte omstandigheden en wateroverlast bij maïs is de kiemfase (Guoping et
al. , 1988). Ren et al. (2014) rapporteerden dat de graanopbrengst onder 6 dagen wateroverlast
tijdens deze fase met meer dan 30 % afnam. In overstroomde omstandigheden kan de afna-
me groter zijn, tot 50 % opbrengstverlies onder 2 dagen overstroming (Guoping et al. , 1988). 2.2.2
Effect op verschillende soorten gewassen Hoewel de weerstand van het gewas tegen wateroverlast tijdens de andere ontwikkelingssta-
dia toeneemt, versterkt de duur van de wateroverlast de nadelige effecten ervan, waardoor
de opbrengst onder 9 dagen wateroverlast tot 80 % kan dalen (Tian et al. , 2021). Regenval kan een positieve of negatieve invloed hebben op de gewasopbrengst, afhankelijk
van de temperatuur, de intensiteit, de omstandigheden van de bodemdrainage, het grond-
waterniveau en het ontwikkelingsstadium van het gewas. Overmatige regenval die leidt tot
langdurige hoge bodemvochtigheid in de wortelzone kan leiden tot verschillende negatie-
ve effecten op de plantenmorfologie, de wortelactiviteit en de ademhaling, de hoeveelheid
graan per kolf en de uiteindelijke kuil- of graanopbrengst (Li et al. , 2019). Het jaar 2018 was
ongewoon droog, terwijl de zomer van 2021 de natste ooit in België was. 2016 kende uitzon-
derlijk zware regens in mei en juni, gevolgd door droge maanden in juli en augustus. De
impact op de opbrengst in deze jaren is te zien in onderstaande figuur. In 2016 lag de op-
brengst van snijmaïs aanzienlijk lager dan het gemiddelde voor de periode 2012-2021, terwijl
de opbrengst in 2021 met 5,4 % steeg, terwijl de maïsopbrengst in beide jaren dicht bij het
gemiddelde bleef. Op basis van het agrometeorologisch bulletin was de opbrengstverlaging
in 2016 vooral te wijten aan verstikking van het wortelstelsel en verzuring van de bodem tij-
dens de regenmaanden aan het begin van het seizoen, waardoor het gewas in de volgende
maanden kwetsbaarder werd voor droogte. De schijnbare algemene opbrengststijging in 2021
kan gedeeltelijk worden verklaard door het feit dat de extreme regenval vooral in het zuid-
oosten van België plaatsvond, terwijl het noorden normale weersomstandigheden kende. In /22 de regio’s met overvloedige regenval en vooral op slecht gedraineerde gronden was de maïs
geel en klein. Sommige plaatsen vertoonden ook schimmelziekten en logies. Figuur 4: Verse opbrengstvariatie voor korrelmaïs en snijmaïs van 2012 tot 2021 volgens STATBEL. De
gemiddelde opbrengst voor die periode is weergegeven in stippellijnen. Figuur 4: Verse opbrengstvariatie voor korrelmaïs en snijmaïs van 2012 tot 2021 volgens STATBEL. De
gemiddelde opbrengst voor die periode is weergegeven in stippellijnen. 2.2.2.3
Aardappel
De opbrengst aan verse knollen van geïrrigeerde velden varieert van 40
tot 50 ton ha-1, maar kan lager zijn in vochtige gebieden vanwege een hoger risico op ziekten
(Steduto et al. , 2012). 2.2.2
Effect op verschillende soorten gewassen In België beslaan aardappelen slechts 5 % van de totale landbouwgrond,
maar het is een belangrijk gewas van het land, met een gemiddelde opbrengst van ongeveer 43
ton ha-1 (STATBEL, 2022). Daarom zijn er veel inspanningen geleverd om de aardappelproductie
in het land te verhogen. Een voorbeeld is WatchITgrow, wat een geo-informatieplatform is
dat helpt bij het bepalen en verbeteren van aardappelopbrengsten op een duurzame manier
(Swayer et al. , 2019). Aardappelen zijn even gevoelig voor te natte of te droge omstandigheden vanwege hun ondie-
pe wortelsysteem, en kunnen niet meer dan 24 uur ondergelopen omstandigheden verdragen
(Swayer et al. , 2019) omdat de knollen in direct contact staan met de grond en vatbaarder zijn
voor rotting. Droogte en hittestress tijdens de knolvorming waren de dominante factoren in 79
% van de laagproductieve jaren binnen de periode 1947 - 2012 in België (Gobin, 2018). Niettemin
speelden wateroverlastomstandigheden een belangrijke rol in 49 % van de laagproductieve
jaren. De natte zomer in 2021 had in België geen grote invloed op het groeiseizoen van aard-
appel, wat blijkt uit een opbrengst die volgens STATBEL (2022) iets in de buurt komt van het
gemiddelde van 2012-2021. Het Agrometeorologisch Bulletin en Deronde (2021) meldden echter
dat de kwaliteit lager was als gevolg van ernstige ziektestress door meeldauw, de onmogelijk-
heid om fytosanitaire behandelingen toe te passen vanwege de geringe verhandelbaarheid,
en groeischeuren in de knollen in aanwezigheid van een hoge stikstofconcentratie. In 2016
belemmerden de aanhoudende natte omstandigheden in het voorjaar de goede wortelont-
wikkeling van het gewas met een verhoogd risico op waterstress tijdens de volgende droge
maanden. Deze radicale verschillen in weersomstandigheden veroorzaakten oogstproblemen
in aanwezigheid van harde stengels. Vochtige omstandigheden veroorzaakten ook een vroege
bloei en rotting in tijdelijk overstroomde gebieden. /23 Figuur 5: Variatie in de verse aardappelopbrengst van 2012 tot 2021 volgens STATBEL. De gemiddelde
opbrengst voor die periode is weergegeven in stippellijnen. Figuur 5: Variatie in de verse aardappelopbrengst van 2012 tot 2021 volgens STATBEL. De gemiddelde
opbrengst voor die periode is weergegeven in stippellijnen. 2.2.2.4
Wintertarwe
De graanopbrengst in een regenachtig gematigd klimaat kan variëren
van 4 tot 10 ton ha-1, en kan oplopen tot 15 ton ha-1 in koele omgevingen met een hoge
zonnestraling (Steduto et al. , 2012). In België bedraagt de gemiddelde opbrengst ongeveer 9
ton ha-1 (STATBEL, 2022). 2.2.2
Effect op verschillende soorten gewassen Volgens de weerrisicoanalyse van Gobin (2018) van de periode 1947
tot 2012 in België traden perioden van wateroverlast vooral op in het voorjaar, wat samen met
lage temperaturen tijdens het groeiseizoen zorgde voor lage opbrengsten in deze jaren. Op
basis van Gobin (2010) wordt verwacht dat het opbrengstverlies als gevolg van wateroverlast
ongeveer 5 % zal bedragen. Wateroverlast tijdens de vegetatieve periode kan bij wintertarwe een aanzienlijke opbrengst-
vermindering veroorzaken. Zuurstofstress gedurende slechts drie dagen kan de wortels al
beschadigen, wat leidt tot verplaatsing van de stengels (lodging) en vermindering van de
capaciteit voor de opname van voedingsstoffen, waardoor het aantal kiemplanten afneemt
(Steduto et al. , 2012). Vergeleken met andere wintergranen heeft wintertarwe het vermogen
om fysiologische aanpassingen te ontwikkelen tijdens voorbijgaande wateroverlast. Ploschuk
et al. (2018) rapporteerden dat wintertarwe tijdens 14 dagen waterlogging adventieve wortels
met 20 % aerenchym produceerde, zonder de fotosynthetische activiteit te verminderen. De
duur en het tijdstip waarop wateroverlast optreedt, beïnvloeden echter het herstelvermo-
gen van de plant. Wintertarwe bleek zich volgens San Celedonio et al. (2017) bijna volledig te
herstellen onder een waterverzadiging van maximaal 20 dagen in het vroege stadium (vóór
de bloei), terwijl het opbrengstverlies varieerde van 34 % tot 92 % als het plaatsvond in het
bloeistadium (Romina et al., 2014). Bij langdurige wateroverlast kunnen de wortels ernstig be-
schadigd raken en kan het gewas zich niet herstellen, zelfs niet als de wateromstandigheden
verbeteren (Steduto et al. , 2012). In tegenstelling tot lentegewassen zoals maïs en aardappelen is de opbrengst van wintertarwe
in België in de natte zomer van 2021 met 8,5 % gedaald ten opzichte van het gemiddelde, en
in 2016 met 22 % (STATBEL, 2022). Volgens de rapporten in het Agrometeorologisch Bulletin
was de opbrengstdaling in 2021 vooral te wijten aan het logeren als gevolg van de sterke wind
tijdens de extreme regenval, de vertraging bij het oogsten en het ontkiemen van de korrels. /24 Hetzelfde gebeurde in 2016, toen vertragingen bij de oogst als gevolg van natte omstandig-
heden leidden tot plaggen. Figuur 6: Variatie in de verse opbrengst van wintertarwe van 2012 tot 2021 volgens STATBEL. De
gemiddelde opbrengst voor die periode is weergegeven in de stippellijn. Figuur 6: Variatie in de verse opbrengst van wintertarwe van 2012 tot 2021 volgens STATBEL. De
gemiddelde opbrengst voor die periode is weergegeven in de stippellijn. 2.2.2
Effect op verschillende soorten gewassen 2.2.2.5
Suikerbiet
De verse opbrengst varieert gewoonlijk van 40 tot 60 ton ha-1, maar kan
oplopen tot 100 ton ha-1 onder optimale water- en voedingsomstandigheden (Steduto et al. ,
2012). In België bedraagt de gemiddelde opbrengst ongeveer 85 ton ha-1 (STATBEL, 2022). Sui-
kerbieten zijn zeer gevoelig voor watertekort in de eerste groeistadia. Zijn grootste waterbe-
hoefte doet zich voor aan het einde van de vegetatieperiode, wanneer de maximale bedekking
van het bladerdek is bereikt. Vroege overbewatering kan de bladontwikkeling remmen en voor-
tijdige bloei en vroege zaadproductie bevorderen. Een teveel aan water (bv. overbewatering) in
de buurt van de oogst verhoogt de opbrengst aan verse wortels, maar de suikerconcentratie
in de wortels kan afnemen (Steduto et al. , 2012). In België verklaarden periodes van herhaalde wateroverlast 86 % van de lage suikerbieten-
opbrengsten in de periode 1947-2012 (Gobin, 2018). De verwachte opbrengstverliezen werden
daarentegen geschat op ongeveer 12 % tot 27 % als gevolg van droogte (Gobin, 2010). Suiker-
bieten zijn een van de weinige gewassen die zich door hun diepe wortels gedeeltelijk kunnen
herstellen van droogte en hitte. Dit is bijvoorbeeld te zien in het droge jaar 2018, waar de
opbrengst vergelijkbaar was met het gemiddelde in tegenstelling tot andere voorjaarsgewas-
sen (STATBEL, 2022). In de natte zomer van 2021 presteerden suikerbieten ook veel beter dan
andere gewassen, het Agrometeorologisch Bulletin meldde dat ondanks enkele ziekten zoals
Pseudomonas, de bladontwikkeling zeer overvloedig was en tot de hoogste van het laatste
decennium behoorde. De zware regens en het gebrek aan zuurstof in de bodem leidden tot
een bleekheid van het loof, maar die herstelde zich geleidelijk aan aan het einde van de zo-
mer. De drastische weersveranderingen in 2016 leken echter meer invloed te hebben op het
groeiseizoen van de suikerbiet, waarschijnlijk door de ziektedruk in de natte maanden en de
daaropvolgende grotere kwetsbaarheid voor droogte. /25 Figuur 7: Variatie van de verse opbrengst van suikerbieten van 2012 tot 2021 volgens STATBEL. De
gemiddelde opbrengst voor die periode is weergegeven in de stippellijn Figuur 7: Variatie van de verse opbrengst van suikerbieten van 2012 tot 2021 volgens STATBEL. De
gemiddelde opbrengst voor die periode is weergegeven in de stippellijn 2.3
Indirecte effecten Indirecte gewasschade als gevolg van te natte omstandigheden houdt verband met vermin-
derde verhandelbaarheid en bewerkbaarheid, bodemaantasting, vertraging bij het zaaien en
vertraagde gewasgroei, ongedierte en onkruid. Deze factoren leiden uiteindelijk tot een ver-
mindering van de gewasopbrengst. In België werd 79 % van de lage opbrengsten bij maïs in
de periode 1947-2012 veroorzaakt door te laat planten en vertraagde gewasontwikkeling als
gevolg van een koud en nat voorjaar, terwijl wateroverlast tijdens de oogst 29 % van de lage
opbrengsten verklaarde. In het geval van aardappelen werd 43 % van de lage opbrengsten
veroorzaakt door wateroverlast, die leidde tot vertragingen bij het planten, knolschade of
moeilijke oogstwerkzaamheden (Gobin, 2018). 2.3.1
Beperkte draagkracht: begaanbaarheid, bewerkbaarheid en vertrapping Verplaatsbaarheid en bewerkbaarheid hebben betrekking op het vermogen van de bodem om
landbouwactiviteiten waarbij machines betrokken zijn, te ondersteunen zonder structurele
schade te veroorzaken (Müller et al. , 2011). Beide eigenschappen zijn essentieel voor optimale
plant-, ploeg- en oogstactiviteiten, en worden grotendeels beperkt door de vochtigheid van
de bodem. Waterarme bodems kunnen gemakkelijk instorten door vertrapping door versprei-
ding van kleideeltjes, vooral wanneer de concentratie natrium hoog is. De bodemstructuur
kan gemakkelijk worden beschadigd door de aanwezigheid van machines of vee (McDonald,
2021). In graslanden kunnen koeien de bodemstructuur beschadigen en de bodemverdichting
vergroten (vertrappingsverlies), wat leidt tot een verminderde infiltratiecapaciteit of capillai-
re stijging, minder beschikbare zuurstof en wortelgroeibeperkingen (Bakel & Hoving, 2017). De omvang van de schade is afhankelijk van de draagkracht van de bodem en kan worden
beperkt door gebruik te maken van gecontroleerde verkeerslandbouwsystemen. Kennis van het type gewas kan helpen om de vereiste bewerkbaarheid en berijdbaarheid te
bepalen, aangezien dit het gewicht bepaalt van de machines die worden gebruikt voor het /26 planten/zaaien en oogsten. In Nederland worden doorgaans zwaardere machines gebruikt
voor het planten van maïs en aardappelen, terwijl lichtere machines worden ingezet voor
wintertarwe of suikerbieten (Bakel & Hoving, 2017). Machines die worden gebruikt voor het
oogsten zijn veel zwaarder dan de machines die worden gebruikt bij het planten of zaaien,
wat resulteert in meer bodemverdichting in natte omstandigheden. Te natte omstandigheden
tijdens de oogstperiode zijn ernstiger omdat niet het hele veld geoogst kan worden of het
volgende gewas niet gezaaid kan worden. planten/zaaien en oogsten. In Nederland worden doorgaans zwaardere machines gebruikt
voor het planten van maïs en aardappelen, terwijl lichtere machines worden ingezet voor
wintertarwe of suikerbieten (Bakel & Hoving, 2017). Machines die worden gebruikt voor het
oogsten zijn veel zwaarder dan de machines die worden gebruikt bij het planten of zaaien,
wat resulteert in meer bodemverdichting in natte omstandigheden. Te natte omstandigheden
tijdens de oogstperiode zijn ernstiger omdat niet het hele veld geoogst kan worden of het
volgende gewas niet gezaaid kan worden. Anderzijds maakt kennis van het bodemtype het mogelijk het mechanische gedrag van de
bodem te bepalen bij veranderingen in het bodemvochtgehalte. De sterkte van de bodem is
sterk afhankelijk van het watergehalte en de dichtheid van de bodem, en dit bepaalt weer de
draagkracht van de bodem en de energie die nodig is voor grondbewerking (Müller et al. , 2011). 2.3.1
Beperkte draagkracht: begaanbaarheid, bewerkbaarheid en vertrapping De keuze van lichtere machines kan de
berijdbaarheid en bewerkbaarheid van deze bodems mogelijk maken (Müller et al. , 2011). 2.3.2
Vertraging bij het zaaien of oogsten Bodemtemperatuur en vochtgehalte zijn de belangrijkste omgevingsfactoren die de kieming
van gewassen bepalen. Gewassen hebben een bepaalde bodemtemperatuur nodig om te ont-
kiemen, die sterk varieert tussen soorten en zelfs binnen cultivars. Voor maïs bijvoorbeeld is
ten minste 10 °C nodig, wat normaliter in de laatste week van april gebeurt, terwijl wintertar-
we kan ontkiemen bij lagere temperaturen van ongeveer 5 °C (Singh & Dhaliwal, 1972). Natte
bodems warmen in het voorjaar langzamer op dan droge bodems, en hebben door de grote
warmtecapaciteit van het water langer nodig om af te koelen in het najaar (Bakel & Hoving,
2017). Alle gewassen zijn in het algemeen gevoeliger voor natte omstandigheden tijdens de kiem-
periode en de periode vóór de oogst (Moore et al. , 1998). Hoe groter de kans op natte om-
standigheden in het najaar, hoe groter de kans dat vroege rassen worden gekozen die min-
der opbrengen. Ook wordt bij wateroverlast in het voorjaar de zaaidatum uitgesteld en het
groeiseizoen korter (Van Oort et al. , 2012). Daarom is het bodemvochtgehalte, dat zowel de
bodemtemperatuur als de draagkracht beïnvloedt, een van de factoren die het begin van het
groeiseizoen bepalen. Anderzijds leidt oogstvertraging als gevolg van beperkte draagkracht
ertoe dat de volgende aanplant van gewassen wordt uitgesteld of zelfs geannuleerd. In Nederland werden de grootste negatieve opbrengstanomalieën bij aardappelen in de peri-
ode 1951 - 2010 verklaard door een nat begin van het groeiseizoen of een nat einde van het
groeiseizoen. De meeste lage opbrengsten waren te wijten aan te laat planten, vooral wanneer
de datum 30 april overschreed (Van Oort et al. , 2012). 2.3.1
Beperkte draagkracht: begaanbaarheid, bewerkbaarheid en vertrapping In cohesieve bodems kan de bodemsterkte als functie van het watergehalte worden beschreven
door de consistentie-index Ic, gebaseerd op de bovenste plastische grens (UPL) en onderste
plastische grens (LPL). Een waarde van 0,75 wordt gewoonlijk beschouwd als een grens voor
bewerkbaarheid, maar dit is niet noodzakelijk een drempel voor verhandelbaarheid. Lagere
waarden geven aan dat de grond te nat en gemakkelijk vervormbaar is (niet goed voor de
berijdbaarheid), terwijl hogere waarden aangeven dat de grond te droog is en vatbaar voor
scheuren en afbrokkeling (goed voor de berijdbaarheid) (Müller et al. , 2011). In onderstaande
figuur varieert het gravimetrische watergehalte van 0,15 kg kg-1 tot 0,50 kg kg-1 voor Ic = 0,75. Gronden met een lager kleigehalte veranderen hun mechanisch gedrag sneller bij variaties in
het watergehalte. Figuur 8: Consistentiediagram op basis van de onderste plastische grens (LPL) en de bovenste plasti-
sche grens (UPL) voor vijf typische bovengrondse substraten in Noordoost-Duitsland. De bodems A, B,
C, D en E hebben respectievelijk 15%, 20%, 30%, 40% en 50% klei. Aangepast van Müller et al. (2011)  Figuur 8: Consistentiediagram op basis van de onderste plastische grens (LPL) en de bovenste plasti-
sche grens (UPL) voor vijf typische bovengrondse substraten in Noordoost-Duitsland. De bodems A, B,
C, D en E hebben respectievelijk 15%, 20%, 30%, 40% en 50% klei. Aangepast van Müller et al. (2011) Aangezien de sterkte van de bodem verandert met het watergehalte, bepaalt de grondwa-
terstand de berijdbaarheid en bewerkbaarheid van een veld. De optimale grondwaterstand
varieert op zijn beurt met het bodemtype en de klimatologische omstandigheden. Een grond-
waterstand van minder dan 75 cm kan in het voorjaar voldoende zijn op zware moeras- Aangezien de sterkte van de bodem verandert met het watergehalte, bepaalt de grondwa-
terstand de berijdbaarheid en bewerkbaarheid van een veld. De optimale grondwaterstand
varieert op zijn beurt met het bodemtype en de klimatologische omstandigheden. Een grond-
waterstand van minder dan 75 cm kan in het voorjaar voldoende zijn op zware moeras- /27 gronden. In veengebieden zijn de grondwaterstanden vaak hoog en is de draagkracht van de
bodem onder standaard landbouwmachines gering. De keuze van lichtere machines kan de
berijdbaarheid en bewerkbaarheid van deze bodems mogelijk maken (Müller et al. , 2011). gronden. In veengebieden zijn de grondwaterstanden vaak hoog en is de draagkracht van de
bodem onder standaard landbouwmachines gering. 2.3.3
Bodemkwaliteit, tekorten aan voedingsstoffen en toxiciteit De snelheid van zuurstofdepletie hangt voornamelijk af van de bodemtemperatuur, maar
ook van organisch materiaal, zoutgehalte en pH, en plantenfactoren zoals groeistadium, voe-
dingsstoffen en aanpassingsvermogen (Moore et al. , 1998). Bij zuurstofgebrek kunnen micro-
organismen in de bodem met plantenwortels concurreren om de beschikbare zuurstof of de
beschikbaarheid en opname van bepaalde voedingsstoffen belemmeren. Bijgevolg is microbië-
le activiteit een van de factoren die zuurstofstress voor plantenwortels bepalen (Bartholomeus
et al. , 2008). Stikstof kan op verschillende manieren uit de bodem verdwijnen, via uitspoeling of via che-
mische processen. Zuurstoftekort in de bodem bevordert de afbraak van nitraat (denitrifica-
tie), waardoor mogelijk minder stikstof beschikbaar komt. Wateroverlast verhoogt meestal de
stikstofuitspoeling buiten de wortelzone, wat ook kan bijdragen tot stikstoftekorten (Irmak &
Rathje, 2008). Veranderingen in het redoxpotentieel, de pH van de bodem en de bodemtem-
peratuur zijn uiteindelijk van invloed op de omzetting en beschikbaarheid van stikstof (Kaur /28 et al. , 2020). Het kan nodig zijn stikstof in de bodem toe te voegen om deze verliezen te
compenseren. Ernstig beschadigde gewassen kunnen zich echter niet meer herstellen en de
toevoeging van stikstof is niet rendabel. et al. , 2020). Het kan nodig zijn stikstof in de bodem toe te voegen om deze verliezen te
compenseren. Ernstig beschadigde gewassen kunnen zich echter niet meer herstellen en de
toevoeging van stikstof is niet rendabel. Anderzijds verandert de afname van zuurstof de fysisch-chemische eigenschappen van de
bodem (figuur 10). Het reductiepotentieel van de bodem neemt onder waterige omstandig-
heden toe en verandert het chemisch evenwicht van elementen, die in hun ionische vorm in
de bodem-wateroplossing terechtkomen. Dit is het geval voor ijzer- en mangaanverbindingen,
die onder anoxische omstandigheden tot toxische niveaus kunnen stijgen (McDonald, 2021). Toxines kunnen zich ophopen in de bodem en anaerobe ademhaling kan potentieel scha-
delijke eindproducten zoals ethanol produceren. De pH van de bodem wordt ook verlaagd
door de accumulatie van vluchtige organische zuren en de hoge concentratie CO2 . Deze pro-
cessen veroorzaken een beperkte wortelgroei, omdat de wortels minder goed in staat zijn
voedingsstoffen uit de bodem te halen en dicht bij het oppervlak blijven waar meer zuurstof
is (Moore et al. , 1998). De algehele groei van het gewas komt in het gedrang door verminderde
kiemkracht, en vroegtijdige bladveroudering en steriele bloempjes (Manik et al. , 2019). 2.3.3
Bodemkwaliteit, tekorten aan voedingsstoffen en toxiciteit Meer gedetailleerde informatie over de chemie in verzadigde of erg natte bodems wordt toe-
gelicht in het volgende hoofdstuk Effect van grondwaterstand op de mobiliteit van nutriënten. Figuur 9: Verspreiding van gassen in goed gedraineerde bodems en erg natte bodems. Aangepast van
Moore et al. (1998). Figuur 9: Verspreiding van gassen in goed gedraineerde bodems en erg natte bodems. Aangepast van
Moore et al. (1998). 2.3.4
Onkruid Onkruid is een ongewenste plant die zeer goed bestand is tegen abiotische stress en die gewas-
sen en veeteelt verstoort. Zij ontstaan en ontwikkelen zich spontaan wanneer zij een geschikte
omgeving vinden. Landbouwonkruiden concurreren om middelen (licht, voedingsstoffen en
bodemvocht), kunnen de groei van gewassen fysiek belemmeren en afremmen, fungeren als
gastheer voor ongedierte en bevorderen ziekten (Schonbeck, 2022). Onkruid kan meer gewas- /29 verliezen veroorzaken dan andere biotische factoren (dierlijke plagen en ziekteverwekkers);
schattingen van de potentiële verliezen wereldwijd waren gemiddeld 33 %, met het hoogste
potentiële verlies bij maïs (40 %) (OERKE, 2005). Recentere schattingen van opbrengstverliezen
bedroegen ongeveer 28% (Vilà et al. , 2021). verliezen veroorzaken dan andere biotische factoren (dierlijke plagen en ziekteverwekkers);
schattingen van de potentiële verliezen wereldwijd waren gemiddeld 33 %, met het hoogste
potentiële verlies bij maïs (40 %) (OERKE, 2005). Recentere schattingen van opbrengstverliezen
bedroegen ongeveer 28% (Vilà et al. , 2021). Natte omstandigheden kunnen leiden tot een toename van ziekten en plagen, en kunnen
de groei van onkruid stimuleren. Andere plantensoorten, die beter zijn aangepast aan natte
omstandigheden en doorgaans minder worden gewaardeerd, kunnen de overhand nemen en
de gewasproductie verminderen. De aanwezigheid van planten als paddenbies (Juncus bufo-
nious), dobben (Rumex spp. ) en sedges (Carex) komt vaak voor in waterige omstandigheden
(Moore et al. , 1998). Veel grassoorten zoals Lolium, Brachiaria en Phalaris, die in akkerbouwge-
wassen als onkruid worden beschouwd, kunnen tijdelijke wateroverlast beter verdragen dan
landbouwgewassen omdat ze genen bezitten die gewoonlijk in waterplanten voorkomen (Krä-
hmer, 2016). Door deze eigenschap kunnen grassen wortelaanpassingen ontwikkelen die hen
in staat stellen te overleven onder natte omstandigheden. Onkruiden kunnen gedijen rond
gestreste gewassen omdat ze minder hoeven te concurreren om voedingsstoffen en ruimte. 2.3.6
Gewasschade en oogstkwaliteit 2.3.6
Gewasschade en oogstkwaliteit Een teveel aan water veroorzaakt rotting van oogstbare producten, vooral bij akkerbouwge-
wassen zoals aardappelen, waarbij de knollen in direct contact staan met de bodem. In het
geval van gras beperkt het begrazing voor een bepaalde periode (Bakel & Hoving, 2017) Een teveel aan water veroorzaakt rotting van oogstbare producten, vooral bij akkerbouwge-
wassen zoals aardappelen, waarbij de knollen in direct contact staan met de bodem. In het
geval van gras beperkt het begrazing voor een bepaalde periode (Bakel & Hoving, 2017) Volgens een krantenartikel uit augustus 2021 Times is de kwaliteit van de oogst van verschillen-
de vruchten, granen en groenten verminderd als gevolg van een vochtig voorjaar en constante
regenval in de zomer van 2021. De natte omstandigheden leidden tot indirecte effecten zoals
een slechte bestuiving van de bloemen, vooral bij peren, of schurftvorming bij appels, waar-
door het moeilijk is om aan de kwaliteitsnormen te voldoen. Bovendien bevorderen lange
natte perioden gevolgd door droge perioden de vorming van secundaire knollen naast de
hoofdknol, die de grootte en de vorm van de aardappelen wijzigen en er voor de klanten min-
der aantrekkelijk uitzien. Deronde (2021) wees erop dat de grote hoeveelheid neerslag, vaak
in combinatie met een hoog stikstofgehalte in 2021 een onevenredige knolgroei veroorzaakte
met als gevolg groeischeuren en holtes, vooral bij de cultivar Fontane. Sommige Fontane-
percelen vertoonden ook nieuwe bloei en knolgroei die leidde tot groene knollen tijdens de
oogst. Bij grassen zijn het eiwit- en vezelgehalte bepalend voor de kwaliteit. Het gehalte aan ruw
eiwit, dat efficiënter wordt opgenomen voor de vlees- en melkproductie, moet ten minste 7%
bedragen om aan de behoeften van de dieren te voldoen. Het vezelgehalte, hoewel fundamen-
teel voor het stimuleren van de pensfunctie, moet lager zijn dan 35 % voor zure detergente
vezels (ADF) en kleiner dan 50 % voor neutrale detergente vezels (NDF), om een goede ver-
teerbaarheid te hebben (Oregon State University, 2018). Met de rijpheid neemt het eiwit af
en de vezel toe. Bijgevolg hangt het optimale oogsttijdstip af van de gewenste kwaliteit en
hoeveelheid. Vroeg geoogst gras zal eiwitrijker zijn dan een laat geoogst gras, maar met een
lager biomassavolume. De oogsttijd wordt beïnvloed door het weer en de bodemgesteldheid:
de bodem moet droog genoeg zijn voor de machines om het veld te betreden of voor het vee
om te grazen (Oregon State University, 2018). 2.3.6
Gewasschade en oogstkwaliteit Daarom zal een oogstvertraging als gevolg van
hoge bodemvochtigheid de kwaliteit van het gras en de mogelijkheid om het op te slaan in
gevaar brengen. 2.3.5
Plagen en ziekten Tot de dierlijke plagen behoren insecten, mijten, slakken, vogels en zoogdieren. Ziekten om-
vatten schimmels, chromista, bacteriën en virussen (OERKE, 2005). Natte omstandigheden en
hoge temperaturen bevorderen de ontwikkeling van ziekten op gewassen veroorzaakt door
schimmelachtige organismen. Ziekten veroorzaakt door Phytium, Phytophthora en Alternaria
komen vaak voor bij nat weer. Deze ziekteverwekkers zijn gewoonlijk aanwezig in veel bodems,
maar worden schadelijk in extreem natte omstandigheden (IPM, 2017). Bepaalde insecten zoals
de Europese langpootmug (Tipula paludosa) en de vliegenplaag schimmelmuggen (Bradysia
en Lycoriella spp. ) worden aangetrokken door vochtige omstandigheden (Weiland, 2012). Het
is bekend dat dierlijke plagen en ziekten een potentieel gewasverlies veroorzaken van respec-
tievelijk ongeveer 19 % en 13 % (OERKE, 2005). Wortels en zaden zijn gevoeliger voor ziekten. Aangetaste planten vertonen een ondiep wor-
telstelsel, wortelrot, verdamping en een geelachtig of paars uiterlijk van de plant (Folnović,
2014). Pythium- en Phytophthora-soorten produceren sporen die zich in verzadigde grond ge-
makkelijk door water verplaatsen om nieuwe planten te infecteren. Van de Pythium-schimmel
is bekend dat hij wortelrot veroorzaakt in wintertarwe wanneer er sprake is van overmatige
bodemvochtigheid, omdat de plant kwetsbaarder is in de eerste weken na opkomst. Een an-
dere ziekte in overstroomde omstandigheden is *Peronospora sparsa *(valse meeldauw), die
ondergedompelde tarwebladeren kan aantasten (Byamukama & Ali, 2022). Deronde (2021) rapporteerde dat de permanente hoge vochtigheid en gematigde tempera-
turen in de zomer van 2021 leiden tot ernstige ziektestress in aardappelen in Vlaanderen,
Phytophthora en Alternaria werden op grote schaal waargenomen in aardappelvelden. Het
Agrometeorologisch Bulletin registreerde ook verschillende bacteriële en schimmelziekten in
gewassen zoals Pseudomona, Cercospora beticola, Rhizoctonia solani en Erwinia. /30 2.4
Referenties Armstrong, W., Justin, S. H. F. W., Beckett, P. M., & Lythe, S. (1991). Root adaptation to soil
waterlogging. Aquatic Botany, 39(1-2), 57-73. 10.1016/0304-3770(91)90022-w Armstrong, W., Justin, S. H. F. W., Beckett, P. M., & Lythe, S. (1991). Root adaptation to soil
waterlogging. Aquatic Botany, 39(1-2), 57-73. 10.1016/0304-3770(91)90022-w Bakel, J., & Hoving, I. (2017). Kennis over indirecte nat- en droogteschade bij gras en maïs voor
Waterwijzer Landbouw [STOWA.]. Bartholomeus, R. P., Witte, J.-P. M., van Bodegom, P. M., van Dam, J. C., & Aerts, R. (2008). Critical
soil conditions for oxygen stress to plant roots: Substituting the Feddes-function by a process-
based model. Journal of Hydrology, 360(1-4), 147-165. 10.1016/j.jhydrol.2008.07.029 Byamukama, E., & Ali, S. (2022). Implications of Excessive Soil Moisture for Disease Development /31 in Winter Wheat. Cavazza, L., & Pisa, P. R. (1988). Effect van watertafel diepte en wateroverlast op gewasop-
brengst. Agricultural Water Management, 14(1), 29-34. 10.1016/0378-3774(88)90057-1 Deronde, B. (2021). De impact van extreem weer op de aardappelteelt. Di Bella, C. E., Grimoldi, A. A., & Striker, G. G. (2022). A quantitative revision of the waterlogging
tolerance of perennial forage grasses. Crop and Pasture Science. 10.1071/cp21707 Feddes, R. A. (1971). Water, warmte en gewasgroei [Phdthesis]. Feddes, R. A. (1971). Water, warmte en gewasgroei [Phdthesis]. Folnović, T. (2014). Hoge vochtigheid verhoogt risico op gewasziekten. Gliński, J., & Stępniewski, W. (1985). Beluchting van de bodem en de rol daarvan voor planten. CRC Press. Gobin, A. (2010). Modellering van klimaateffecten op gewasopbrengsten in België. Klimaaton-
derzoek, 44(1), 55-68. 10.3354/cr00925 Gobin, A. (2018). Weersgerelateerde risico’s in de Belgische akkerbouw. Landbouwsystemen, 159,
225-236. 10.1016/j.agsy.2017.06.009 Guoping, C., Shixiao, Z., & Hongyou, Y. (1988). Studies over wateroverlast bij maïs en bescher-
mende maatregelen I. Effects of waterlogging at bud bursting stage on the emergence and ear-
ly growth of seedlings of corn. Acta Agriculturae Boreali-Sinica (China). ;author=Chen+Guoping%5 Hack-ten Broeke, M. J. D., Kroes, J. G., Bartholomeus, R. P., van Dam, J. C., de Wit, A. J. W.,
Supit, I., Walvoort, D. J. J., van Bakel, P. J. T., & Ruijtenberg, R. (2016). Kwantificering van de
impact van hydrologie op landbouwproductie als gevolg van te droge, te natte of te zoute
omstandigheden. BODEM, 2(3), 391-402. 10.5194/soil-2-391-2016 Hack-ten Broeke, M. J. D., Mulder, H. M., Bartholomeus, R. P., van Dam, J. C., Holshof, G., Ho-
ving, I. E., Walvoort, D. J. J., Heinen, M., Kroes, J. G., van Bakel, P. J. T., Supit, I., de Wit, A. 2.4
Referenties J. W.,
& Ruijtenberg, R. (2019). Kwantitatieve grondevaluatie geïmplementeerd in het Nederlandse
waterbeheer. Geoderma, 338, 536-545. 10.1016/j.geoderma.2018.11.002 ILVO. (2022). Grassen - Rassenlijst. ILVO. (2022). Grassen - Rassenlijst. ILVO. (2022). Rassenlijst voor voedergewassen en groenbedekkers. ILVO. (2022). Rassenlijst voor voedergewassen en groenbedekkers. ILVO. (2022). Vergelijkende tabel van kenmerken van grassoorten - Rassenlijst. IPM, U. (2017). Hoe ongedierte te beheren: Ongedierte in tuinen en landschappen: Waterbeheer
en plaagdierproblemen. Irmak, S., & Rathje, W. R. (2008). Plant Growth and Yield as Affected by Wet Soil Conditions
Due to Flooding or Over-Irrigation. /32 Kahlown, M. A., Ashraf, M., & Zia-Haq. (2005). Effect of shallow groundwater table on crop water
requirements and crop yields. Agricultural Water Management, 76(1), 24-35. 10.1016/j.agwat.2005.01.005 Kaur, G., Singh, G., Motavalli, P. P., Nelson, K. A., Orlowski, J. M., & Golden, B. R. (2020). Impacts and
management strategies for crop production in waterlogged or flooded soils: Een overzicht. Agronomy Journal, 112(3), 1475-1501. 10.1002/agj2.20093 Krähmer, H. (2016). Aanpassing van terrestrische onkruiden aan waterstress: Wateroverlast en
tijdelijke hypoxie. In Atlas of Weed Mapping (pp. 391-395). John Wiley & Sons, Ltd. 10.1002/9781118720691.ch34 Li, Y., Guan, K., Schnitkey, G. D., DeLucia, E., & Peng, B. (2019). Excessieve regenval leidt tot maïs
opbrengstverlies van een vergelijkbare omvang als extreme droogte in de Verenigde Staten. Global Change Biology, 25(7), 2325-2337. 10.1111/gcb.14628 Liu, H., & Lennartz, B. (2018). Hydraulische eigenschappen van veenbodems langs een bulk-
dichtheidsgradiënt - Een metastudie. Hydrologische Processen, 33(1), 101-114. 10.1002/hyp.13314 Liu, Z., Chen, H., Huo, Z., Wang, F., & Shock, C. C. (2016). Analyse van de bijdrage van grond-
water aan de evapotranspiratie in een aride irrigatiedistrict met ondiepe grondwaterspiegel. Agricultural Water Management, 171, 131-141. 10.1016/j.agwat.2016.04.002 Manik, S. M. N., Pengilley, G., Dean, G., Field, B., Shabala, S., & Zhou, M. (2019). Soil and Crop
Management Practices to Minimize the Impact of Waterlogging on Crop Productivity. Frontiers
in Plant Science, 10. McDonald, G. (2021). Wateroverlast - de wetenschap [Tekst. McDonald, G. (2021). Wateroverlast - de wetenschap [Tekst. Moore, G. A., Agriculture Western Australia, & National Landcare Program (W.A.). (1998). Soilgui-
de: a handbook for understanding and managing agricultural soils. Landbouw West-Australië. Müller, L., Lipiec, J., Kornecki, T. S., & Gebhardt, S. (2011). Verplaatsbaarheid en bewerkbaarheid
van bodems. In Encyclopedia of Agrophysics (pp. 912-924). Springer Nederland. 10.1007/978-90-
481-3585-1_176 OERKE, E.-C. (2005). Gewasverliezen door plagen. The Journal of Agricultural Science, 144(1),
31-43. 10.1017/s0021859605005708 Oregon State University, E. W. (2018). 2.4
Referenties Hoe dieren met een volle maag uit te hongeren. Ag -
Small Farms/Commercial Ag. Ploschuk, R. A., Grimoldi, A. A., Ploschuk, E. L., & Striker, G. G. (2017). Groei tijdens herstel
bewijst de wateroverlasttolerantie van voedergrassen. Crop and Pasture Science, 68(6), 574. 10.1071/cp17137 Ploschuk, R. A., Miralles, D. J., Colmer, T. D., Ploschuk, E. L., & Striker, G. G. (2018). Wateroverlast
van wintergewassen in vroege en late stadia: Impacts on Leaf Physiology, Growth and Yield. Frontiers in Plant Science, 9, 1863. 10.3389/fpls.2018.01863 Rasmussen, C. R., Thorup-Kristensen, K., & Dresbøll, D. B. (2020). Opname van water onder de Rasmussen, C. R., Thorup-Kristensen, K., & Dresbøll, D. B. (2020). Opname van water onder de
/33 /33 grond onder de 2 m verlicht de droogterespons niet bij diepgewortelde cichorei (Cichorium
intybus L.). Plant en Bodem, 446(1), 275-290. 10.1007/s11104-019-04349-7 Ren, B., Zhang, J., Li, X., Fan, X., Dong, S., Liu, P., & Zhao, B. (2014). Effecten van wateroverlast op
de opbrengst en groei van zomermaïs onder veldomstandigheden. Canadian Journal of Plant
Science, 94(1), 23-31. 10.4141/cjps2013-175 San Celedonio, R. P., Abeledo, L. G., Mantese, A. I., & Miralles, D. J. (2017). Differential root and
shoot biomass recovery in wheat and barley with transient waterlogging during preflowering. Plant en Bodem, 417(1), 481-498. 10.1007/s11104-017-3274-1 Schonbeck, M. (2022). Een ecologisch begrip van onkruid. eOrganic. Schonbeck, M. (2022). Een ecologisch begrip van onkruid. eOrganic. Singh, N. T., & Dhaliwal, G. S. (1972). Effect van de bodemtemperatuur op de opkomst van
zaailingen in verschillende gewassen. Plant and Soil, 37(2), 441-444. Sojka, R. E., Oosterhuis, D. M., & Scott, H. D. (2005). Root Oxygen Deprivation and the Reduction
of Leaf Stomatal Aperture and Gas Exchange. In Handbook of Photosynthesis (2e editie) (p. 17). STATBEL. (2022). Land- en tuinbouwbedrijven. Steduto, P., Hsiao, T. C., Fereres, E., & Raes, D. (2012). Crop yield response to water. Voedsel- en
Landbouworganisatie van de Verenigde Naties. Swayer, G., Oligschläger, C., Khabarov, N., & Tassa, A. (2019). Aardappelen telen in België (p. 71). Tian, L., Zhang, Y., Chen, P., Zhang, F., Li, J., Yan, F., Dong, Y., & Feng, B. (2021). How Does
the Waterlogging Regime Affect Crop Yield? Een wereldwijde meta-analyse. Frontiers in Plant
Science, 12, 634898. 10.3389/fpls.2021.634898 Times, T. B. (2021). Slechte weersomstandigheden eisen tol van de Belgische productie van
voedingsgewassen. Valk, van der G. G. M., & Schoneveld, J. A. (1963). 2.4
Referenties *Invloed van grondwaterstand op de produktie
van enkele gewassen op klei- en zavelgronden [*Techreport]. van den Pol-van Dasselaar, A., Bastiaansen-Aantjes, L., Bogue, F., O’Donovan, M., & Huyghe, C. (2019). Grassland Use in Europe A Syllabus for Young Farmers. Quae. Van Oort, P. A. J., Timmermans, B. G. H., Meinke, H., & Van Ittersum, M. K. (2012). Key weather
extremes affecting potato production in The Netherlands. European Journal of Agronomy,
37(1), 11-22. 10.1016/j.eja.2011.09.002 Vilà, M., Beaury, E. M., Blumenthal, D. M., Bradley, B. A., Early, R., Laginhas, B. B., Trillo, A., Dukes, J. S., Sorte, C. J. B., & Ibáñez, I. (2021). Understanding the combined impacts of weeds and climate
change on crops. Environmental Research Letters, 16(3), 034043. 10.1088/1748-9326/abe14b Visser, W. C. (1958). De Landbouwwaterhuishouding in Nederland. Comm. Onderz. Landb. Wa- /34 terhuishouding. Ned. TNO, 1, 231 ,. Visser, W. C. (1959). Gewasgroei en beschikbaarheid van vocht. Journal of the Science of Food
and Agriculture, 10(1), 1-11. 10.1002/jsfa.2740100101 Weiland, J. E. (2012). Relaties tussen bodem en plaag. Wesseling, J. (1957). Enige aspecten van de waterbeheersing in landbouwgronden. Staatsdruk-
kerij Uitgeverijbedrijf. Wesseling, J., Wijk, W. R., Fireman, M., Woudt, B. D., & Hagan, R. M. (1957). Land Drainage in
Relatie tot Bodems en Gewassen. In Drainage of Agricultural Lands (pp. 461-578). John Wiley &
Sons, Ltd. 10.2134/agronmonogr7.c5 Wu, Y., Liu, T., Paredes, P., Duan, L., & Pereira, L. S. (2015). Watergebruik door een grondwateraf-
hankelijke maïs in een semi-aride regio van Binnen-Mongolië: Evapotranspiratie partitionering
en capillaire stijging. Agricultural Water Management, 152, 222-232. 10.1016/j.agwat.2015.01.016 Zipper, S. C., Soylu, M. E., Booth, E. G., & Loheide II, S. P. (2015). Untangling the effects of shallow
groundwater and soil texture as drivers of subfield-scale yield variability. Water Resources
Research, 51(8), 6338-6358. 10.1002/2015WR017522 /35 /35 1.1
Inleiding Een GIS-analyse op basis van de beschikbare bodem- en gewaskaarten van Vlaanderen werd
uitgevoerd om de interessante gebieden te identificeren. De locaties waar het waterpeil van
nature hoog is, zouden door hun slechte drainage normaal gezien meer last hebben van
een hoog grondwaterpeil. Slecht gedraineerde bodems werden gedefinieerd volgens de
drainageklassen in de Belgische Bodemkaart. De dominante bodemtypes en bodembedek-
kingsvormen in deze gebieden maken het mogelijk de meest relevante gewassen en bodem-
types te selecteren voor de modellering. De identificatie van deze gebieden maakt het ook
mogelijk om landbouwers te identificeren en contacteren zodat ze hun waardevolle feedback
konden geven op de aanpak van dit project. De dominante gewassen in slecht gedraineerde bodems werden als volgt geïdentificeerd: 1. Groeperen van bodemtypes in een categorie “slecht gedraineerde bodems” op basis van
de drainageklassen gegeven in de Belgische Bodemkaart. 2. Extraheren van de gebieden met bodems die voldoen aan deze definitie van slecht ge-
draineerde bodems. 3. Landgebruik in die slecht gedraineerde gebieden nagaan via landgebruikskaart. 4. Resulterende gecombineerde kaart analyseren binnen elkeVlaamse provincie om het are-
aal gewassen per provincie in slecht gedraineerde gronden te bekomen. 1.2.1
Digitale bodemkaart van het Vlaamse Gewest 1.2.1 De bodemkaart van België is gedefinieerd volgens de bodemtextuur, de drainageklasse en
de profielontwikkeling. De bodemreeksen en hun notatie worden vastgesteld op basis van
de combinatie van deze klassen. De textuurklassen zijn gebaseerd op de relatieve klei-, slib-
en zandfracties. De drainageklassen werden bepaald door de diepte waarop redox-vlekken
en/of reductiekleuren voorkomen tijdens de opmaak van de bodemkaarten. De bodempro-
fielontwikkelingsklassen zijn gebaseerd op de visuele identificatie van bodemhorizonten. De
Vlaamse regio telt meer dan 4000 verschillende bodemtypes (Dondeyne et al. , 2014). De zeven Belgische textuurklassen zijn ruimer dan die welke in het standaard bodemtaxo-
nomiesysteem van het USDA zijn gedefinieerd. Er zijn ook verschillen in het bereik van de
deeltjesgrootte voor de categorieën silt en zand. Naast de zeven hoofdklassen zijn drie extra
klassen gedefinieerd voor speciale gevallen, namelijk G voor grind, V voor verzadigde veen-
gronden door grondwater en W voor verzadigde veengronden door regenwater. Figuur 10: Textuurklassen volgens de Belgische textuurklassen (A) en USDA textuurklassen (B). Aange-
past van Dondeyne et al. (2014). Figuur 10: Textuurklassen volgens de Belgische textuurklassen (A) en USDA textuurklassen (B). Aange-
past van Dondeyne et al. (2014). Er zijn zes drainageklassen met diep grondwater en drie klassen met ondiep grondwater
(Table 5). Onderscheid in diepte van voorkomen van redoxvleken (mottling) en reductiekleuren
wordt gemaakt tussen de lemige en kleiige texturen en de zandige texturen. Tenslotte zijn er
elf categorieën van bodemprofielontwikkeling. Zo verwijst een bodemtype Pca naar een lichte
zandige leem (P), matig goed gedraineerd (c) en een profielontwikkeling die overeenkomt met
een B-horizont (a). 1.2
Methodologie De analyse gebeurde aan de hand van bodem- en landgebruikskaarten van Geopunt Vlaande-
ren met de software QGIS 3.22. De Digitale Bodemkaart van het Vlaamse Gewest (VPO, 2017),
schaal 1:20000, bevat de bodemtextuur volgens de Belgische textuurklassen, de drainageklasse
en de profielontwikkeling van de bodem. De Landbouwgebruikspercelenkaart (LV, 2016) bevat
het overzicht van de percelen met landbouwgebruik, beboste gebieden en landbouwinfra-
structuur. We gebruikten de landbouwgebruikskaarten van 2018, 2019, 2020 en 2021 om de
gemiddelde gewasoppervlakte te schatten van de teelten die voorkomen in natte bodems. Al deze informatie wordt beheerd door de Databank Ondergronden Vlaanderen (DOV) en
kunnen ook daar geconsulteerd worden. Daarnaast vroegen we de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM) om de locatie van gebieden waar
vernatting op de agenda staat in het kader van de Blue deal door te geven. Ze bezorgden ons
vier Blue Deal vlaggenschip-projecten: Duinencomplex, Zwarte beek, Kleine Nete en Rivierher-
stel Leie. /36 Dominante bodem- en gewastypes in slecht gedraineerde bodems 1.2.3
Dominante bodem- en gewastypes in slecht gedraineerde bodem Alle gebieden met een slechte tot zeer slechte drainage (klassen h, i, e, f , g) en combinaties
van deze klassen werden beschouwd als slecht gedraineerde gebieden. De landgebruikskaart
voor elk jaar (2018-2020) werd doorsneden met deze laag van slecht gedraineerde bodems. 1.2.2
Percelen voor agrarisch gebruik De kaart met landbouwpercelen bevat dertien hoofdcategorieën, waarvan er acht overeen-
komen met akkerbouwgewassen (Table 6). Elke categorie omvat verscheidene meer gedetail-
leerde subcategorieën van gewassen. /37 /37 Tabel 5: Drainageklassen en symbolen volgens de legenda van de bodemkaart van België (Dondeyne
et al., 2014)
Symbool
Definitie
Diepte van voorkomen (cm)
Zand en klei (A, L, E, U)
Zandtexturen (A, S, P)
Redoxvlekken ReductiekleurenRedoxvlekken Reductiekleuren
Geen grondwater binnen 125 cm van het bodemoppervlak
a
Overmatig ge-
draineerd
-
-
>120
-
b
Goed
gedrai-
neerd
-
-
90-120
-
c
Matig goed ge-
draineerd
>80
-
60-90
-
d
Onvolmaakt
gedraineerd
50-80
-
40-60
-
h
Slecht gedrai-
neerd
20-50
-
20-40
-
i
Zeer slecht ge-
draineerd
0-20
-
-
-
Grondwater aanwezig binnen 125 cm van het bodemoppervlak
e
Slecht gedrai-
neerd
20-50
>80
20-40
>100
f
Zeer slecht ge-
draineerd
0-20
40-80
0-20
50-100
g
Zeer slecht ge-
draineerd
0
<40
0
<50 Tabel 5: Drainageklassen en symbolen volgens de legenda van de bodemkaart van België (Dondeyne
et al., 2014) Tabel 6: Gewascategorieën op de kaart van de percelen met agrarisch gebruik. Categorie
Gewas
Aardappelen
Vroege
aardappelen,
bewaaraardappelen
en
pootaardappelen
Fruit en noten
Peer, appel, aardbeien... Granen, zaden en peulvruchten
Wintertarwe, zomertarwe, wintergerst, ... Grasland
Grasland, natuurlijk grasland, graszoden, ... Groenten, kruiden en sierplanten
Witlofwortel, uien, bloemkool, spruitjes, spinazie,
wortel, slasoorten, ... Houtige gewassen
Loofbomen, populieren, bos- en randplanten, ... Landbouwinfrastructuur
Stallen en loodsen
Maïs
Kuilmaïs en korrelmaïs
Andere gewassen
Gesneden rogge, bloemenmix, tabak... Suikerbiet
Vlas en hennep
Voer
Grasklaver, grasluzerne, luzerne, voederbieten, ... Water Tabel 6: Gewascategorieën op de kaart van de percelen met agrarisch gebruik. Grasklaver, grasluzerne, luzerne, voederbieten, ... /38 1.3
Resultaten Onderstaande figuur toont de gebieden met slechte drainage in Vlaanderen in het grijs, sa-
men met de locatie van de vier Blue Deal-vlaggenschipprojecten zoals aangeleverd door VMM. De meeste gronden met een lage drainagecapaciteit of waar de grondwaterstand ondiep is,
bevinden zich in de provincie Antwerpen en sommige delen van West-Vlaanderen en Limburg. De dominante bodemtexturen in deze bodemtypes zijn zandige leem (24 %) en lemig zand
(20 %). Lichte zandleem, zand en klei beslaan elk ongeveer 14 % van het gebied. Andere tex-
tuurklassen komen in minder dan 3 % van het gebied voor. De dominante bodemtexturen in deze bodemtypes zijn zandige leem (24 %) en lemig zand
(20 %). Lichte zandleem, zand en klei beslaan elk ongeveer 14 % van het gebied. Andere tex-
tuurklassen komen in minder dan 3 % van het gebied voor. De dominante bodemtexturen in deze bodemtypes zijn zandige leem (24 %) en lemig zand
(20 %). Lichte zandleem, zand en klei beslaan elk ongeveer 14 % van het gebied. Andere tex-
tuurklassen komen in minder dan 3 % van het gebied voor. De volgende figuur toont het 4-jaarlijkse (2018 - 2021) gemiddelde areaal van elk gewas per
provincie, volgens de in Table 6 opgenomen gewascategorieën. Het totale teeltareaal op slecht
gedraineerde gronden bedraagt ongeveer 123970 ha. De dominante gewascategorieën in al-
le provincies zijn grasland, maïs en aardappelen. Antwerpen heeft de grootste oppervlakte
grasland en maïs in Vlaanderen, terwijl aardappelen vooral in West-Vlaanderen voorkomen
op natte gronden. Ook groenten en granen worden vooral in West-Vlaanderen geteeld. Uit het vierjaarlijkse gemiddelde van het areaal, blijkt ook dat van het totale bebouwde are-
aal op slecht doorlatende gronden, grasland en natuurlijk grasland bijna de helft beslaan. Kuilmaïs is het tweede gewas dat in deze gebieden wordt geteeld (18 %), terwijl industrie-
aardappelen, korrelmaïs, klaver en wintertarwe een vergelijkbaar percentage (4-5 %) delen. Suikerbieten en peren komen eerder weinig voor op natte gronden. In totaal, is 72 % van het areaal slecht gedraineerde bodems bedekt met natuurlijk of ge-
cultiveerd gras en voedergewassen, waaruit blijkt dat de belangrijkste economische activiteit
in deze gebieden de veehouderij is. Dit is logisch aangezien akkerbouwgewassen niet goed /39 Figuur 11: Dominante bodemtextuurklassen in slecht gedraineerde bodems in Vlaanderen. De waarde
bovenaan elke staaf vertegenwoordigt de oppervlakte in hectare. Figuur 11: Dominante bodemtextuurklassen in slecht gedraineerde bodems in Vlaanderen. De waarde
bovenaan elke staaf vertegenwoordigt de oppervlakte in hectare. 1.5
Referenties Dondeyne, S., Vanierschot, L., Langohr, R., Ranst, E. V., & Deckers, J. (2014). De bodemkaart van
het Vlaamse Gewest omgezet naar de 3e editie van de World Reference Base for soil resources. 10.13140/2.1.4381.4089 LV, D. (2016). Landbouwgebruikspercelen. LV, D. (2016). Landbouwgebruikspercelen. LV, D. (2016). Landbouwgebruikspercelen. VPO. (2017). Digitale bodemkaart van het Vlaams Gewest: bodemtypes VPO. (2017). Digitale bodemkaart van het Vlaams Gewest: bodemtypes 1.4
Conclusie De GIS-analyse op basis van de beschikbare bodem- en grondgebruikskaarten gaf een eer-
ste idee van de dominante gewassen en bodemtypes in slecht gedraineerde gebieden. De
meest dominante gewassen waren grasland, maïs, aardappelen, wintertarwe. We nemen ook
een minder voorkomend gewas mee, nl. suikerbieten. De dominante bodemtexturen waren
zandleem, lemig zand en zand. Aangezien ongeveer 72 % van het gebied bedekt is met gras
en voedergewassen, is de belangrijkste economische activiteit in deze gebieden de veehou-
derij. Deze resultaten geven een goed overzicht van de bodemkenmerken en de landbouw
op slecht gedraineerde bodems, voor modelleringsdoeleinden en om geïnteresseerde partijen
aan te spreken. 2
Modelkader om het effect van de grondwaterstand op de land-
bouwpraktijk te evalueren 2
Modelkader om het effect van de grondwaterstand op de land-
bouwpraktijk te evalueren 1.3
Resultaten Figuur 11: Dominante bodemtextuurklassen in slecht gedraineerde bodems in Vlaanderen. De waarde
bovenaan elke staaf vertegenwoordigt de oppervlakte in hectare. Figuur 12: 4-jaarlijkse (2018 -2021) gemiddelde oppervlakte van gewassen geteeld in slecht gedraineerde
gebieden over Vlaanderen per provincie. Figuur 12: 4-jaarlijkse (2018 -2021) gemiddelde oppervlakte van gewassen geteeld in slecht gedraineerde
gebieden over Vlaanderen per provincie. /40 Figuur 13: Dominante gewassen op slecht gedraineerde bodems in Vlaanderen op basis van een 4-jarig
gemiddelde voor alle provincies samen. Figuur 13: Dominante gewassen op slecht gedraineerde bodems in Vlaanderen op basis van een 4-jarig
gemiddelde voor alle provincies samen. groeien op slecht gedraineerde gronden, waar bodemverzadiging of waterverzadiging kan op-
treden (Effect van grondwaterstanden en wateroverlast op teeltfactoren ). Als we kijken naar
de locatie van de Flagships-projecten, zijn grasland en maïs (meestal kuilmaïs) de belangrijkste
gewassen, wat ook verband houdt met veehouders. Figuur 14: Landbouwgebruik in slecht gedraineerde bodems ter plaatse van de Blue Deal Flagships
projecten. Figuur 14: Landbouwgebruik in slecht gedraineerde bodems ter plaatse van de Blue Deal Flagships
projecten. /41 2.1
Inleiding De belangrijkste doelstelling van dit project is het bepalen van de impact van de grondwater-
standen op conventionele landbouwgewassen in Vlaanderen. We gebruiken daarvoor dezelfde
modelinstrumenten als de Nederlandse Waterwijzer Landbouw: het bodemwatertransportmo-
del SWAP, gekoppeld aan het gewasmodel WOFOST. Het gekoppelde instrument houdt niet
alleen rekening met droogtestress op planten, maar ook met zuurstofstress onder te natte
omstandigheden. Bovendien kunnen indirecte effecten op zaai-, maai- of oogsttijden worden
gekwantificeerd. SWAP-WOFOST is de afgelopen decennia uitgebreid geverifieerd. De numerieke oplossingen
van SWAP werden ook vergeleken met analytische oplossingen. Een overzicht van enkele
validatie- en gevoeligheidsanalyses is te vinden in Heinen et al. (2021). Sinds de start van de
‘Waterwijzer Landbouw’-tool in 2015 werden de modelinstrumenten voortdurend verder ont-
wikkeld en verbeterd. Een recente validatie op regionale en lokale schaal voor gras en voeder-
maïs vergeleek de gesimuleerde gewasontwikkeling en transpiratiereductie met succes met
NDVI-waarden gemeten met satellieten (Mulder et al. , 2021). Aangezien het model uitgebreid is getest in vergelijkbare Nederlandse omstandigheden die
representatief zijn voor tenminste een deel van Vlaanderen, hebben we ons gericht op het /42 aanpassen van de invoergegevens aan de Vlaamse omstandigheden (weer, bodem en grond-
waterstand) en op het valideren van de gesimuleerde opbrengsten met historische, lokale
opbrengstgegevens van verschillende wetenschappelijke proeven. Gewasparameters werden
daarbij niet gewijzigd. aanpassen van de invoergegevens aan de Vlaamse omstandigheden (weer, bodem en grond-
waterstand) en op het valideren van de gesimuleerde opbrengsten met historische, lokale
opbrengstgegevens van verschillende wetenschappelijke proeven. Gewasparameters werden
daarbij niet gewijzigd. Important De inhoud van dit hoofdstuk is grotendeels ontleend aan het rapport Waterwijzer Land-
bouw (Werkgroep Waterwijzer Landbouw, 2018) en de SWAP 4 handleiding (Kroes et al. ,
2017). 2.2
Het SWAP-WOFOST-model SWAP (Soil, Water, Atmosphere and Plant) is een 1-D model dat het verticale transport van
water, vaste stoffen en warmte in de onverzadigde en verzadigde zone simuleert, in inter-
actie met de gewasgroei (Kroes et al. , 2017; Dam et al. , 2008). SWAP maakt het mogelijk
om waterfluxen van en naar omgeving te beschouwen, zoals afvoer naar sloten, drains en
andere oppervlaktewateren. De gewasgroeimodule WOFOST (World Food Studies; De Wit et
al. (2020)) is in SWAP geïntegreerd om de fenologische ontwikkeling, groei en opbrengst van
akkerbouwgewassen te beschrijven. De belangrijkste invoer bestaat uit weergegevens, grondwaterstanden en bodem- en gewas-
kenmerken. De output van het model bestaat uit tijdreeksen van water- (en oplosbaarheids-)
balansen en de droge stofontwikkeling van het gewas. Daarnaast wordt het optreden van
verschillende stresstypes gedurende het groeiseizoen gekwantificeerd. SWAP-WOFOST is in Nederland ontwikkeld door Wageningen Universiteit en Research en is
vrij beschikbaar op https://www.swap.alterra.nl. De modelversie voor dit project is verstrekt
door Wageningen Universiteit en Research uit de tool Waterwijzer Landbouw. 2.2.1
Transport van bodemwater /44 • De bodemtemperatuur wordt gesimuleerd als een diffusieproces. • De bodemtemperatuur wordt gesimuleerd als een diffusieproces. • Irrigatie kan worden beschouwd en geoptimaliseerd met SWAP, maar in deze studie is
irrigatie buiten beschouwing gelaten. • Irrigatie kan worden beschouwd en geoptimaliseerd met SWAP, maar in deze studie is
irrigatie buiten beschouwing gelaten. De Richards-vergelijking (1) wordt in SWAP numerisch opgelost voor elk bodemcompartiment,
met behulp van gespecificeerde randvoorwaarden en relaties tussen θ, h en K, gegeven door
de Mualem-Van Genuchten functies: ∂θ
∂t = ∂
∂z
[
K(h)
(∂h
∂z + 1
)]
−Sa(h) −Sd(h) −Sm(h)
(IV.1) (IV.1) In (1) is θ het volumetrisch watergehalte (cm3 cm-3), t de tijd (d), K(h) de hydraulische geleid-
baarheid (cm d-1), h de waterdrukhoogte van de bodem (cm), z de verticale coördinaat (cm)
positief naar boven. Sa(h) de wateropname door wortels (cm3 cm-3d-1), Sd(h) de drainagesnel-
heid (cm3 cm-3 d-1) en Sm(h) de uitwisselingssnelheid met macroporiën (cm3 cm-3 d-1). In deze studie wordt alleen rekening gehouden met de wateropname door wortels (Sa). 2.2.1.1
Randvoorwaarden bodem
De ondergrens bevindt zich in de onverzadigde zone of in
het bovenste deel van de grondwaterspiegel. De bodemvoorwaarde kan worden bepaald door
een opgelegde drukhoogte (bv. grondwaterstand), een opgelegde waterflux (bv. kwel) of een
combinatie van beide (bv. q-H relatie), afhankelijk van de toepassing en de ruimtelijke schaal. In
totaal biedt SWAP acht opties om de bodemrandvoorwaarde voor te schrijven. In deze studie is
gekozen voor optie 5 ”Voorgeschreven bodemwaterdrukhoogte van het bodemcompartiment”. Voor de gekozen bodemrandvoorwaarde moeten de drukhoogte op de bodem van het bo-
demprofiel (bodemcompartiment) en de datum worden opgegeven. Tussen de inputdata in-
terpoleert SWAP lineair. 2.2.1
Transport van bodemwater SWAP (Kroes et al. , 2017) berekent het transport van water, vaste stoffen en warmte in de
onverzadigde en verzadigde zone met behulp van de Richardsvergelijking, inclusief wortelwa-
teropname, om de bodemvochtdynamiek in de bodem te simuleren. Het SWAP-modeldomein
start net boven het bladerdek van het gewas tot een gedefinieerd vlak in het freatisch grond-
water. In dit domein verlopen de transportprocessen overwegend verticaal. In de verzadigde
zone kan het model ook een inschatting maken van laterale drainagefluxen. Deze optie werd
in dit project echter niet geactiveerd. SWAP kan de afvoer naar sloten, riolen en andere op-
pervlaktewateren simuleren door middel van drainage- en infiltratievergelijkingen die in het
1-D model als bron (‘source’) of afvoer (‘sink’) fungeren en zo de verticale waterbalans vervol-
ledigen. De bovenste randvoorwaarden van het systeem bestaat uit een gekende waterflux in of uit
het systeem of een gekende drukhoogte aan het oppervlak van de bodem. De onderste rand- /43 voorwaarde beschrijft de interactie tussen verzadigde ondiepe bodemlagen en het regionale
grondwater, terwijl de laterale grens de interactie met oppervlaktewatersystemen verklaart. Figuur 15: Schematische voorstelling van werking van het gekoppelde SWAP-WOFOST model (1-D) dat
gebruikt werd voor deze studie. Figuur 15: Schematische voorstelling van werking van het gekoppelde SWAP-WOFOST model (1-D) dat
gebruikt werd voor deze studie. De belangrijkste concepten en aannames van SWAP-WOFOST die in deze studie worden ge-
bruikt, zijn (Heinen et al. , 2021): • De verdampingsbehoefte van de atmosfeer wordt berekend met de Penman-Monteith-
vergelijking (Monteith, 1965). • De waterbeweging is verticaal (1D model) en wordt beschreven door de vergelijking van
Richards. • De waterretentiekarakteristieken van elke bodemlaag worden beschreven met Mualem-
Van Genuchten-functies. • Het poreuze medium wordt verondersteld niet samendrukbaar, isotroop en isotherm te
zijn. j
• Bodems kunnen variabel verzadigd en heterogeen zijn.il j
• Bodems kunnen variabel verzadigd en heterogeen zijn.i • De bodemrandvoorwaarden kunnen worden gespecificeerd als flux of drukhoogte, en
kunnen afhangen van het freatisch grondwater, of de hydraulische opvoerhoogte in de
diepere watervoerende laag en de weerstand van het systeem. • Vermindering van de transpiratie kan worden veroorzaakt door zeer droge omstandig-
heden (waterstress) of zeer natte omstandigheden (zuurstofstress). Met zoutstress is in
deze studie geen rekening gehouden. • Er ontstaat plasvorming wanneer de infiltratiecapaciteit van de bodem wordt overschre-
den, en er vindt pas oppervlakteafvoer plaats wanneer een drempelwaarde voor plas-
vorming wordt overschreden (i.e. 0.2 cm). Important p
Voor meer informatie over de benodigde gewasparameters en waarden die in deze studie
zijn gebruikt, kan de lezer de gewasbestanden raadplegen die in de PEILIMPACT github
repository zijn gepubliceerd. 2.2.2
Gewasgroei Het dynamische gewasgroeimodel WOFOST (De Wit et al. , 2020), geïntegreerd in SWAP, be-
schrijft de fenologische ontwikkeling, groei en opbrengstvorming van belangrijke akkerbouw-
gewassen. De potentiële transpiratie en opbrengst worden bepaald door de inkomende stra-
ling, kooldioxideconcentratie, luchttemperatuur en gewaskenmerken. De werkelijke transpi-
ratie en opbrengst worden berekend op basis van de door SWAP berekende verminderde
wateropname van het gewas als gevolg van droogte en/of zuurstofgebrek. WOFOST berekent hoeveel licht en CO2 wordt onderschept en potentieel door fotosynthese
wordt omgezet. De werkelijke fotosynthese wordt vervolgens berekend door de potentiële
fotosynthese te verminderen voor beperkte beschikbaarheid van vocht voor verdamping of
zuurstoftekort. Een deel van de tijdens de fotosynthese geproduceerde energie wordt gebruikt
voor de onderhoudsademhaling, en een ander deel wordt omgezet in droge stof. Tijdens deze
omzetting gaat een deel van de energie verloren als groeiademhaling. De geproduceerde droge
stof wordt verdeeld over de verschillende delen van het gewas: wortels, stengels, bladeren en /45 opslagorganen, afhankelijk van de temperatuur en het ontwikkelingsstadium van het gewas. Sommige gesimuleerde groeiprocessen van het gewas, zoals de maximale fotosynthese en
de onderhoudsademhaling, worden beïnvloed door de temperatuur. Andere processen zoals
de verdeling van assimilaten of de veroudering van gewasweefsel worden gestuurd door het
fenologische stadium van het gewas. Het fenologische ontwikkelingsstadium is ook afhankelijk
van de temperatuur. Een dynamisch grasgroeimodel ”GRASS”, afgeleid van WOFOST, is specifiek ontwikkeld voor
de simulatie van grasland (Kroes & Supit, 2011), om rekening te houden met de verschillen in
groeistadia en teeltpraktijken tussen gras en akkerbouwgewassen. Gras is meerjarig en blijft
gedurende het grootste deel van het groeiseizoen in de vegetatieve periode. Bovendien wordt
het vaak gemaaid of begraasd. Maaien en begrazen vinden in het model plaats wanneer de
bovengrondse droge stof een bepaalde drempelwaarde overschrijdt. Gras wordt gesimuleerd
als permanent grasland, en er zijn vijf combinaties van maai- en begrazingsbeheerscenario’s
beschikbaar. In de praktijk zal het tijdstip van maaien/begrazen afhangen van het bedrijfs-
beheer en de interactie tussen verschillende velden. Deze grasmodule is experimenteel en
gekalibreerd voor Nederlandse omstandigheden, maar verschillende studies hebben de ro-
buustheid ervan aangetoond (Mulder et al. , 2021). 2.2.3
Directe en indirecte effecten Bij opbrengstvermindering als gevolg van veranderingen in de hydrologische omstandigheden
wordt onderscheid gemaakt tussen directe en indirecte effecten. Directe effecten houden ver-
band met water- en zuurstofstress (en zoutstress), terwijl indirecte effecten verband houden
met de wijze waarop de heersende hydrologische omstandigheden het zaaien en oogsten
beïnvloeden. 2.2.3.1
Rechtstreekse effecten op de opbrengst
Suboptimale bodemvochtomstandigheden
(te nat of te droog) hebben een directe invloed op de opbrengst van landbouwgewassen. Onder deze omstandigheden vermindert de transpiratie van het gewas door het sluiten van
de huidmondjes. Dit vermindert ook de opname van CO2 , wat leidt tot minder fotosynthese
en minder groei. Om de wateropname door plantenwortels te bepalen, berekent SWAP eerst de potentiële
transpiratie (d.w.z. de transpiratie bij optimale bodemvochtomstandigheden). Deze wordt be-
rekend op basis van weersvariabelen (zonnestraling, luchttemperatuur, vochtigheid en wind-
snelheid) en plantkenmerken (gewashoogte, reflectiecoëfficiënt, bladoppervlakte-index en mi-
nimale huidmondjesweerstand). De potentiële transpiratie wordt verdeeld over de wortelzone,
evenredig met de worteldichtheid, om de potentiële wateropname door de wortels te bepalen. /46 Vervolgens wordt op basis van de bodemvochtigheid op verschillende diepten in de wortelzo-
ne de omvang van de ‘stress‘ door droge of natte omstandigheden bepaald. SWAP gebruikt
stressfactoren (0 - 1) voor elke suboptimale conditie, in elk bodemcompartiment, om de wer-
kelijke wateropname door de plantenwortel te berekenen. Sa(z) = αrd ∗αrw ∗Sp(z)
(IV.2) (IV.2) Tact =
∫0
−Droot
Sa(Z) dz
(IV.3) (IV.3) αrd en αrw zijn de stressfactoren voor respectievelijk te droge en te natte omstandigheden. Sp(z) de potentiële wateropname, Sa(z) de werkelijke wateropname in elk bodemcomparti-
ment, en Tact de werkelijke transpiratie over de gehele wortelzone, ofwel de som van individu-
ele wortelwateropnames vermenigvuldigd met de compartimentdikte. De transpiratiereductie
als gevolg van elk stresstype wordt berekend door de totale reductie in gewaswateropname
te vermenigvuldigen met het aandeel van de logaritmische waarde van de corresponderende
stressfactor. αrd en αrw zijn de stressfactoren voor respectievelijk te droge en te natte omstandigheden. Sp(z) de potentiële wateropname, Sa(z) de werkelijke wateropname in elk bodemcomparti-
ment, en Tact de werkelijke transpiratie over de gehele wortelzone, ofwel de som van individu-
ele wortelwateropnames vermenigvuldigd met de compartimentdikte. De transpiratiereductie
als gevolg van elk stresstype wordt berekend door de totale reductie in gewaswateropname
te vermenigvuldigen met het aandeel van de logaritmische waarde van de corresponderende
stressfactor. 2.2.3
Directe en indirecte effecten Tred,j = [Sp(z) −Sa(z)] ∗
log αj
∑
i=1 log αi
(IV.4) (IV.4) Aangenomen wordt dat de relatieve verdeling in transpiratiereductie gelijk is aan het relatieve
opbrengstverlies. Aangenomen wordt dat de relatieve verdeling in transpiratiereductie gelijk is aan het relatieve
opbrengstverlies. 2.2.3.2
Droogtestress
De droogtestress wordt berekend aan de hand van de functie van
Feddes et al. (1978). Boven h3 is de wortelwateropname optimaal en treedt er geen droogte-
stress op. Beneden h3 neemt de wortelwateropname lineair af tot nul bij het verwelkingspunt
h4. In het algemeen worden vaste waarden voor h3 en h4 gebruikt. De droogtestressdrempel h3
is echter afhankelijk van het gewastype, de bodemtextuur, de worteldichtheid en de atmos-
ferische vraag, en de lineaire afname kan afwijken van de werkelijkheid. Daarom is in SWAP
een gedetailleerde, microscopische wortelwateropnamemodule voor droogte toegevoegd (de
Jong van Lier et al. , 2013) en kan als een meer dynamisch alternatief voor Feddes et al. (1978)
worden gekozen. 2.2.3.3
Zuurstofstress
Zuurstofstress treedt op wanneer de zuurstofvoorziening van de
plantenwortels in het gedrang komt. Onder te natte omstandigheden wordt de lucht in de
bodemporiën vervangen door water en wordt de beschikbaarheid van zuurstof beperkend
voor de wortelademhaling. Die wordt dan weer bepaald door het zuurstoftransport in de
bodem en de vraag van de wortels. Aangezien het gastransport in met water gevulde pori-
ën ongeveer 1000 keer lager is dan in met lucht gevulde poriën, wordt de beschikbaarheid
van zuurstof bepaald door het luchtgehalte op een specifieke diepte in de bodem. Naast de
wortelrespiratie wordt de beschikbare zuurstof gebruikt micro-organismen. De koppeling met /47 Figuur 16: Reductiefactor voor de wortelwateropname, αrd als functie van de bodemwaterdrukhoogte
(h) en de potentiële transpiratiesnelheid (Tp) (Feddes et al. , 1978)  Figuur 16: Reductiefactor voor de wortelwateropname, αrd als functie van de bodemwaterdrukhoogte
(h) en de potentiële transpiratiesnelheid (Tp) (Feddes et al. , 1978) het gewasgroeimodel WOFOST maakt het mogelijk de zuurstofbehoefte van plantenwortels
gedetailleerd te beschrijven. Figuur 17: Schematische weergave van de zuurstofmodule voor de bepaling van de dagelijkse respiratie
en transpiratiereductie. De module combineert fysiologische processen, wortel- en microbiële ademha-
ling, en fysische transportprocessen, diffusie op zowel macro- als microschaal. Figuur uit Bartholomeus
et al. (2011). Figuur 17: Schematische weergave van de zuurstofmodule voor de bepaling van de dagelijkse respiratie
en transpiratiereductie. De module combineert fysiologische processen, wortel- en microbiële ademha-
ling, en fysische transportprocessen, diffusie op zowel macro- als microschaal. Figuur uit Bartholomeus
et al. (2011). 2.2.3
Directe en indirecte effecten Het zuurstoftransport wordt in SWAP berekend aan de hand van het door Bartholomeus et
al. (2008) voorgestelde model. In dit model is de kritische gasgevulde porositeit voor zuurstof-
stress afhankelijk van verschillende abiotische (bodemfysische eigenschappen, vochtgehalte,
temperatuur) en biotische factoren (plantkenmerken). Daarom wordt het model van Bartho-
lomeus et al. (2008) toegepast voor elke bodemlaag. Het zuurstoftransport wordt in SWAP berekend aan de hand van het door Bartholomeus et
al. (2008) voorgestelde model. In dit model is de kritische gasgevulde porositeit voor zuurstof-
stress afhankelijk van verschillende abiotische (bodemfysische eigenschappen, vochtgehalte,
temperatuur) en biotische factoren (plantkenmerken). Daarom wordt het model van Bartho-
lomeus et al. (2008) toegepast voor elke bodemlaag. 2.2.3.4
Indirecte effecten op de opbrengst
In SWAP verwijzen indirecte effecten naar beper-
kingen in normale landbouwpraktijken door te natte of te koude omstandigheden, waardoor
het groeiseizoen uiteindelijk wordt verkort. Het gaat hierbij om beperkte draagkracht voor
grondbewerking, zaaien/planten of oogsten, vertraagde kieming en gewasschade (Werkgroep
Waterwijzer Landbouw, 2018). Andere indirecte effecten zoals veranderingen in kwaliteit van /48 de oogst, bodemkwaliteit, plagen of ziekten blijven buiten beschouwing in dit model. Meer
context over verschillende indirecte effecten is te vinden in het hoofdstuk Impact van grond-
waterstanden en wateroverlast op teeltfactoren. Indirecte effecten zoals plagen en ziekten en
een tekort aan voedingsstoffen worden verrekend in één enkele beheersfactor ”RELMF”, die
varieert per gewastype. Deze factoren zijn verkregen uit verschillende experimenten onder Ne-
derlandse omstandigheden en expertkennis. Nutriëntentekort tijdens de groeiperiode is niet
geïmplementeerd in deze versie van het model, maar er is wel een stikstofmodule beschikbaar
(Groenendijk et al. , 2016). Voor akkerbouwgewassen worden verschillende machines gebruikt voor voorbereidende werk-
zaamheden (d.w.z. grondbewerking), zaaien of planten en oogsten. De start van elk van deze
fasen moet worden uitgesteld als de bodem te nat is voor de machines om het veld te be-
treden, of te koud om het zaad te laten ontkiemen. In het model wordt dit bepaald op basis
van een zuigspanningscriterium dat is afgeleid van Beuving (1982), en een temperatuurcrite-
rium in geval van kieming (temperatuursom die nodig is voor de opkomst van het gewas). Op 15 cm diepte moet worden voldaan aan een bepaalde zuigspanning voordat met voorbe-
reidende werkzaamheden, zaaien of oogsten kan worden begonnen, hetgeen afhankelijk is
van bodem- en gewaseigenschappen. Waterwijzer Landbouw onderscheidt twee categorieën
voor het criterium: lichtgewicht en zwaargewicht. 2.2.3
Directe en indirecte effecten Dit is een gewichtscategorie die afhanke-
lijk is van het moment van grondbewerking en het gewicht van de meest gangbare machine
voor het specifieke gewas (tabel 4.1, 4.2 en 4.4 van Werkgroep Waterwijzer Landbouw (2018)). Ploegen valt altijd onder de zware categorie. Voor het zaaien vallen maïs en aardappelen in
de zware categorie, terwijl wintertarwe en suikerbieten in de lichte categorie vallen. Voor de
oogst vallen alle vijf de gewassen in de zware categorie. Bij gras houden indirecte effecten verband met onvoldoende draagkracht voor maaien of
begrazen. Wanneer in dit geval een bepaalde zuigspanning op 15 cm diepte voor maaien
of op 10 cm diepte voor begrazing, wordt overschreden, neemt de oogst met een bepaald
percentage af, afhankelijk van de mate van overschrijding. In deze studie is alleen rekening
gehouden met maaien, aangezien dit in Vlaanderen het belangrijkste grasbeheer is. Om de zuigspanningsgrenswaarden voor de Vlaamse bodems te bepalen, werd de eerste bo-
demlaag van elk bodemprofiel eerst vertaald naar de Nederlandse bodemclassificatie ”De
Staringreeks” (Heinen et al. , 2020) op basis van de bodemtextuur en het organisch materiaal. Vervolgens werd aan elk bodemprofiel en gewas de juiste zuigspanningsgrenswaarde toege-
kend voor beide categorieën. Table 7 bevat de verschillende drukhoogtes die voor de Vlaamse
bodemtypes zijn gebruikt, volgens de categorieën licht en zwaar. Dit is een vrij eenvoudige
methode, maar zij maakt het mogelijk benaderde drukhoogtewaarden in het model op te
nemen en indirecte effecten te berekenen. Door rekening te houden met de mogelijkheid dat het groeiseizoen wordt verschoven of in-
gekort, introduceert het model in feite een ”tweede” berekende potentiële gewasopbrengst
voor een suboptimaal groeiseizoen. Onderstaande figuur illustreert hoe indirecte effecten
in het model worden berekend. Zonder indirecte effecten zou de situatie vergelijkbaar zijn
met de figuur links (referentiesituatie), waarin alleen rekening wordt gehouden met water- en
zuurstofstress en de potentiële opbrengst (Ypot,max) het maximaal haalbare is onder de heer-
sende weersomstandigheden. Bij vernatting kan de situatie gaan lijken op de figuur rechts, /49 Tabel 7: Drukopvoeringscriterium op 15 cm diepte volgens lichte en zware categorie, voor verschillen-
de grondsoorten in Vlaanderen. Waarden zijn overgenomen uit tabel 4.1 van Werkgroep Waterwijzer
Landbouw (2018). g
g
g
de grondsoorten in Vlaanderen. Waarden zijn overgenomen uit tabel 4.1 van Werkgroep Waterwijzer
Landbouw (2018). 2.2.3
Directe en indirecte effecten Staring
bouw- steen
Beschrijving
Belgische
bodem-
classificatie
Voorbereidende
werkzaam-
heden
Drukhoogte
op
15
cm
diepte (cm)
Lichte
cate-
gorie
Drukhoogte
op
15
cm
diepte (cm)
Zware
cate-
gorie
B01- B04
Zwakke
leem
tot zeer sterke
leem met zeer
fijn tot matig
fijn zand
zand (Z)
lemig zand (S)
lichte zandige
leem (P)
zandige
leem
(L)
lente
-50
-60
B07
Zeer licht slib
lichte zandige
leem (P)
lemig zand (S)
zandige
leem
(L)
leem (A)
herfst
-60
-60
B08
Matig
lichte
leem
zandige
leem
(L)
leem (A)
herfst
-60
-90
B09
Zwaar slib
leem (A)
klei (E)
herfst
-60
-90
B10-B12
Lichte tot zeer
zware klei
klei (E)
zware klei (U)
herfst
-70
-100
B13
Zandige leem
zandige
leem
(L)
leem (A)
herfst
-70
-100
B17
Veenachtige
klei
leem (A)
lente
-60
-80 /50 waarin indirecte effecten nu een rol spelen en het groeiseizoen wordt verkort. In deze situ-
atie omvatten de ”tweede” potentiële opbrengst (Ypot) en de werkelijke opbrengst impliciet
de vermindering als gevolg van indirecte effecten. In dit geval, om de maximale potentiële
gewasopbrengst Ypot,max te bepalen (dus zonder indirecte effecten), gaat het model uit van
een diepe grondwaterstand van 5 m. Zo worden indirecte effecten van te natte omstandig-
heden als gevolg van ondiepe grondwaterstanden te minimaliseren. Het verschil tussen deze
potentiële opbrengsten vertegenwoordigt de opbrengstvermindering als gevolg van indirecte
effecten. REDind(%) = (Ypot,max −Ypot)
Ypot,max
∗100
(IV.5)
Figuur 18: Voorbeeld van de berekening van de potentiële en de werkelijke opbrengst wanneer rekening
wordt gehouden met directe en indirecte effecten. Links is de referentiesituatie weergegeven en rechts
de situatie na een bevochtigingsmaatregel. Het donkergroene vlak geeft de potentiële gewasopbrengst
weer en het lichtgroene vlak de werkelijke gewasopbrengst. Figuur ontleend aan Werkgroep Waterwijzer
Landbouw (2018). REDind(%) = (Ypot,max −Ypot)
Ypot,max
∗100
(IV.5) REDind(%) = (Ypot,max −Ypot)
Ypot,max
∗100
(IV.5) (IV.5) Ypot,max  Figuur 18: Voorbeeld van de berekening van de potentiële en de werkelijke opbrengst wanneer rekening
wordt gehouden met directe en indirecte effecten. Links is de referentiesituatie weergegeven en rechts
de situatie na een bevochtigingsmaatregel. Het donkergroene vlak geeft de potentiële gewasopbrengst
weer en het lichtgroene vlak de werkelijke gewasopbrengst. Figuur ontleend aan Werkgroep Waterwijzer
Landbouw (2018). 2.2.4
Opbrengstvermindering De potentiële gewasopbrengst wordt berekend met behulp van het dynamische gewasmodel
als functie van het CO2-gehalte, de zonnestraling, de temperatuur, de gewaskenmerken en
op basis van het zuigspanningscriterium en het temperatuurcriterium aan het begin en het
einde van het groeiseizoen. De transpiratiereductie als gevolg van directe effecten (te droge
en te natte omstandigheden) wordt gebruikt om de werkelijke gewasopbrengst te berekenen. De totale opbrengstvermindering (REDTOT) is het relatieve verschil tussen de maximale po-
tentiële opbrengst (Ypot,max) en de werkelijke opbrengst (Yact). De opbrengstvermindering door
directe effecten is het verschil tussen REDTOT en REDind. REDTOT(%) = (Ypot,max −Yact)
Ypot,max
∗100
(IV.6) (IV.6) /51 REDdir(%) = REDTOT(%) −REDind(%)
(IV.7) (IV.7) De opbrengstvermindering als gevolg van elk stresstype wordt berekend door REDdir te ver-
menigvuldigen met het aandeel van elke transpiratievermindering, Tred,j uit vergelijking 4. De opbrengstvermindering als gevolg van elk stresstype wordt berekend door REDdir te ver-
menigvuldigen met het aandeel van elke transpiratievermindering, Tred,j uit vergelijking 4. REDj = REDdir ∗
Tred,j
Tpot −Tact
(IV.8) (IV.8) De potentiële en werkelijke gewasopbrengst en de opbrengstvermindering is de belangrijkste
modeloutput in deze studie. 2.3
Model Input Om realistische modelresultaten te verkrijgen, is een goede schatting van de randvoorwaarden
en bodemeigenschappen van fundamenteel belang. In deze regionale versie voor Vlaanderen
is gebruik gemaakt van vrij beschikbare datasets en kaarten voor heel Vlaanderen (online of
op aanvraag), verkregen van Vlaamse instellingen of uit eerdere projecten (Table 8). Ondanks
de inherente beperkingen van dergelijke generieke en grootschalige gegevens, is de informatie
geschikt om het model op regionale schaal toe te passen. Meer gedetailleerde informatie over
de verschillende inputdatalagen volgt hier. Opmerking: Voor de case-study De Zegge-Mosselgoren (Case-study: landbouwgebied De Zegge)
werd deze inputdata (weersgegevens en bodeminformatie) gecombineerd met de grondwa-
terstanden uit een lokaal gekalibreerd grondwatermodel (voorlopige resultaten) uit de ”Eco-
hydrologische studie: basis voor herstelmaatregelen voor Natuurreservaat De Zegge” (Witte-
veen+Bos) in plaats van met de algemene kaart van gemiddelde grondwaterstanden die voor
de regionale analyse van Vlaanderen wordt gebruikt. Jammer genoeg liep deze studie erg
achter op de planning, waardoor we niet kon werken met finale resultaten van de ecohydro-
logische studie en ook geen toekomstige scenario’s konden doorrekenen om de effecten op
landbouw te becijferen. Extra kaartlagen (bv. provincies, grote rivieren) werden gedownload uit de Atlas van België,
voor grafische doeleinden. Om de invoergegevens te koppelen aan de overeenkomstige locatie (d.w.z. coördinaten) in
Vlaanderen werden ASCII-kaarten gebruikt. Deze kaarten werden gegenereerd in QGIS 3.22, met
het Belgische Lambert 72 (EPSG: 31370) projectiesysteem. Voor de regionale analyse werden
de kaarten gehomogeniseerd tot een resolutie van 500 m met behulp van een eenvoudig
opschalingscriterium, ”gemiddelde waarde” of ”meerderheid” in de Resampling tool. Voor de
case-study werd de oorspronkelijke resolutie behouden. /52 Figuur 19: Schematisch overzicht van welke informatie/data gebruikt werd om de modelparameters
en nodige inputvariabelen vorm te geven in het modelkader van PEILIMPACT. Indien een gebruiker over
meer nauwkeurige data beschikt voor een of meerdere van deze componenten, kunnen die de hier
toegepaste datalagen vervangen. Figuur 19: Schematisch overzicht van welke informatie/data gebruikt werd om de modelparameters
en nodige inputvariabelen vorm te geven in het modelkader van PEILIMPACT. Indien een gebruiker over
meer nauwkeurige data beschikt voor een of meerdere van deze componenten, kunnen die de hier
toegepaste datalagen vervangen. Tabel 8: Overzicht van de in SWAP-WOFOST gebruikte invoergegevens. Invoergegevens
Beschrijving
Bron
Meteorologische gegevens
Dagelijks geïnterpoleerde me-
teorologische
variabelen
van
01/01/1990 tot 31/12/2021, reso-
lutie 25 x 25 km. 2.3.1
Meteorologische gegevens Het Joint Research Center (JRC) beheert dagelijks geïnterpoleerde agrometeorologische gege-
vens voor Europa en de buurlanden, met een resolutie van 25 km, van 1979 tot het laatste
afgesloten kalenderjaar. We gebruikten gegevens van 01/01/1979 tot 31/12/2021 in dit project. Table 9 bevat de meteorologische informatie van het JRC die in het model is gebruikt. De
eenheden werden omgezet en geformatteerd voordat ze in het model werden gebruikt. De meteorologische rasterkaart werd opgebouwd op basis van de coördinaten ( blauwe pun-
ten ) van de meteorologische rasters zoals gegeven door JRC en met toepassing van voronoi
polygons in QGis. Op deze manier kon het overeenkomstige gebied voor elk punt worden
bepaald, wat vergelijkbaar is met een raster met een resolutie van 25 km x 25 km. Ten slotte
werd de kaart geëxporteerd naar een resolutie van 500 m. Figuur 20: Rasterkaart met de locatie van de meteorologische roosters van het GCO. Figuur 20: Rasterkaart met de locatie van de meteorologische roosters van het GCO. 2.3
Model Input Gemeenschappelijk
Centrum
voor Onderzoek (GCO)
Gewasgegevens
Plant- en oogstdata
ILVO en de Nederlandse oogst-
kalender
Gegevens over de bodem
Bodemtextuur, bodemhydrauli-
sche parameters en verticale
discretisatie van 536 bodem-
profielen over Vlaanderen. Vlaams Instituut voor Techno-
logisch Onderzoek (VITO), van
het GeoPearl model (Joris et al. , 2017). Grondwaterniveaus
(GWL)
kaarten (Regionale schaal)
Gemiddelde GWL, gemiddelde
hoogste GWL (GHG) en gemid-
delde laagste GWL (GLG) kaar-
ten, resolutie 100 m. Effecten van Klimaatverande-
ring op de freatische grondwa-
terstanden (Sumaqua) (Franken
& Wolfs, 2022)
Grondwaterniveaus
(GWL)
kaarten (Case-study)
Gemiddelde GWL, gemiddelde
hoogste GWL (GHG) en gemid-
delde laagste GWL (GLG) kaar-
ten, resolutie 10 m. ”Ecohydrologische studie: basis
voor herstelmaatregelen voor
Natuurgebied De Zegge” (Witte-
veen + Bos) (lopende studie) Tabel 8: Overzicht van de in SWAP-WOFOST gebruikte invoergegevens. Tabel 8: Overzicht van de in SWAP-WOFOST gebruikte invoergegevens. ILVO en de Nederlandse oogst-
kalender Vlaams Instituut voor Techno-
logisch Onderzoek (VITO), van
het GeoPearl model (Joris et al. , 2017). Effecten van Klimaatverande-
ring op de freatische grondwa-
terstanden (Sumaqua) (Franken
& Wolfs, 2022) ”Ecohydrologische studie: basis
voor herstelmaatregelen voor
Natuurgebied De Zegge” (Witte-
veen + Bos) (lopende studie) /53 Tabel 9: Meteorologische variabelen en hun eenheden zoals vermeld door het JRC. Variabele
Eenheden
Maximale luchttemperatuur
°C
Minimum luchttemperatuur
°C
Gemiddelde dagelijkse windsnelheid op 10 m
m s-1
Dampdruk
hPa
Neerslagsom
mm d-1
Totale globale straling
kJ m-2 d-1 Tabel 9: Meteorologische variabelen en hun eenheden zoals vermeld door het JRC. 2.3.2
Gewasgegevens Typische plant- en oogstdata in Vlaanderen werden bepaald met de hulp van ILVO-deskundigen. Deze data zijn vergelijkbaar met die van Waterwijzer Landbouw. Table 10 toont het groeisei-
zoen voor de 5 gewassen die in deze studie zijn gemodelleerd, samen met hun plant-, oogst-
en maaiperiode (in het geval van gras) in Vlaanderen. De data in de tabel geven de in het
model gebruikte plant- en oogstdata aan. /54 Tabel 10: Gewaskalender van de 5 met SWAP-WOFOST gesimuleerde gewassen. De gekleurde cellen
staan voor de tijdspanne voor het planten, oogsten en maaien (in het geval van gras) in Vlaanderen,
terwijl de specifieke data de in het model gebruikte plant- en oogstdata zijn. Gewas Jan
Feb
Maa
Apr
Mei
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dec
Aardappel
15/04
01/10
Kuilmaïs
25/04
01/10
Wintertarwe
20/08
10/10
Suikerbiet
16/03
15/11
Gras
01/01
31/12
Groeiseizoen
Zaaien/Planten
Oogsten
Maaien Gewas Jan
Feb
Maa
Apr
Mei
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dec
Aardappel
15/04
01/10
Kuilmaïs
25/04
01/10
Wintertarwe
20/08
10/10
Suikerbiet
16/03
15/11
Gras
01/01
31/12 2.3.3
Gegevens over de bodem • BD >BD berekend door lineaire interpolatie voor het respectieve kleigehalte, tussen de
punten: BD = 1,6 g/cm3 en klei = 20 %, en BD = 1,2 g/cm3 en klei = 65 %. • pH <4,0 2.3.3
Gegevens over de bodem Bodemtextuur, bodemhydraulische parameters en karakterisering van de bodemprofielen over
Vlaanderen werden aangeleverd door het Vlaams Instituut voor Technologisch Onderzoek (VI-
TO), uit het GeoPearl model (Joris et al. , 2017). Er zijn in totaal 536 dominante bodemeenheden
gedefinieerd over Vlaanderen. Bodemtextuur, organische koolstof en pH voor elke bodem-
horizon werden geëxtraheerd uit de Aardewerk database 2010 (VPO, 2011) en de Belgische
bodemkaart (VPO & IWT, 2014). De hydraulische eigenschappen van de bodem werden bere-
kend aan de hand van de geëxtraheerde bodemeigenschappen en de pedotransferfuncties
van Wösten et al. (1999). Vervolgens weren bodemprofielen gedefinieerd tot een diepte van 3
m en onderverdeeld in 5 tot 7 horizonten. In deze studie is de diepte van de bodemprofielen
uitgebreid tot 6 m met de eigenschappen van de onderste horizon. We schatten de bulkdichtheid (BD) volgens de formule van Vereecken (1988), weergegeven in
(5), die afhangt van het percentage organische koolstof (Corg ) . Deze formule geldt voor de
texturen zand (Z), lemig zand (S) en licht zandig leem (P). Voor andere textuurklassen wordt
de bulkdichtheid verondersteld gelijk te zijn aan 1,48 g cm-3 . Dit is uiteraard een vereenvou-
diging van de realiteit. De bulkdensiteit heeft in SWAP vooral belang voor het bepalen van de
maximale worteldiepte van de gewassen. BD = 1.634 −0.0948 ∗Corg
(IV.9) (IV.9) BD = 1.48
(IV.10) 2.3.3.1
Bodemtextuur volgens de Belgische bodemclassificatie
Voor data-analyse en -interpretatie
groepeerden we deze bodemprofielen volgens bodemtextuur in de bovenste bodemlaag. De
bodemtextuurklasse volgens het Belgische bodemclassificatiesysteem (Dondeyne et al. , 2014; /55 Tabel 11: Maximale bewortelingsdiepte naar gelang van de in het model aangenomen gewaskenmerken. Tabel 11: Maximale bewortelingsdiepte naar gelang van de in het model aangenomen gewaskenmerken. Tabel 11: Maximale bewortelingsdiepte naar gelang van de in het model aangenomen gewaskenmerken. Gewas
Maximale bewortelingsdiepte (cm)
Aardappel
50
Kuilmaïs
100
Wintertarwe
125
Suikerbiet
120
Gras
40
Van De Vreken et al. , 2009) werd voor elk van de 536 bodemeenheden bepaald op basis van
het klei- en zandgehalte van de eerste bovenste bodemlaag. g
p
g
g
g
g
Gewas
Maximale bewortelingsdiepte (cm)
Aardappel
50
Kuilmaïs
100
Wintertarwe
125
Suikerbiet
120
Gras
40
Van De Vreken et al
2009) werd voor elk van de 536 bodemeenheden bepaald op basis van Van De Vreken et al. , 2009) werd voor elk van de 536 bodemeenheden bepaald op basis van
het klei- en zandgehalte van de eerste bovenste bodemlaag. Van De Vreken et al. 2.3.3
Gegevens over de bodem , 2009) werd voor elk van de 536 bodemeenheden bepaald op basis van
het klei- en zandgehalte van de eerste bovenste bodemlaag. Figuur 21: Bodemtextuur volgens het Soil Belgian Classification System, gebaseerd op de in het model
gebruikte textuurinformatie. Figuur 21: Bodemtextuur volgens het Soil Belgian Classification System, gebaseerd op de in het model
gebruikte textuurinformatie. Deze kaart is minder gedetailleerd dan de Belgische bodemkaart omdat de classificatie enkel
gebaseerd is op het klei- en zandgehalte en dit van de eerste laag en dient vooral om trends
tussen gewasopbrengst, grondwater en bodemtypes te visualiseren. 2.3.3.2
Maximale bewortelingsdiepte
De maximale bewortelingsdiepte is afhankelijk van
plant- en bodemkenmerken. Ranges van maximale bewortelingsdieptes voor verschillende
gewassen zijn te vinden in de FAO-richtlijnen (Allen et al. , 1998). Wij hebben voor elk gewas
de maximale bewortelingsdiepte behouden zoals gedefinieerd binnen Waterwijzer Landbouw
(Table 11), die enigszins afwijkt van de door de FAO verstrekte waarden. Normale wortelgroei
kan echter worden beperkt door de aanwezigheid van harde bodemlagen, verdichting en
grenzen in de bodem (bv. rotsen) (Moore et al. , 1998). Daarom werd rekening gehouden met
wortelgroeibeperkingen wanneer: • pH <4,0 p
• BD >BD berekend door lineaire interpolatie voor het respectieve kleigehalte, tussen de
punten: BD = 1,6 g/cm3 en klei = 20 %, en BD = 1,2 g/cm3 en klei = 65 %. /56 Warning Warning
De maximale bewortelingsdiepte correct inschatten is wel degelijk belangrijk voor het
kwantificeren van zowel droogte- als zuurstofstress. Hoe dieper de wortels water kunnen
opnemen, hoe meer toegang ze krijgen tot water in het diepere deel van de bodem. Dat zal
tijdens droogte minder (snel) stress opleveren. Anderzijds zullen diepwortelende gewassen
ook eerder te kampen krijgen met zuurstofstress bij hoge grondwaterstanden. Indien er
lokale informatie beschikbaar is over worteldieptes, is het dus raadzaam te kijken of de
aannames hierboven al dan niet moeten worden aangepast. Ter vergelijking: voor de berekeningen van wateropname in het Vlaams Reactief Afwe-
gingskader Waterschaarste ging de Bodemkundige Dienst van België uit van de volgende
worteldieptes: Aardappel - 45 cm, Kuilmaïs - 60 cm, Suikerbiet - 60 cm, Grasland - 60 cm. De SWAP routine gaat voor elke bodemlaag de BD na en wanneer de BD overschreden wordt
of PH lager dan 4 is, kunnen wortels niet dieper groeien, ook al is dat theoretisch nog mogelijk. De minimale bewortelingsdiepte is 10 cm voor gras en 20 cm voor de andere gewassen. Indien
de bodem geen beperkingen zou opleggen, is de maximale bewortelingsdiepte diegene zoals
weergegeven in Tabel 5. Figuur 22: Ruimtelijke variatie van de maximale bewortelingsdiepte die de bodem volgens het model
toelaat. Figuur 22: Ruimtelijke variatie van de maximale bewortelingsdiepte die de bodem volgens het model
toelaat. 2.3.3.3
Discretisering van de bodem
Om realistische simulaties van de waterinfiltratie in de
bodemmatrix te krijgen, vooral aan het bodemoppervlak, moeten de gridcellen of bodemlaag-
jes van het verticale bodemprofiel voor de numerieke oplossing van de Richards-vergelijking
klein genoeg zijn. De SWAP-handleiding (Kroes et al. , 2017) geeft enkele richtlijnen om de
dikte van de laagjes te bepalen, die zijn weergegeven in Tabel 6. De initiële discretisatie uit de
GeoPearl bodeminvoer is daarom aangepast om aan deze richtlijnen te voldoen. /57 Tabel 12: Verticale discretisatie van het bodemprofiel voor de numerieke oplossing van de vergelijking
van Richard. Diepte van het bodemprofiel (cm)
Dikte van het compartiment (cm)
0 - 50
1
50 - 80
2
80 - 140
5
140 - 200
10
200 - 300
20
300 - 600
25 Diepte van het bodemprofiel (cm) 2.3.4
Freatische grondwaterniveaus Sumaqua leverde kaarten aan van gemiddelde grondwaterstanden, en gemiddelde hoogste
(GHG) en laagste grondwaterstanden (GLG) kaarten, met 100 m resolutie, opgemaakt in het
kader van het project ”Actualiseren grondwaterstandsindicator en berekening effecten van
klimaatverandering op de freatische grondwaterstanden” (Franken & Wolfs, 2022). De gemid-
delde grondwaterstanden voor alle pixels werden verkregen uit Machine Learning (ML) getraind
met een groot aantal waarnemingen in Vlaanderen (5673 locaties). De GHG en GLG kaarten
werden benaderd met ML op basis van de resultaten van 217 lange termijn SWAP simulaties,
voor punten waar correlatie tussen neerslag en grondwater werd waargenomen. De GHG- en
GLG-kaarten bevatten geen informatie over locaties dichter bij waterlopen, waar die correlatie
over het algemeen niet bestaat. Merk op dat de gegenereerde kaarten voorspellingen zijn en
niet noodzakelijk geldig zijn op locaties waar drainage of grondwateronttrekkingen aanwezig
zijn zonder een peilput in de buurt om het algoritme te trainen. Verschillende natuurlijke factoren zijn betrokken bij de schommelingen van de grondwater-
stand (GWL) en de reactietijd van het grondwatersysteem op een bepaalde neerslaggebeurte-
nis (time lag). Eén factor is het cumulatieve neerslagtekort (neerslag - referentie-evapotranspiratie
P-ETref ). De tijdsrespons van het systeem kan echter variëren van minder dan een maand tot
zelfs jaren. Deze tijdsvertraging wordt voornamelijk beïnvloed door de diepte van het grond-
water (Wossenyeleh et al. , 2020; Londot & Huysmans, 2021), die ook bepaalt hoe sterk de
seizoensgebonden effecten van de neerslag in het grondwater zijn. Ondiepe grondwaterstan-
den hebben normaal gesproken meer correlatie met P-ETref dan diepe. Wossenyeleh et al. (2020) vonden dat bij relatief ondiepe grondwatertafels (<10 m) de vertraging varieert tussen
0-2 maanden. Op plaatsen dicht bij rivieren, sloten of afwateringen zullen de grondwaterfluc-
tuaties echter meer beïnvloed worden door de oppervlaktewaterstanden in plaats van door de
P-ETref. Een andere factor is de bodemtextuur, die de opslagcapaciteit van de bodem bepaalt. Naast deze natuurlijke factoren zijn er ook antropogene omstandigheden, zoals onbeken-
de grondwateronttrekkingen en rioleringen, die de grondwatertafelschommelingen eveneens
beïnvloeden. 2.3.4.1
Beschrijving van de freatische grondwaterdynamiek
De seizoensgebonden schom-
melingen van het grondwater zijn van cruciaal belang om het effect ervan op de groei van
akkerbouwgewassen te voorspellen. Toch beschrijft de beschikbare informatie in Vlaanderen
deze dynamiek niet voor alle locaties op de kaart. 2.3.4
Freatische grondwaterniveaus In deze studie werden de grondwaterfluc- /58 Figuur 23: Ruimtelijke variatie van de grondwaterstanden in Vlaanderen (Franken en Wolfs, 2022) Figuur 23: Ruimtelijke variatie van de grondwaterstanden in Vlaanderen (Franken en Wolfs, 2022) tuaties benaderd door een sinusfunctie met een amplitude bepaald door de GLG en GHG
op die locatie. Deze sinuscurve werd op elke locatie berekend en varieert met de gemiddelde
hoogste (GHG) en laagste grondwaterstand (GLG), maar blijft constant door de jaren heen. De
vorm van de curve is gebaseerd op de maandelijkse P-ETref over Vlaanderen voor de periode
1979-2021. GWL = GHG −Amp + Sin((days + 80) ∗π
180) ∗Amp
(IV.11) Amp = abs(GLG −GHG)/2
(IV.12) Amp = abs(GLG −GHG)/2 Figuur 24: Gemiddeld grondwaterregime benaderd met de sinusfunctie op basis van de GHG en GLG. Figuur 24: Gemiddeld grondwaterregime benaderd met de sinusfunctie op basis van de GHG en GLG. Aangezien de GHG- en GLG-kaarten zijn ontwikkeld uitgaande van een zekere correlatie tussen
neerslag, evapotranspiratie en grondwaterstanden, is het voor een adequaat gebruik van de
beschikbare informatie ook van belang de locaties te bepalen waar deze correlatie optreedt. /59 Gebieden die enige correlatie vertonen, zouden kunnen worden gemodelleerd met de sinus-
functie op basis van GHG en GLG, terwijl gebieden zonder correlatie eenvoudigweg zouden
kunnen worden gemodelleerd met de gemiddelde grondwaterstanden. Daarom is een correlatieanalyse uitgevoerd om deze gebieden te identificeren. Daartoe zijn
met behulp van het pythonpakket pydov grondwaterstandwaarnemingen (2732) gedownload
van het DOV. Deze waarnemingen zijn vergeleken met het maandelijkse neerslagtekort (P-
ET0 ), volgens hun specifieke locatie. De resultaten van de correlatieanalyse en de locatie van
deze waarnemingen in Vlaanderen zijn weergegeven in figuur 10. Locaties met enige correlatie
(>0,25) hebben een GWL die meestal ondieper is dan 3 m (oranje). Daarom werd de sinusfunctie
alleen gebruikt op deze locaties, waar het gemiddelde GWL ondieper was dan 3 m. Figuur 25: Correlatie tussen neerslagtekort en grondwaterstanden. GWL ondieper dan 3 m zijn in oranje
weergegeven. Positieve grondwaterstanden liggen onder het bodemoppervlak. Figuur 25: Correlatie tussen neerslagtekort en grondwaterstanden. GWL ondieper dan 3 m zijn in oranje
weergegeven. Positieve grondwaterstanden liggen onder het bodemoppervlak. De grondwaterstanden (GWL) dienden als onderste randvoorwaarde in het model. De GWL
werden omgezet in drukhoogten om optie 5 in SWAP te kunnen gebruiken. Drukhoogtes wer-
den verkregen op basis van de referentie op 600 cm diepte, de omvang van het bodemprofiel. 2. Modelrun Het uitvoeren en analyseren van modelsimulaties omvatte drie belangrijke stappen: mulatie, meteorologie, gewasrotatie, irrigatie, bodemwaterstroming, warmtestroming en trans-
port van opgeloste stoffen. Het hoofdwisselbestand haalt de benodigde informatie uit de
sqlite database. Het controlebestand control.inp bevat mappen en paden van de invoerge-
gevensbestanden. Figuur 27: Organisatie van de mappen met invoergegevens voor het uitvoeren van SWAP-WOFOST. Figuur 27: Organisatie van de mappen met invoergegevens voor het uitvoeren van SWAP-WOFOST. Figuur 27: Organisatie van de mappen met invoergegevens voor het uitvoeren van SWAP-W De volgende stap is het uitvoeren van het model. Dit kan rechtstreeks in R-studio of via een
batchbestand. Voor de regionale analyse werden de simulaties uitgevoerd in de supercomputer
van de UGent en/of de ILVO-server. In de regionale analyse komt elke simulatie overeen met
een gridcel met een resolutie van 500 m. In de casestudy komt elke simulatie overeen met het
centrum van een landbouwperceel. De uitvoer van het model is beschikbaar in een gecomprimeerde map met het gewasbestand,
het hoofd-SWAP-bestand en het bestand result_output.csv. Het bestand result_output.csv be-
vat de dagelijks gesimuleerde potentiële en werkelijke transpiratie, transpiratiereductie door
droge en natte omstandigheden, potentiële en werkelijke opbrengst en grondwaterstanden. De laatste stap is de nabewerking van de modelresultaten, waarbij de jaarlijkse opbrengsten
en de totale opbrengstreductie als gevolg van directe (d.w.z. waterstress) en indirecte effecten,
en de gemiddelde GHG en GLG worden bepaald. De modelinstrumenten en algemene gegevenslagen voor Vlaanderen kunnen gratis worden
gedownload van de PEILIMPACT github repository. Het uitvoeren en analyseren van modelsimulaties omvatte drie belangrijke stappen: Het uitvoeren en analyseren van modelsimulaties omvatte drie belangrijke stappen: Het uitvoeren en analyseren van modelsimulaties omvatte drie belangrijke stappen: 1. Genereren van invoergegevens 2. Modelrun 3. Postprocessing /60 Het model heeft drie belangrijke invoerbestanden nodig: meteobestanden (.met), gewasbe-
standen (.crp) en het hoofdwisselbestand (.swp). Deze bestanden worden voorzien van infor-
matie uit de Sqlite-databank. Het model draait met behulp van de model executable en deze
invoerbestanden. Het bestand ”result_output.csv” is de belangrijkste output van het model,
dat outputvariabelen bevat zoals de dagelijkse gewastranspiratie en biomassa, die eerder in
de sqlite-databank zijn gedefinieerd. Tijdens de nabewerking worden de potentiële en werke-
lijke droge stof opbrengst voor elk jaar en de opbrengstvermindering door waterstress en/of
indirecte effecten berekend. Figuur 26: Flowchart van het genereren van invoergegevens, het uitvoeren van het model en het
verwerken van de modelresultaten met behulp van SWAP-WOFOST. Figuur 26: Flowchart van het genereren van invoergegevens, het uitvoeren van het model en het
verwerken van de modelresultaten met behulp van SWAP-WOFOST. De eerste stap om het model uit te voeren is het genereren van invoergegevens. De structuur
van de mappen met invoergegevens is weergegeven in bovenstaande figuur. De gewasmap
bevat de gewasbestanden (.crp), waarin gedetailleerde gewasparameters voor de simulatie
van gewasgroei en biomassa-assimilatie worden gespecificeerd. Het bestand location.csv
bevat de coördinaten (in Belgische Lambert 72) van elke locatie waar het model zal worden
uitgevoerd. De map input_data bevat de meeste inputgegevens voor elke run, zoals bodem-
parameters, gewasmanagementparameters en andere inputvariabelen, die worden opgesla-
gen in de Sqlite-database. De map maps bevat de rasterkaarten voor meteo- en bodem-ID’s,
en gemiddelde GWL-, GHG- en GLG-waarden. Deze informatie wordt ook opgenomen in de
database. Sqlite-databases worden vervolgens opgeslagen in de map database. Voor elk ge-
wastype zijn vijf Sqlites-databases gemaakt, ervan uitgaande dat elk gewas het hele gebied
bestrijkt. De map meteo bevat de weerkundige tijdreeksen voor elk raster van 25 x 25 m, in het juiste
formaat (.met), en de CO2-emissies (.co2) tot 2021. De map source bevat het uitvoerbare model,
versie 4.2.0. De mappen libraries en R-scripts bevatten de R-bibliotheken en R-scripts voor
het genereren van de databases en het uitvoeren van het model. wap.**swp-bestand is het hoofdwisselbestand, dat algemene informatie bevat over si- /61 mulatie, meteorologie, gewasrotatie, irrigatie, bodemwaterstroming, warmtestroming en trans-
port van opgeloste stoffen. Het hoofdwisselbestand haalt de benodigde informatie uit de
sqlite database. Het controlebestand control.inp bevat mappen en paden van de invoerge-
gevensbestanden. 2.5
Referenties Allen, R., Pereira, L., Raes, D., & Smith, M. (1998). FAO Irrigation and drainage paper No. 56
Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements) (Vol. 56). FAO -
Voeding. Bartholomeus, R. P., Witte, J.-P. M., van Bodegom, P. M., van Dam, J. C., & Aerts, R. (2008). Critical
soil conditions for oxygen stress to plant roots: Substituting the Feddes-function by a process-
based model. Journal of Hydrology, 360(1-4), 147-165. 10.1016/j.jhydrol.2008.07.029 /62 Bartholomeus, R. P., Witte, J.-P. M., van Bodegom, P. M., van Dam, J. C., de Becker, P., & Aerts, R. (2011). Process-based proxy of oxygen stress surferses indirect ones in predicting vegetation
characteristics. Ecohydrology, 5(6), 746-758. 10.1002/eco.261 Bartholomeus, R. P., Witte, J.-P. M., van Bodegom, P. M., van Dam, J. C., de Becker, P., & Aerts, R. (2011). Process-based proxy of oxygen stress surferses indirect ones in predicting vegetation
characteristics. Ecohydrology, 5(6), 746-758. 10.1002/eco.261 Beuving, J. (1982). Onderzoek naar bodem- en waterhuishoudkundige gegevens voor invoer en
verificatie van een model voor berekening van de effecten van de waterhuishouding. ICW-nota
1378, Wageningen. de Jong van Lier, Q., van Dam, J. C., Durigon, A., dos Santos, M. A., & Metselaar, K. (2013). Modeling Water Potentials and Flows in the Soil-Plant System Comparing Hydraulic Resis-
tances and Transpiration Reduction Functions. Vadose Zone Journal, 12(3), vzj2013.02.0039. 10.2136/vzj2013.02.0039 De Wit, A. J. W., Boogaard, H. L., Supit, I., & Van Den Berg, M. (2020). Systeembeschrijving van
het WOFOST 7.2, cropping systems model. Dondeyne, S., Vanierschot, L., Langohr, R., Ranst, E. V., & Deckers, J. (2014). De bodemkaart van
het Vlaamse Gewest omgezet naar de 3e editie van de World Reference Base for soil resources. 10.13140/2.1.4381.4089 Feddes, R. A., Kowalik, P. J., & Zaradny, H. (1978). Simulation of field water use and crop yield. Centrum voor Landbouwpublicaties. Franken, T., & Wolfs, V. (2022). Effecten van Klimaatverandering op de Freatische Grondwater-
standen (p. 95) [Techreport]. Sumaqua. Groenendijk, P., Boogaard, H., Heinen, M., Kroes, J. G., Supit, I., & de Wit, A. (2016). Simulatie stik-
stofgelimiteerde gewasgroei met SWAP/WOFOST : procesbeschrijvingen en gebruikershand-
leiding [Techreport]. Wageningen Environmental Research. 10.18174/400458 Heinen, M., Bakker, G., & Wösten, J. H. M. (2020). Waterretentie- en doorlatendheidskarakteris-
tieken van boven- en ondergronden in Nederland: de Staringreeks : Update 2018 [Techreport]. Wageningen Environmental Research. 10.18174/512761 Heinen, M., Mulder, M., & Kroes, J. (2021). SWAP 4 : technisch addendum bij de SWAP-documentatie
[Techreport]. Wageningen Environmental Research. 2.5
Referenties Development and use of a database of
hydraulic properties of European soils. Geoderma, 90(3-4), 169-185. 10.1016/s0016-7061(98)00132-
3 2.5
Referenties 10.18174/540451 Joris, I., Dams, J., Vanden Boer, D., & Vos, J. (2017). Kartering van de kwetsbaarheid van het
grondwater voor verontreiniging met pesticiden: Eindrapport (p. 142) [Techreport]. VITO. Kroes, J. G., & Supit, I. (2011). Impact analysis of drought, water excess and salinity on grass pro-
duction in The Netherlands using historical and future climate data. Agriculture, Ecosystems
& Environment, 144(1), 370-381. 10.1016/j.agee.2011.09.008 Kroes, J. G., Dam, J. C., Bartholomeus, R. P., Groenendijk, P., Heinen, M., Hendriks, R. F. A., Mulder,
H. M., Supit, I., & Van Walsum, P. E. V. (2017). Swap versie 4: Theoriebeschrijving en gebruikers-
handleiding (p. 248) [Techreport]. Wageningen Environmental Research. /63 Londot, L., & Huysmans, M. (2021). Het ruimtelijk effect van droogte op grondwaterstanden in
Vlaanderen [Bachelorproef]. KULeuven. Monteith, J. (1965). Verdamping en milieu. Symposia of the Society for Experimental Biology,
19, 205-234. Moore, G. A., Agriculture Western Australia, & National Landcare Program (W.A.). (1998). Soilgui-
de: a handbook for understanding and managing agricultural soils. Landbouw West-Australië. Mulder, M., Meijninger, W., & Broeke, M. (2021). Validatie waterwijzer landbouw: vergelijking
modelresultaten Groenmonitor, Gram en Help. Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer
(STOWA). van Dam, J. C., Groenendijk, P., Hendriks, R. F. A., & Kroes, J. G. (2008). Advances of Mode-
ling Water Flow in Variably Saturated Soils with SWAP. Vadose Zone Journal, 7(2), 640-653. 10.2136/vzj2007.0060. Van De Vreken, P., Van Holm, L., Diels, J., & Van Orshoven, J. (2009). Bodemverdichting in Vlaan-
deren en afbakening van risicogebieden voor bodemverdichting. Eindrapport van een verken-
nende studie [Techreport]. Afdeling Ruimtelijke toepassingen K.U. Leuven. Vereecken, H. (1988). *Pedotransferfuncties voor het genereren van hydraulische eigenschap-
pen voor Belgische bodems [*Ph.D. diss.]. Katholieke Universiteit Leuven. VPO, & IWT. (2014). Bodemkaart van Vlaanderen | Datasets | Catalogus | Geopunt Vlaanderen. VPO. (2011). Aardewerk-Vlaanderen-2010 | Datasets | Catalogus | Geopunt Vlaanderen. Werkgroep Waterwijzer Landbouw. (2018). Waterwijzer Landbouw: Instrumentarium voor het
kwantificeren van effecten van waterbeheer en klimaat op landbouwproductie (P. van & W. W. Landbouw, Eds.). Wossenyeleh, B. K., Verbeiren, B., Diels, J., & Huysmans, M. (2020). Vadose Zone Lag Time Effect
on Groundwater Drought in a Temperate Climate. Water, 12(8), 2123. 10.3390/w12082123 Wösten, J. H. M., Lilly, A., Nemes, A., & Le Bas, C. (1999). Development and use of a database of
hydraulic properties of European soils. Geoderma, 90(3-4), 169-185. 10.1016/s0016-7061(98)00132- Wösten, J. H. M., Lilly, A., Nemes, A., & Le Bas, C. (1999). 3
Gebruik van het modelkader Het huidige modelkader kan ingezet worden om verschillende types vraagstellingen te be-
antwoorden. Het is belangrijk om verschillende manieren om het modelkader te gebruiken
duidelijk van elkaar te onderscheiden, zodat voor deze inherent verschillende toepassingen
ook het meest geëigende niveau van detail en nauwkeurigheid gebruikt/gerespecteerd wordt. Hieronder schetsen we (niet-exhaustief) een aantal mogelijke types van gebruik van het kader
en beschrijven kort op welke manier het modelkader in die gevallen toegepast kan worden. /64 3.0.0.1
Analyse van geschiktheid en trends over heel Vlaanderen
De impact van grondwa-
terstanden op opbrengst is een complexe interactie van klimaat, bodem, grondwaterdynamiek
en gewas. Het is dan ook interessant om op schaal van Vlaanderen te kijken of er bepaalde
trends of ruimtelijke patronen terug te vinden zijn. Zo’n regionale analyse voor heel Vlaan-
deren geeft dan in grote lijnen de geschiktheid weer van bepaalde regios/gebieden voor be-
paalde teelten, stelt ons in staat types stress te identificeren en kwantificeren en grote trends
naar voor te brengen in de ruimte en/of in de tijd. Hiervoor zijn de basis-datalagen zoals weergegeven in Modelkader om het effect van de grond-
waterstand op de landbouwpraktijk te evalueren geschikt. Deze datalagen, die Vlaanderen-
dekkend zijn, kunnen natuurlijk altijd verbeterd worden, maar het niveau van detail is vol-
doende voor een regionale analyse. Opgepast!: vermits voor gewassen de timing van droogte in het groeiseizoen bepalend kan zijn,
pasten we op locaties waar grondwaterdynamiek gecorreleerd is met regenval een sinusfunctie
toe, gebaseerd of de gemiddelde hoogste (GHG) en gemiddelde laagste (GLG) grondwaterstand. Waar dit niet het geval is, werken we wel met een gemiddelde grondwaterstand die constant
blijft doorheen het jaar. 3.0.0.2
Verkennende analyse van contrasterende grondwaterstanden op een bepaalde lo-
catie
De laatste jaren zijn er in Vlaanderen ook steeds meer kleinschalige acties die een
impact kunnen hebben op de grondwatertafel: peilgestuurde drainage, stuwen, vernatten van
een stuk beekvallei, …Ook daar wil men graag kunnen inschatten hoe die ingrepen één of
meerdere landbouwpercelen zullen beïnvloeden. Men zoekt dan naar een ruwe, verkennende
simulatie van oogsten op een bepaalde locatie waar nog geen extra informatie beschikbaar
is (i.e. lokale grondwatermetingen/modellen, lokale weersdata, nauwkeurige bodemdata) Ook hiervoor zijn de de basis-datalagen beschreven in het hoofdstuk Modelkader om het effect
van de grondwaterstand op de landbouwpraktijk te evalueren geschikt. 3
Gebruik van het modelkader Gebruikers moeten
zich ervan bewust zijn dat dit een ruwe benadering is van de realiteit, maar kan wel dienen om
contrasterende situaties al eens met elkaar te vergelijken. Indien het mogelijk is een peilbuis
te installeren om de huidige grondwaterstand en de dynamiek ervan te controleren of indien
er al peilbuismetingen beschikbaar zijn op https://www.dov.vlaanderen.be/, is het raadzaam
deze te gebruiken of minstens na te kijken of gemeten de grondwaterstanden gemiddeld
overeenkomen met de basis kaartlaag ivm grondwater. 3.0.0.3
Gedetailleerde gebiedsanalyse bij grootschalige vernattingsprojecten
Tenslotte zijn
er in sommige gebieden grootschalige vernattingsprojecten gepland die voor een groter ge-
bied substantiële veranderingen in grondwaterstanden zullen teweegbrengen. Bij dit soort
projecten worden er meestal ook ecohydrologische studies uitgevoerd. Ook hier is het be-
langrijk de impact van de vernatting op landbouwactiviteiten in te schatten om te evalueren
of de plannen haalbaar zijn en wat flankerend beleid kan zijn voor de getroffen landbouwers
indien er inderdaad negatieve impact verwacht wordt. t soort maatwerk kan het model gebruikt worden om voor alle percelen in het getrof- /65 fen gebied een de impact van huidige en toekomstige grondwaterstanden door te rekenen. In
dit geval moeten de input data voor het model gedetailleerder zijn dan de algemene Vlaamse
datalagen, zeker wat betreft grondwaterstanden. Dit kan komen van lokale grondwaterme-
tingen of van heuse grondwatermodellen voor dat gebied die gekalibreerd zijn met lokale
data. Zo’n modellen zijn dan vaak beschikbaar, net doordat ook een ecohydrologische studie
opgezet wordt. fen gebied een de impact van huidige en toekomstige grondwaterstanden door te rekenen. In
dit geval moeten de input data voor het model gedetailleerder zijn dan de algemene Vlaamse
datalagen, zeker wat betreft grondwaterstanden. Dit kan komen van lokale grondwaterme-
tingen of van heuse grondwatermodellen voor dat gebied die gekalibreerd zijn met lokale
data. Zo’n modellen zijn dan vaak beschikbaar, net doordat ook een ecohydrologische studie
opgezet wordt. /66 1.1
Aanpak Om een algemeen beeld te krijgen van de opbrengstvariabiliteit als gevolg van natte of droge
omstandigheden in heel Vlaanderen, voerden we een regionale analyse uit. We definiëerden
een raster met een resolutie van 500 m dat het hele Vlaamse grondgebied bestrijkt. Dit re-
sulteerde in meer dan 54000 individuele SWAP-WOFOST simulaties. We deden dit voor vijf
conventionele teelten: gras, voedermaïs, aardappel, wintertarwe en suikerbiet over het hele
Vlaamse grondgebied. Pixels die geen landbouwgrond waren werden nadien uit de analyse
verwijderd. In werkelijkheid zijn er uiteraard rotaties en meer mogelijke teelten. De resul-
terende kaarten stellen niet de reële situatie in een welbepaald jaar voor, maar dienen om
potentieel problematische gebieden voor verschillende gewastypen te identificeren op regio-
nale schaal (te natte of te droge omstandigheden). Figuur 28: Raster met 500 m resolutie van het regionale model in Vlaanderen. Het rode vierkant
illustreert één rastercel met 500 m resolutie en elke stip staat voor één simulatie. Figuur 28: Raster met 500 m resolutie van het regionale model in Vlaanderen. Het rode vierkant
illustreert één rastercel met 500 m resolutie en elke stip staat voor één simulatie. De simulatieperiode liep van 01/01/1990 tot 31/12/2021 (31 jaar), om rekening te houden met
de variabiliteit van de weersomstandigheden. Zoutconcentratie in de bodem, drainage en irri-
gatie werden niet in het model opgenomen, maar kunnen worden geactiveerd voor specifieke
studies indien gewenst. 1.2
Resultaten regionale analyse De volgende resultaten illustreren de effecten van de temporele en/of ruimtelijke variatie
van de weersomstandigheden, de bodem, de planten en de grondwaterstand op de gewas-
opbrengst. Al deze variabelen zijn nauw met elkaar verbonden en bepalen samen de finale
gewasopbrengst in een bepaald jaar en op een bepaalde plaats. /67 Variabiliteit in de tijd 1.2.1 Het neerslagtekort (neerslag - referentieevapotranspiratie, P-ET0) is een algemeen gebruikte
indicator om meteorologische droogte te beoordelen. Het geeft aan of er sinds het begin
van het hydrologische seizoen voldoende neerslag is gevallen om aan de verdampingsvraag
van de atmosfeer te voldoen. Positieve waarden betekenen dat er te veel of voldoende water
beschikbaar is via neerslag, en negatieve waarden wijzen op onvoldoende neerslag. Jaren met
weinig neerslag en meestal hogere temperaturen hebben een groter neerslagtekort, uitge-
drukt als een negatieve waarde van P-ET0. Onderstaande figuur toont de variabiliteit van de
gemiddelde P-ET0 in de laatste ~30 jaar in Vlaanderen, gecumuleerd van januari tot janua-
ri(Het neerslagtekort kan ook worden berekend van april tot april, dat als het hydrologische
jaar wordt beschouwd.). De weersomstandigheden verschillen aanzienlijk van jaar tot jaar, en
er kunnen verschillende droge en natte perioden worden onderscheiden. Zo was de periode
1998 - 2002 vrij nat, terwijl de periode 2017-2020 zeer droog was. Naast het algemene neer-
slagtekort is ook de timing van lange, droge perioden van cruciaal belang om het effect ervan
op specifieke gewassen correct in te schatten. Het neerslagtekort (neerslag - referentieevapotranspiratie, P-ET0) is een algemeen gebruikte
indicator om meteorologische droogte te beoordelen. Het geeft aan of er sinds het begin
van het hydrologische seizoen voldoende neerslag is gevallen om aan de verdampingsvraag
van de atmosfeer te voldoen. Positieve waarden betekenen dat er te veel of voldoende water
beschikbaar is via neerslag, en negatieve waarden wijzen op onvoldoende neerslag. Jaren met
weinig neerslag en meestal hogere temperaturen hebben een groter neerslagtekort, uitge-
drukt als een negatieve waarde van P-ET0. Onderstaande figuur toont de variabiliteit van de
gemiddelde P-ET0 in de laatste ~30 jaar in Vlaanderen, gecumuleerd van januari tot janua-
ri(Het neerslagtekort kan ook worden berekend van april tot april, dat als het hydrologische
jaar wordt beschouwd.). De weersomstandigheden verschillen aanzienlijk van jaar tot jaar, en
er kunnen verschillende droge en natte perioden worden onderscheiden. Zo was de periode
1998 - 2002 vrij nat, terwijl de periode 2017-2020 zeer droog was. 1.2
Resultaten regionale analyse Naast het algemene neer-
slagtekort is ook de timing van lange, droge perioden van cruciaal belang om het effect ervan
op specifieke gewassen correct in te schatten. Figuur 29: Gemiddeld neerslagtekort (P-ET0) van 1990 tot 2021 in Vlaanderen. Het gecumuleerd neer-
slagtekort is hier berekend van januari tot januari. Figuur 29: Gemiddeld neerslagtekort (P-ET0) van 1990 tot 2021 in Vlaanderen. Het gecumuleerd neer-
slagtekort is hier berekend van januari tot januari. Onderstaande figuur toont de variabiliteit van de gemiddelde opbrengst van landbouwperce-
len in Vlaanderen voor de vijf gewassen (links), en de gemiddelde opbrengstvermindering door
water- en zuurstofstress, en indirecte effecten (rechts). De jaren 2015, 2018 en 2021 zijn gemar-
keerd, omdat die respectievelijk als ”normale”, ”droge” en ”natte” jaren worden beschouwd
en verder in dit hoofdstuk gebruikt worden om resultaten te vergelijken. De potentiële op-
brengst (maximale potentiële opbrengst) , weergegeven in het grijs, is de opbrengst die onder
optimale omstandigheden van water en nutriënten bereikt zou worden en als de gewassen
volledig beschermd zijn tegen onkruid, plagen en ziekten. De werkelijke opbrengst (groen)
geeft dan de geschatte opbrengst weer onder de reële meteorologische omstandigheden van
dat jaar, ervan uitgaande dat voedingsstoffen en andere beperkende factoren geen probleem
vormden, zodat we de effecten van waterstress (te veel of te weinig) kunnen isoleren. De rode
stippellijn vertegenwoordigt telkens de gemiddelde opbrengst van 2012 tot 2021 voor dat ge-
was in België, op basis van de Belgische statistieken ”STATBEL” of de Belgische rassenlijst voor
gras. /68 Figuur 30: Gemiddelde gesimuleerde opbrengst en opbrengstvermindering van gras, voedermaïs, aard-
appel, suikerbiet en wintertarwe op landbouwpercelen in Vlaanderen van 1990 tot 2021. De grafieken
links tonen de gemiddelde potentiële (Ypot) en werkelijke (Yact) opbrengst in ton ha-1 van alle simulaties. Ypot vertegenwoordigt de maximale potentiële opbrengst (zie paragraaf 2.3.2 van het modelleerkader). De gemiddelde gemeten opbrengst op basis van de Belgische statistieken ”STATBEL” en de Belgische
grasrassenlijst is weergegeven in de rode stippellijn. In de rechtse grafieken zien we de relatieve op-
brengstvermindering (REDTOT= REDdir+REDind=(Ypot-Yact / Ypot)*100+REDind) uitgedrukt in %. De kleuren
stellen het relatieve aandeel van de verschillende stresstypes in de opbrengstvermindering voor. Daar-
voor gaan we ervan uit dat de opbrengstvermindering evenredig is met de vermindering van de trans-
piratie (T). De opbrengstvermindering uitgedrukt in % voor elk stresstype is dan (Tdry/(Tpot-Tact))*REDdir
(droogtestress, rood), en (Twet/(Tpot-Tact))*REDdir(zuurstofstress, blauw). 1.2
Resultaten regionale analyse Figuur 30: Gemiddelde gesimuleerde opbrengst en opbrengstvermindering van gras, voedermaïs, aard-
appel, suikerbiet en wintertarwe op landbouwpercelen in Vlaanderen van 1990 tot 2021. De grafieken
links tonen de gemiddelde potentiële (Ypot) en werkelijke (Yact) opbrengst in ton ha-1 van alle simulaties. Ypot vertegenwoordigt de maximale potentiële opbrengst (zie paragraaf 2.3.2 van het modelleerkader). De gemiddelde gemeten opbrengst op basis van de Belgische statistieken ”STATBEL” en de Belgische
grasrassenlijst is weergegeven in de rode stippellijn. In de rechtse grafieken zien we de relatieve op-
brengstvermindering (REDTOT= REDdir+REDind=(Ypot-Yact / Ypot)*100+REDind) uitgedrukt in %. De kleuren
stellen het relatieve aandeel van de verschillende stresstypes in de opbrengstvermindering voor. Daar-
voor gaan we ervan uit dat de opbrengstvermindering evenredig is met de vermindering van de trans-
piratie (T). De opbrengstvermindering uitgedrukt in % voor elk stresstype is dan (Tdry/(Tpot-Tact))*REDdir
(droogtestress, rood), en (Twet/(Tpot-Tact))*REDdir(zuurstofstress, blauw). /69 De variabiliteit van de meteorologische omstandigheden bepaalt de verschillen in opbrengst
over verschillende jaren van de gewassen. De opbrengstdaling is groter in jaren met een groot
neerslagtekort (bv. 2018, 2003, 2020) dan in natte jaren (bv. 1998, 2021). Sommige gewassen zijn
gevoeliger voor droge of natte omstandigheden. Aardappel, snijmaïs en suikerbiet worden bij-
na in gelijke mate getroffen door droge of natte omstandigheden, maar aardappel vertoont
meer opbrengstvermindering in droge jaren, waarschijnlijk vanwege zijn ondieper wortel-
stelsel. In vergelijking met de akkerbouwgewassen is de opbrengst van gras door de jaren
heen stabieler. Van meerjarig grasland is bekend dat het in vergelijking met akkerbouwge-
wassen beter bestand is tegen zuurstofstress, zoals besproken in het hoofdstuk Effect van
grondwaterstanden en wateroverlast op teeltfactoren. Over het algemeen leidt droogte-
stress tot een hogere opbrengstvermindering dan zuurstofstress, voor alle gewassen
behalve wintertarwe. Wintertarwe verschilt van de andere gewassen door zijn groeiseizoen,
dat ook de winter en het vroege voorjaar omvat. Bovendien rijpt wintertarwe vrij vroeg in
de zomer en wordt het daarom minder getroffen door zomerdroogte. Natte omstandigheden
of zuurstofstress zijn dus de voornaamste oorzaak van opbrengstvermindering bij dit gewas. De indirecte effecten zijn gemiddeld zeer gering in Vlaanderen en veroorzaken geen grote
opbrengstverliezen. De simulaties van meeste gewassen volgen relatief goed de trend van de gemiddelde op-
brengstvariabiliteit in België (rode stippellijn). Bij suikerbieten worden de opbrengsten
echter systematisch onderschat, hoewel de relatieve trends wel overeenkomen. 1.2
Resultaten regionale analyse Onder-
schattingen kunnen het gevolg zijn van het gebruik van verouderde gewasparameters in het
model (van cultivars uit de jaren ’90) of van specifieke veldbeheerspraktijken die niet in het
model zijn opgenomen, zoals irrigatie in droge jaren. Overschattingen zoals in 2016 en 2021
voor aardappelen, of 2016 voor wintertarwe, kunnen ook worden toegeschreven aan de aan-
wezigheid van plagen en ziekten die zich in natte omstandigheden makkelijker verspreiden,
of aan andere processen, zoals het rotten van de aardappelknollen of het omvallen van win-
tertarwe, waarmee in het model geen rekening is gehouden. Zo waren deze indirecte effecten
volgens het Agrometeorologisch Bulletin voornamelijk de oorzaak van de opbrengstvermin-
dering in 2021, en niet noodzakelijkerwijs de zuurstofstress. Meer details over de verschillende
factoren die elk van de vijf gewassen beïnvloeden, zijn beschreven in het hoofdstuk Effect van
grondwaterstanden en wateroverlast op teeltfactoren. 1.2.2
Heterogeniteit Vanwege het verband
tussen bulkdichtheid en maximale bewortelingsdiepte in SWAP-WOFOST wordt de maximale
bewortelingsdiepte in klei- en zware kleigronden hierdoor soms beperkt tot 10 cm of 20 cm,
afhankelijk van het gewas (de minimale bewortelingsdiepte die in het model kan worden aan-
genomen). In het algemeen beperken zandleem- en leembodems de wortelgroei niet in het
model, en is de maximale bewortelingsdiepte afhankelijk van het gewas. De gepresenteerde kaarten met opbrengstreducties hangen nauw samen met deze veronder-
stellingen. Zo leiden de kleiachtige bodems van de polders systematisch tot lagere opbreng-
sten, omdat werd uitgegaan van een geringe bewortelingsdiepte. Dit is waarschijnlijk niet wat
er in werkelijkheid overal in de polders gebeurt. Bodemverdichting die doorr de mens werd
veroorzaakt is een ander kenmerk dat niet wordt weergegeven met een benadering op basis
van publiek beschikbare datalagen. Het is dus belangrijk de beperkingen van de modellen en
de dataslagen waarmee zij werken te kennen, om verkeerde interpretaties van de resultaten
te voorkomen. Voor gerichte studies over kleigronden bijvoorbeeld zou het verband tussen
bulkdichtheid en bewortelingsdiepte kunnen worden verfijnd. Gronden bij beken en rivieren, waar het grondwater van nature ondiep is, vertonen praktisch
altijd suboptimale opbrengsten (roodachtige kleuren). Dit verergert nog in natte jaren. In
werkelijkheid worden deze gebieden voornamelijk gebruikt voor grasproductie of begrazing,
waarbij in de huidige landbouwpraktijken vaak al rekening wordt gehouden met deze ondiepe
grondwaterstanden, aangezien gras doorgaans beter bestand is tegen natte omstandigheden
dan andere conventionele gewassen. Franken & Wolfs (2022) bestudeerden het potentiële effect van de toegenomen voorkomen
van droogte als gevolg van de klimaatverandering op de grondwaterstanden in Vlaanderen. Volgens hun voorspellingen zal de gemiddelde hoogste grondwaterstand (GHG) licht stijgen
door meer neerslag in de wintermaanden, op locaties met een diepe grondwaterstand en
een dik aquifer (hogere buffercapaciteit). De gemiddelde laagste grondwaterstand (GLG) zal
echter sterk dalen door minder neerslag in de zomermaanden (minder water beschikbaar) en
hogere temperaturen (meer watervraag), vooral op locaties met een dun aquifer, een ondie-
pe grondwaterstand en een beperkte laterale stroming (lagere buffercapaciteit). Volgens hun
voorspellingen zal de GLG in 2050 in ongeveer de helft van de landbouwgronden (58 %) en
grondwaterafhankelijke natuurgebieden meer dan 25 cm dalen. In de winter daarentegen zal
de gemiddelde GLG in 78 % van de landbouwgebieden met maximaal 10 cm toenemen. 1.2.2
Heterogeniteit De neerslag in Vlaanderen varieert in ruimte en tijd. Bijgevolg heeft een jaar dat als gemiddeld
nat of droog wordt beschouwd, niet overal dezelfde effecten. Zo was de provincie Limburg
in 2018 droger en in 2021 natter dan de rest van Vlaanderen, waardoor de opbrengst in deze
regio in beide jaren sterker daalt. Onderstaande figuur toont de ruimtelijke variabiliteit van de opbrengst, uitgedrukt als percen-
tage opbrengstvermindering, in landbouwgebieden voor de vijf gewassen en voor de kenmer-
kende jaren 2015, 2018 en 2021. De kaarten tonen het gecombineerd effect van de heterogene
weersomstandigheden, de bodem en de gemiddelde grondwatertafel. Droge omstandighe-
den leiden tot meer oogstverlies bij voedermaïs, aardappel en suikerbiet voor de landbouw /70 Figuur 31: Ruimtelijke variabiliteit van het neerslagtekort gedurende 2015 (normaal jaar), 2018 (droog
jaar) en 2021 (nat jaar). Het neerslagtekort is berekend van januari tot januari. Figuur 31: Ruimtelijke variabiliteit van het neerslagtekort gedurende 2015 (normaal jaar), 2018 (droog
jaar) en 2021 (nat jaar). Het neerslagtekort is berekend van januari tot januari. in Vlaanderen dan natte omstandigheden. Vooral in valleigebieden is zuurstofstress wel een
oorzaak van belangrijk oogstverlies, zeker in natte jaren. in Vlaanderen dan natte omstandigheden. Vooral in valleigebieden is zuurstofstress wel een
oorzaak van belangrijk oogstverlies, zeker in natte jaren. Figuur 32: Geschiktheidskaarten in landbouwgebieden voor gras, snijmaïs, aardappel, wintertarwe
en suikerbiet, gedurende 2015 ( normaal jaar), 2018 (droog jaar) en 2021 ( nat jaar), op basis van het
regionale model. Figuur 32: Geschiktheidskaarten in landbouwgebieden voor gras, snijmaïs, aardappel, wintertarwe
en suikerbiet, gedurende 2015 ( normaal jaar), 2018 (droog jaar) en 2021 ( nat jaar), op basis van het
regionale model. Bodemtype is een andere belangrijke factor die de opbrengst in het model beïnvloedt, om-
dat de hydraulische eigenschappen van de bodem de waterretentie, de infiltratiesnelheid en
de wortelgroei bepalen, en dus ook de wateropname door de plant. Het model houdt reke-
ning met wortelgroeibeperkingen op basis van het kleigehalte, de bulkdichtheid en de pH. De bulkdichtheid werd benaderd met de pedotranferfunctie van Vereecken (1988), aangezien
deze informatie op regionale schaal niet beschikbaar was. Deze functie gaat uit van een /71 bulkdichtheid van 1,48 g cm-3 voor kleigronden, zandleemgronden en leembodems. In wer-
kelijkheid kan de bulkdichtheid aanzienlijk afwijken van deze waarde. 1.2.2
Heterogeniteit De
studie van Franken & Wolfs is hoofdzakelijk gebaseerd is op gegevens van freatische water-
voerende lagen met een duidelijke correlatie met meteorologische variabelen, maar geeft een
goede indicatie van de effecten van de klimaatverandering op de grondwaterregimes die we
kunnen verwachten. Verhoging van het grondwaterbuffervermogen is dan ook een prioriteit
voor de overheid en de maatschappij. 1.2.3
Effect van grondwaterstand en bodemtextuur op gewasopbrengst Onderstaande figuur illustreert het verband tussen gemiddelde grondwaterstanden en op-
brengst in heel Vlaanderen voor de verschillende bodemtexturen en voor een normaal (2015), /72 droog (2018) en nat jaar (2021). De meteorologische omstandigheden en het bodemtype heb-
ben een belangrijke, gecombineerde invloed op de gewasopbrengst voor een bepaald gemid-
deld grondwaterpeil. Dat zie je aan de spreiding van de puntenwolk in een bepaald jaar en hoe
die wijzigt over de jaren heen. In de regionale analyse gebruiken we voor elk jaar hetzelfde
gemiddelde grondwaterpeil of grondwaterdynamiek ( sinusfunctie) als onderste randvoor-
waarde in het model (dus geen fluctuerend grondwaterpeil door de jaren heen). Gebieden met zeer ondiepe grondwaterstanden (minder dan 1m onder het bodemoppervlak)
worden in natte jaren negatief beïnvloed, maar profiteren in droge jaren. Het omgekeerde doet
zich voor bij diepere grondwaterstanden, waar meer neerslag de lage grondwaterbijdrage kan
compenseren. Maar hoe groot dit positief effect is, hangt ook af van de bodemtextuur en hoe
die watertransport en wortelgroei beïnvloedt. Figuur 33: Effect van grondwater, bodemtype en weersomstandigheden op de opbrengst, voor de vijf
gewassen. Op de achtergrond bevatten de scatterplots alle simulaties van het regionale model, en de
curven ervoor vertegenwoordigen een trendlijn voor elk bodemtype. Figuur 33: Effect van grondwater, bodemtype en weersomstandigheden op de opbrengst, voor de vijf
gewassen. Op de achtergrond bevatten de scatterplots alle simulaties van het regionale model, en de
curven ervoor vertegenwoordigen een trendlijn voor elk bodemtype. De optimale grondwaterstand is grof genomen ongeveer 1 m in normale en droge jaren en 1,5
m in natte jaren. Er is duidelijk wel een grote spreiding rond deze richtwaarden te zien, waaruit
blijkt dat het zinvol is niet met zulke eenvoudige vuistregels te werken, maar rekening te hou-
den met de variabiliteit die wordt veroorzaakt door gewassen, bodem, grondwaterdynamiek
en het weer. Ondiepe grondwaterstanden veroorzaken zuurstofstress, terwijl diepe grond- /73 waterstanden leiden tot droogtestress in perioden zonder neerslag. Deze drempels zijn het
resultaat van de fysische principes die zijn opgenomen in de droogte- en zuurstofstressfunc-
ties in het model. waterstanden leiden tot droogtestress in perioden zonder neerslag. Deze drempels zijn het
resultaat van de fysische principes die zijn opgenomen in de droogte- en zuurstofstressfunc-
ties in het model. rengstdatabank is toegankelijk in de zenodo repository. Helaas bevinden de mees- Warning g
Contacteer ons gerust als je data beschikbaar hebt die kan bijdragen tot een betere dek-
king in Vlaanderen. 1.3.1
Een eerste stap naar een Vlaamse opbrengstdatabank De opbrengstdatabank bevat jaarlijkse opbrengstgegevens op veldniveau voor verschillende
akkerbouwgewassen in Vlaanderen geteeld met ”conventionele” landbouwpraktijken, samen
met de coördinaten daarvan. Indien beschikbaar, bevat ze ook de plant-/zaai- en oogstda-
tum. Momenteel zijn alleen de opbrengsten van de vijf gewassen in dit onderzoek in de data-
bank opgenomen, namelijk gras, voedermaïs, aardappel, wintertarwe en suikerbiet. De gege-
vens werden verzameld bij verschillende onderzoeksafdelingen van ILVO en andere Vlaamse
overheids- en privé-instellingen zoals CRA-W en IRBAB KBIVB. De meeste gegevens zijn het re-
sultaat van rassenproeven, zonder irrigatie en onder standaard plaagbestrijding en bemesting
volgens de behoeften van het gewas. Een klein aantal aardappelwaarnemingen zijn afkom-
stig van proefvelden met irrigatie of van rassenproeven op landbouwvelden met irrigatie. De
opbrengstdatabank is belangrijk om de reële ruimtelijke en temporele variabiliteit van de
opbrengst in Vlaanderen te kennen. 1.3.2
Modelopzet voor plausibiliteitscheck Het vorige hoofdstuk (Modelkader om het effect van de grondwaterstand op de landbouw-
praktijk te evalueren ) beschreef de invoergegevens en procedures die we hebben gevolgd om
de simulaties voor de modelcontrole te genereren. Er is hier één verschil: voor de modelcheck
zijn locatiespecifieke plant-/zaai- en oogstdata opgegeven in plaats van een generieke zaai-
en oogstdatum. In dit deel zijn geen indirecte effecten berekend. 1.3
Plausibiliteitscontrole De databank is vrij beschikbaar
en kan groeien met nieuwe input van onderzoekers en professionals die opbrengstgegevens
verzamelen. te gegevens zich momenteel in West- en Oost-Vlaanderen. De databank is vrij beschikbaar
en kan groeien met nieuwe input van onderzoekers en professionals die opbrengstgegevens
verzamelen. 1.3
Plausibiliteitscontrole SWAP-WOFOST is reeds uitgebreid getoetst in het kader van de Waterwijzer Landbouw tool
in Nederland, en in andere projecten (Heinen et al., 2021; Mulder et al., 2021; Bertram et al.,
2017). Een plausibiliteitscontrole in Vlaanderen is echter belangrijk, om te testen of dit model
realistische resultaten genereert voor de Vlaamse context. Een echte modelvalidatie is niet
altijd mogelijk omdat vaak de nodige gegevens ontbreken om het model helemaal aan de
experimentele omstandigheden aan te passen. Dat is zeker het geval voor modellen als SWAP-
WOFOST, die een grote verscheidenheid aan processen en bijbehorende parameters bevatten
(Heinen et al., 2021). In Vlaanderen zijn jaarlijkse en ruimtelijk expliciete opbrengstgegevens
voor modelvalidatie of -controle niet vrij beschikbaar. Daarom verzamelden we opbrengstge-
gevens van verschillende proefinstellingen in heel Vlaanderen en gebruikten de publiek be-
schikbare datalagen voor de locatie van de overeenkomstige experimenten om het model te
parameteriseren. aast modelvalidatie of ”plausibiliteitscontrole” kan de opbrengstdatabank dienen als: 1. Een open dataset voor kalibratie of validatie van gewasmodellen met inachtneming van
de eventuele vertrouwelijkheidsstatus van de datasets die kan dienen om performantie
van verschillende modellen of nieuwe versies van modellen te testen (=’benchmarking’). 2 Gebruiksvriendelijke tool om opbrengstinformatie van verschillende proeven in Vlaande 1. Een open dataset voor kalibratie of validatie van gewasmodellen met inachtneming van
de eventuele vertrouwelijkheidsstatus van de datasets die kan dienen om performantie
van verschillende modellen of nieuwe versies van modellen te testen (=’benchmarking’). 2. Gebruiksvriendelijke tool om opbrengstinformatie van verschillende proeven in Vlaande-
ren te blijven verzamelen en vergelijken tov historische evoluties. Dit zou bijvoorbeeld
kunnen dienen voor het Landbouweffectenrapport (LER) van de Vlaamse overheid. 2. Gebruiksvriendelijke tool om opbrengstinformatie van verschillende proeven in Vlaande-
ren te blijven verzamelen en vergelijken tov historische evoluties. Dit zou bijvoorbeeld
kunnen dienen voor het Landbouweffectenrapport (LER) van de Vlaamse overheid. Figuur 34: Locaties van de in de databank opgenomen opbrengstmetingen. De informatie buiten Vlaan-
deren is niet gebruikt bij de plausibiliteitscontrole. Figuur 34: Locaties van de in de databank opgenomen opbrengstmetingen. De informatie buiten Vlaan-
deren is niet gebruikt bij de plausibiliteitscontrole. Figuur 34: Locaties van de in de databank opgenomen opbrengstmetingen. De informatie buiten Vlaan-
deren is niet gebruikt bij de plausibiliteitscontrole. De opbrengstdatabank is toegankelijk in de zenodo repository. Helaas bevinden de mees- De opbrengstdatabank is toegankelijk in de zenodo repository. Helaas bevinden de mees-
/ /74 te gegevens zich momenteel in West- en Oost-Vlaanderen. Note Aangezien de waargenomen opbrengsten soms uitsluitend als verse opbrengst werden
verstrekt, werd voor elk gewas een drogestofgehalte geschat op basis van in de literatuur
gepubliceerde relaties: 20 % voor gras (Dasselaar et al., 2019; Eurostat, 2020) en aardappel
(Van Oort et al., 2012), 86 % voor wintertarwe (Eurostat, 2020), 35 % voor snijmaïs (ILVO-
rassenlijst 2022) , en 25 % voor suikerbieten ((FAO, 2009), rassenproeven in de opbrengst-
databank). Op die manier konden de waargenomen en de gemodelleerde opbrengsten
voor alle gewassen op dezelfde manier worden vergeleken. Note
Wij hebben de waargenomen opbrengst van rassenproeven en experimentele velden met Note
Wij hebben de waargenomen opbrengst van rassenproeven en experimentele velden met /75 15% verminderd alvorens deze met de modelresultaten te vergelijken. Het is algemeen
bekend dat de resultaten van wetenschappelijke veldproeven in plots voor onderzoeks-
doeleinden hoger zijn dan de opbrengst van volledige akkers van landbouwers. Deze proe-
ven hebben immers kleinere plots, randeffecten worden verwijderd, er wordt gewerkt met
eerder homogene percelen van goede kwaliteit, enz. Deze reductiewaarde is uiteraard een
benadering en gebaseerd op advies van deskundigen. 1.3.3
Resultaten modelvalidatie
Figuur 35: Waargenomen opbrengst (drogestofopbrengst) vs. gesimuleerde opbrengst voor de vijf ge-
wassen. De zwarte lijn is de 1:1 lijn of bissectrice lijn die een perfecte pasvorm aangeeft, en de rode lijn
is een eenvoudige regressielijn. 1.3.3
Resultaten modelvalidatie Figuur 35: Waargenomen opbrengst (drogestofopbrengst) vs. gesimuleerde opbrengst voor de vijf ge-
wassen. De zwarte lijn is de 1:1 lijn of bissectrice lijn die een perfecte pasvorm aangeeft, en de rode lijn
is een eenvoudige regressielijn. De bovenstaande figuur toont het verband tussen gemeten en gesimuleerde opbrengst voor
gras, voedermaïs, aardappel, wintertarwe en suikerbiet. De zwarte lijn stelt de 1:1 lijn voor
tussen de waargenomen en de gesimuleerde opbrengst. In het geval van een perfect model
zouden de punten de bissectrice volgen. Voor gras en voedermaïs zijn meer waarnemingen
beschikbaar, terwijl voor de andere gewassen, met name wintertarwe en suikerbieten, de ge-
gevens vrij beperkt zijn. In het algemeen onderschat het model de gewasopbrengst, behalve
voor gras, zelfs na de vermindering met 15% van de experimentele opbrengsten. De ergste on-
derschatting doet zich voor bij suikerbieten, wat overeenkomt met de regionale vergelijking
voor suikerbieten. Eén reden kan zijn dat de in het model gebruikte gewasparameters zijn afgeleid van cultivars
uit de jaren ’90, en dat de opbrengst van moderne cultivars aanzienlijk is verbeterd. Allard de
Wit, een van de ontwikkelaars van WOFOST, wees erop dat de gewasparameters zullen moeten /76 Tabel 13: Indicatoren modelvalidatie: root mean square error (RMSE), relative root mean square error
(RRMSE) en determinatiecoefficient (R2)
RMSE (t.ha-1 )
RRMSE (-)
R2 (-)
gras
3.07
0.23
0.12
kuilmaïs
4.98
0.28
0.26
aardappel
3.07
0.30
~0
wintertarwe
3.43
0.45
0.095
suikerbiet
9.36
0.43
~0 Tabel 13: Indicatoren modelvalidatie: root mean square error (RMSE), relative root mean square error
(RRMSE) en determinatiecoefficient (R2) RMSE (t.ha-1 )
RRMSE (-)
R2 (-)
gras
3.07
0.23
0.12
kuilmaïs
4.98
0.28
0.26
aardappel
3.07
0.30
~0
wintertarwe
3.43
0.45
0.095
suikerbiet
9.36
0.43
~0 worden aangepast aan recente experimentele gegevens. worden aangepast aan recente experimentele gegevens. Een andere reden kan de voorbewerking van de gegevens vóór de vergelijking van de modellen
zijn om rekening te houden met hogere oogsten in experimentele plots voor onderzoek. De
oogstvermindering is momenteel gebaseerd op expertenadvies en ook voor alle gewassen op
dezelfde manier toegepast. Dit zou geverifieerd moeten worden door onderzoeksdata met
data van landbouwers te vergelijken voor dezelfde teelten. Een derde reden kan zijn de simulaties momenteel geen rekening houden met alle beheers-
praktijken (zoals bvb irrigatie) op een veld; gedetailleerde kennis van die praktijken is dus
belangrijk voor een betere simulatie en interpretatie van de modelresultaten. 1.3.3
Resultaten modelvalidatie Table 13 toont enkele statistische indicatoren voor de overeenkomst tussen simulaties en ob-
servaties zoals de Root Mean Square Error (RMSE in t.ha-1), de relatieve root mean square error
(RRMSE) en de determinatiecoëfficiënt (R2). De RMSE is een maat voor de gemiddelde afwij-
king van de simulaties van de observaties in de oorspronkelijke eenheden. Door de RMSE te
delen door de gemiddelde waargenomen opbrengst voor elk gewas, kan een genormaliseerde
RRMSE worden verkregen, die dimensieloos is en voor alle gewassen vergelijkbaar. De R2 meet
hoe goed de variatie van de waargenomen waarden ten opzichte van de gemiddelde waar-
de wordt verklaard door een lineaire regressiemodel. Deze indices geven een schatting van
hoe goed het model met de algemene huidige parameters en aannames (SWAP-WOFOST) in
staat is de doelwaarde, in dit geval de gewasopbrengst, te simuleren. Deze waarden geven aan
dat het model de opbrengstvariabiliteit van gras en voedermaïs redelijk goed kan simuleren,
maar niet alle opbrengstvariabiliteit van aardappelen, wintertarwe en suikerbieten. Het is te
verwachten dat wanneer lokale informatie over bodem, weersdata, grondwaterstand en teelt-
praktijken beschikbaar zouden zijn en gebruikt zouden worden in het model, de resultaten
nog een stuk zouden verbeteren. Voor een echte validatie, moet er dus gewerkt worden aan
een (gedetailleerde) oogstdatabank met een goede spreiding over Vlaanderen. De jaarlijkse variatie van de waargenomen en gesimuleerde opbrengst is hieronder weer-
gegeven. Er is een grote variabiliteit tussen jaren, en binnen hetzelfde jaar tussen locaties. Zo varieert de waargenomen grasopbrengst in 2014 tussen 11 ton.ha\ -1 en 19 ton.ha\ -1 en de
aardappelopbrengst in 2019 tussen 10 ton.ha\ -1 en 15 ton.ha\ -1. De grote verschillen tussen gesimuleerde en waargenomen opbrengst in aardappel in 2019
kunnen gedeeltelijk verklaard worden door irrigatie op de proefvelden, die niet gesimuleerd
werd. Bij suikerbieten onderschat het model de opbrengst in alle jaren sterk, vooral in het
droge jaar 2018, op basis van deze kleine set waarnemingen. In dit geval is een calibratie van /77 Figuur 36: Jaarlijkse variatie van de waargenomen (rode stippen) en gesimuleerde opbrengst (balken)
van 2012 tot 2021, voor de vijf gewassen. Figuur 36: Jaarlijkse variatie van de waargenomen (rode stippen) en gesimuleerde opbrengst (balken)
van 2012 tot 2021, voor de vijf gewassen. de gewasparameters ten opzichte van wat in Waterwijzer Landbouw werd gebruikt vereist. 1.3.3
Resultaten modelvalidatie Ook is een controle van de omrekening van verse naar droge opbrengst en een beoordeling
van de relatie tussen experimentele opbrengst en opbrengst van landbouwpercelen nodig om
de modelresultaten te verbeteren. Ondanks alle gewasopbrengstvariabiliteit kan het model de
meeste van deze dynamieken beschrijven, hoewel de absolute waarden momenteel soms sterk
worden onderschat, zoals bij suikerbieten. In het algemeen mag men niet vergeten dat voor de simulatie van de opbrengsten van de
proeflocaties geen gebruik is gemaakt van locatiespecifieke informatie om te testen of de
bestaande gegevenslagen aanvaardbare resultaten opleverden. Afgezien van een betere kali-
bratie van het model, kunnen aanzienlijke verbeteringen worden verwacht als men kan werken
met nauwkeurige gegevens over bodemhorizonten en hydraulische eigenschappen en lokale
weergegevens. 1.4
Conclusies We hebben het model SWAP-WOFOST op regionale schaal toegepast om de variabiliteit van de
gewasopbrengst als gevolg van natte of droge omstandigheden in Vlaanderen te beschrijven. We gebruikten historische weergegevens van 1990 tot 2021 en geschatte gemiddelde grond-
waterstanden om de opbrengst van vijf conventionele gewassen te simuleren, namelijk gras,
voedermaïs, aardappel, wintertarwe en suikerbiet. /78 De weersvariabiliteit tussen de jaren veroorzaakt variabiliteit in de jaarlijkse gewasopbreng-
sten. De gesimuleerde opbrengst is in droge jaren gemiddeld lager dan in natte jaren. Aard-
appel, voedermaïs en suikerbieten zijn gevoeliger voor waterstress dan gras en wintertarwe. Gras geeft over de jaren heen een stabielere opbrengst dan de akkerbouwgewassen. Winter-
tarwe heeft meer last van natte omstandigheden, omdat een groot deel van het groeiseizoen
in de regenmaanden valt. Ruimtelijk gezien wordt de opbrengstvariabiliteit sterk beïnvloed
door de regionale weersvariabiliteit, de heterogeniteit van de bodem en het grondwaterpeil. In het algemeen heeft droogte meer invloed op de opbrengst van voedermaïs, aardappelen
en suikerbieten dan natte omstandigheden. Gebieden met zandleem- en leembodems heb-
ben doorgaans hogere opbrengsten dan kleigronden volgens het model, omdat de bodem de
wortelgroei minder beperkt. In het algemeen hebben ondiepe grondwaterstanden (minder dan 1 m onder het oppervlak)
een negatief effect op de opbrengst in natte jaren, maar een voordeel in droge jaren. Net
zoals de opbrengst afneemt bij diepere grondwaterstanden, neemt deze ook af bij te on-
diepe grondwaterstanden. Diepere grondwaterstanden resulteren in hogere opbrengsten in
natte jaren, aangezien meer neerslag de lage grondwaterbijdrage aan de wortelopname van
het gewas compenseert. De omvang van dit effect hangt af van de bodemtextuur en het
bewortelingspatroon van het gewas. Op basis van een beperkte dataset met experimentele opbrengstwaarnemingen in Vlaanderen
hebben wij de prestaties van het model aan een eerste, ruwe test onderworpen. Het model
zoals het momenteel is geïmplementeerd was in staat om algemene meerjarige trends in de
gemiddelde gewasopbrengst te beschrijven, ondanks vele beperkingen in de invoergegevens en
modelvereenvoudigingen. Vermits absolute waarden bij suikerbiet serieus worden onderschat,
is kalibratie van de gewasparameters nodig om nauwkeurigere resultaten te krijgen voor dit
gewas. De databank dekt momenteel nog onvoldoende alle landbouwregio’s in Vlaanderen. Het is dus ook noodzakelijk om deze op termijn uit te breiden. Dit modelkader is vrij beschikbaar voor de onderzoeksgemeenschap en zodat deze de pres-
taties ervan in de toekomst verder kan verbeteren. 2.1
Achtergrond Het natuurgebied De Zegge is een overblijfsel van het laagveen ”Geels Gebroekt” in de vallei
van de Kleine Nete. In de jaren ’60 werd dit gebied grotendeels ontwaterd met een netwerk
van sloten om het geschikt te maken voor landbouw. De Kleine Nete werd rechtgetrokken
en de Roerdompstraat werd aangelegd als barrière tussen De Zegge en de landbouwgronden. Sindsdien wordt water uit de landbouwgronden gepompt, zodat het grondwaterpeil dieper ligt
dan het waterpeil van de Kleine Nete (De Becker, INBO, 2019). In De Zegge en het nabijgelegen
natuurgebied Mosselgoren moet het waterpeil echter zo hoog mogelijk worden gehouden. Daarom is er een vijzelpomp geplaatst om het water uit de landbouwgebieden naar een
randvaart naar De Zegge te pompen (Van Diggelen & Grootjans, UA, 2019), waar het water op
een vrijwel constant niveau wordt gehouden. In de loop der jaren raakten de natuurgebieden
hydrologisch geïsoleerd van de rest van de vallei van de Kleine Nete. Die werd gekenmerkt door
dikke veenlagen die sinds de middeleeuwen geleidelijk werden ontgonnen (De Becker, 2019) als
energiebron, die geleidelijk werd vervangen door steenkool en petroleum (Vanierschot, 2014). Na landontwatering in de jaren ’60 is het begon het resterende veen af te breken door contact
met zuurstof in de lucht (Van Diggelen & Grootjans, 2019). De natuurgebieden De Zegge en Mosselgoren maken deel uit van het Habitatrichtlijngebied
”Valleigebied van de Kleine Nete met brongebieden, moerassen en heiden” (BE2100026) en
het Vogelrichtlijngebied ”De Zegge” (BE21000424) (De Becker, 2019). De Zegge is 115 ha groot
en is grotendeels eigendom van en volledig beheerd door de Koninklijke Maatschappij voor
Dierkunde van Antwerpen (KMDA) (Van Diggelen & Grootjans, 2019). De Vlaamse overheid heeft
een aantal natuurbeschermingsdoelstellingen en -prioriteiten vastgelegd voor deze gebieden. Recent werd echter de bezorgdheid geuit dat de natuurgebieden geleidelijk degraderen. De
klimaatverandering zorgt voor een toename van het aantal droogtes, waardoor de soorten die
afhankelijk zijn van natte omstandigheden verder onder druk komen te staan. Van Diggelen
en Grootjans en De Becker wijzen ook naar de pompen en grachten van de watering, al vraagt
Wyseure (2022) om een gedegen geohydrologische studie om een aantal veronderstellingen
te staven. Zo’n studie werd eerder reeds besteld door het Agentschap Natur en Bos en werd toegekend
aan het studiebureau Witteveen+Bos (”Ecohydrologische studie: basis voor herstelmaatregelen
voor Natuurreservaat De Zegge” ). Deze studie ontwikkelt eerst een numerisch geohydrologisch
grondwatermodel om zo oa de freatische grondwaterstanden te simuleren. 1.5
Referenties Vereecken, H. (1988). Pedotransfer functions for the generation of hydraulic properties for
Belgian soils [Ph.D. diss.]. Katholieke Universiteit Leuven. Franken, T., & Wolfs, V. (2022). Effecten van Klimaatverandering op de Freatische Grondwater-
standen (p. 95) [Techreport]. Sumaqua. Heinen, M., Mulder, M., & Kroes, J. (2021). SWAP 4 : technical addendum to the SWAP documen-
tation. Wageningen Environmental Research. https://doi.org/10.18174/540451 Heinen, M., Mulder, M., & Kroes, J. (2021). SWAP 4 : technical addendum to the SWAP documen-
tation. Wageningen Environmental Research. https://doi.org/10.18174/540451 van den Pol-van Dasselaar, A., Bastiaansen-Aantjes, L., Bogue, F., O’Donovan, M., & Huyghe, C. (2019). Grassland Use in Europe A Syllabus for Young Farmers. Quae. http://public.eblib.com/choice/PublicFull van den Pol-van Dasselaar, A., Bastiaansen-Aantjes, L., Bogue, F., O’Donovan, M., & Huyghe, C. (2019). Grassland Use in Europe A Syllabus for Young Farmers. Quae. http://public.eblib.com/choi /79 Van Oort, P. A. J., Timmermans, B. G. H., Meinke, H., & Van Ittersum, M. K. (2012). Key weather
extremes affecting potato production in The Netherlands. European Journal of Agronomy,
37(1), 11–22. https://doi.org/10.1016/j.eja.2011.09.002 2.1
Achtergrond Dat model wordt
gekalibreerd met metingen in peilbuizen in het gebied. Wanneer deze kalibratie afgerond is,
kan aangenomen worden dat zo’n model de beste schatting is van de huidige grondwaterstro-
mingen en stand in het hele gebied, zoals het actueel beheerd wordt, met de onzekerheden
die daar steeds bijhoren. Vervolgens kan dit numerisch model ook gebruikt worden om te /80 voorspellen wat de gevolgen zouden zijn van het wijzigen van een of meerdere waterbe-
heersmaatregelen in het gebied: het uitschakelen van pompen of het plaatsen of wegnemen
van stuwen. Op die manier kan men dus voorspellingen maken van de impact van bepaalde
maatregelen op grondwaterstanden in voorspellen wat de gevolgen zouden zijn van het wijzigen van een of meerdere waterbe-
heersmaatregelen in het gebied: het uitschakelen van pompen of het plaatsen of wegnemen
van stuwen. Op die manier kan men dus voorspellingen maken van de impact van bepaalde
maatregelen op grondwaterstanden in Volledige hydrologische isolatie van de natuurgebieden van de activiteiten in de landbouw-
gebieden is in de praktijk niet mogelijk, vermits grondwater via de ondergrond verbonden
blijft tussen de twee gebieden. Een hydrologische isolatie zou een peperduur project zijn
met ondergrondse hydrologische schermen of andere zeer verregaande ingenieurstechnische
maatregelen, wat praktisch en financieel niet wenselijk is. Om de natuurgebieden te herstel-
len heeft De Becker (INBO, 2019) voorgesteld om het landbouwgebied ten het noorden van
De Zegge en de Mosselgoren opnieuw te vernatten door de gemiddelde grondwaterstand te
verhogen met 60 cm. Van Diggelen & Grootjans (UA, 2019) adviseerden om het pompen in
de watering/het landbouwgebied ten noorden van De Zegge te stoppen en de grondwater-
standen te verhogen naar het maaiveld. Beide studies concludeerden dat landbouw bij deze
saneringsstrategieën niet meer mogelijk zou zijn. Daarom bestelde het Departement Landbouw en Visserij van de Vlaamse overheid in 2022
deze studie om een modelkader te ontwikkelen dat het effect van de grondwaterstanden
op de landbouwactiviteiten in het gebied rond De Zegge-Mosselgoren te beoordelen. Helaas
was een analyse van verschillende toekomstige grondwaterscenario’s uiteindelijk niet mogelijk
binnen de voorziene tijd wegens sterke vertragingen in de ”Ecohydrologische studie: basis
voor herstelmaatregelen voor Natuurreservaat De Zegge” uitgevoerd door het studiebureau
Witteveen+Bos, in opdracht van het Agentschap Natuur en Bos. Wij hebben echter slechts de
preliminaire resultaten van hun gekalibreerde grondwatermodel (versie december 2022) voor
de huidige situatie gebruikt om te laten zien hoe het modelkader in dit gebied kan worden
gebruikt. 2.2.1
Studiegebied Het studiegebied beslaat ongeveer 2802 ha en ligt in het noordoosten van de provincie Antwer-
pen, in de omgeving van Geel. Het valt samen met het studiegebied van de ”Ecohydrologische
studie: basis voor herstelmaatregelen voor Natuurreservaat De Zegge” uitgevoerd door het
studiebureau Witteveen+Bos. Hydrologisch gezien ligt het gebied in de vallei van de Kleine
Nete, met in het zuiden het kanaal Bocholt-Herentals. Het studiegebied omvat het Habita-
trichtlijngebied ”Valleigebied van de Kleine Nete met brongebieden, moerassen en heiden”
(BE2100026), waarin de natuurgebieden De Zegge en Mosselgoren zijn gelegen. Deze gebieden
worden omringd door landbouwgrond. Een centraal gemaal gelegen aan de noordgrens van
De Zegge ( 51° 11’ 52.62” N, 4° 54’ 26.98” E) maakt de ontwatering van de landbouwgronden
mogelijk, en een vijzel ( 51° 12’ 2.06” N, 4° 56’ 8.53” E) pompt het water uit de landbouwsloten
terug naar het natuurgebied De Zegge. De gemiddelde maandelijkse neerslag varieert van 30
mm in april tot 78 mm in augustus, en de gemiddelde temperatuur varieert van 19 °C in juli
tot 4 °C in januari (Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek (GCO), 2010-2021). /81 Figuur 37: Ligging van het studiegebied, waaronder het Habitatrichtlijngebied “Valleigebied van de
Kleine Nete met brongebieden, moerassen en heiden” (BE2100026), kanalen, rivieren en ligging centraal
pompstation en vijzelpomp. Figuur 37: Ligging van het studiegebied, waaronder het Habitatrichtlijngebied “Valleigebied van de
Kleine Nete met brongebieden, moerassen en heiden” (BE2100026), kanalen, rivieren en ligging centraal
pompstation en vijzelpomp. Figuur 38: Overzichtsbeelden van landbouwland, centraal pomphuis, vijzelpomp en waterpeilmeting
aan de vijzelpomp. Figuur 38: Overzichtsbeelden van landbouwland, centraal pomphuis, vijzelpomp en waterpeilmeting
aan de vijzelpomp. /82 2.2.1.1
Landbouw
Volgens de ”landbouwgebruikskaart” van 2021 (dept. L&V, 2021) worden in
het studiegebied vooral gras (41%), voedermaïs (24%), klaver (11%), korrelmaïs (7%) en aardappel
(6%) verbouwd. 2.2.1.1
Landbouw
Volgens de ”landbouwgebruikskaart” van 2021 (dept. L&V, 2021) worden in
het studiegebied vooral gras (41%), voedermaïs (24%), klaver (11%), korrelmaïs (7%) en aardappel
(6%) verbouwd. 2.2.1.1
Landbouw
Volgens de ”landbouwgebruikskaart” van 2021 (dept. L&V, 2021) worden in
het studiegebied vooral gras (41%), voedermaïs (24%), klaver (11%), korrelmaïs (7%) en aardappel
(6%) verbouwd. 2.2.1.1
Landbouw 2.2.1.1
Landbouw Figuur 39: Landbouwgebruik in 2021 in het studiegebied. Figuur 39: Landbouwgebruik in 2021 in het studiegebied. 2.2.1.2
Bodemtextuur
De bodem in het studiegebied is dominant zand en lemig zand vol-
gens de Digitale Bodemkaart van het Vlaamse Gewest (VPO, 2017). Voor de ontwatering van
het gebied in 1960 was de bodem voornamelijk zand/veen of veen (Van Diggelen & Grootjans,
UA, 2019). Na ontwatering van het land is een groot deel van het resterende veen afgebroken. In het natuurgebied De Zegge komen nog veengronden voor volgens de bodemkaart. Voor een
gedetailleerde kartering van de locatie en dikte van veenlagen, zouden radiometrische data
samen met optische satellietdata gecombineerd kunnen worden, zoals in O’Leary et al. (2023). De voor modellering beschikbare bodemprofielen, gepresenteerd in het hoofdstuk Modelka-
der om het effect van de grondwaterstand op de landbouwpraktijk te evalueren paragraaf
3.3.1, zijn minder gedetailleerd en bevatten geen informatie over veen in dit gebied. 2.2.1.3
Grondwater
De onderstaande kaart toont de gemiddelde grondwaterstand in het
studiegebied (voorlopige resultaten van de ecohydrologische studie van Witteveen+Bos, De-
cember 2022). Daaruit wordt duidelijk dat in de huidige toestand, de gemiddelde grondwater-
standen in de natuurgebieden ondieper zijn dan 50 cm (donkergroen). In het landbouwgebied
ten noorden van de Zegge overwegend tussen 50 cm en 100 cm diep (lichtgroen) en in het
hoger gelegen landbouwgebied ook dieper dan 100 cm (licht oranje). Dit komt overeen met
de vaststellingen uit een eerdere studie van Backx et al. (2012) in de periode 2005-2010, waar
de gemeten gemiddelde grondwaterstanden in de landbouwgebieden tussen 90 cm en 150
cm lagen, en minder dan 30 cm in het natuurgebied De Zegge. In het hele studiegebied van
de ecohydrologische studie gaan de gemiddelde grondwaterstanden nergens dieper dan 300
cm, en schommelen ze gemiddeld tussen 50 cm in de winter en 110 cm in de zomer gebaseerd
op de kaarten van het gemiddeld hoogste grondwaterstanden (GHG) en gemiddeld laagste /83 Figuur 40: Bodemtextuur in het studiegebied volgens de Digitale Bodemkaart van het Vlaamse Gewest. Figuur 40: Bodemtextuur in het studiegebied volgens de Digitale Bodemkaart van het Vlaamse Gewest. Figuur 41: Bodemtextuur in het studiegebied volgens de bodemeigenschappen gebruikt in het model. 41: Bodemtextuur in het studiegebied volgens de bodemeigenschappen gebruikt in het model. /84 /84 grondwaterstanden (GLG). Figuur 42: Gemiddelde grondwaterstanden in het studiegebied op basis van de voorlopige resulta-
ten van ”Ecohydrologische studie: basis voor herstelmaatregelen voor Natuurgebied De Zegge” (Witte-
veen+Bos). 2.2.1.1
Landbouw Er zij op gewezen dat dit geen definitieve resultaten zijn en dat het rapport van deze studie
moet worden geraadpleegd voor verder gebruik. grondwaterstanden (GLG). grondwaterstanden (GLG). Figuur 42: Gemiddelde grondwaterstanden in het studiegebied op basis van de voorlopige resulta-
ten van ”Ecohydrologische studie: basis voor herstelmaatregelen voor Natuurgebied De Zegge” (Witte-
veen+Bos). Er zij op gewezen dat dit geen definitieve resultaten zijn en dat het rapport van deze studie
moet worden geraadpleegd voor verder gebruik. Figuur 43: Gemiddeld hoogste grondwaterstanden (GHG) in het studiegebied op basis van de voor-
lopige resultaten van ”Ecohydrologische studie: basis voor herstelmaatregelen voor Natuurgebied De
Zegge” (Witteveen+Bos). Er zij op gewezen dat dit geen definitieve resultaten zijn en dat het rapport
van deze studie moet worden geraadpleegd voor verder gebruik. Figuur 43: Gemiddeld hoogste grondwaterstanden (GHG) in het studiegebied op basis van de voor-
lopige resultaten van ”Ecohydrologische studie: basis voor herstelmaatregelen voor Natuurgebied De
Zegge” (Witteveen+Bos). Er zij op gewezen dat dit geen definitieve resultaten zijn en dat het rapport
van deze studie moet worden geraadpleegd voor verder gebruik. De gedetailleerde vernattingsscenario’s waren nog niet beschikbaar bij het beëindigen van
deze studie. Het is duidelijk dat indien een grondwaterverhoging van 60 cm wordt gerealiseerd
over het hele landbouwgebied ten noorden van de Zegge (zoals voorgesteld in De Becker (INBO,
2019)), dit zou resulteren in een grondwatertafel net onder of zelfs boven het bodemoppervlak. In het westelijke deel van het landbouwgebied rond de Roerdompstraat zou dat lokaal zelfs
resulteren in water dat meer dan een halve meter boven het bodemoppervlak. Het is dus nodig /85 Figuur 44: Gemiddeld laagste grondwaterstanden (GLG) in het studiegebied op basis van de voorlopige
resultaten van ”Ecohydrologische studie: basis voor herstelmaatregelen voor Natuurgebied De Zegge”
(Witteveen+Bos). Er zij op gewezen dat dit geen definitieve resultaten zijn en dat het rapport van deze
studie moet worden geraadpleegd voor verder gebruik. Figuur 44: Gemiddeld laagste grondwaterstanden (GLG) in het studiegebied op basis van de voorlopige
resultaten van ”Ecohydrologische studie: basis voor herstelmaatregelen voor Natuurgebied De Zegge”
(Witteveen+Bos). Er zij op gewezen dat dit geen definitieve resultaten zijn en dat het rapport van deze
studie moet worden geraadpleegd voor verder gebruik. om meer realistische en gedetailleerde scenario’s te bekomen voor het gebied om vervolgens
de impact op landbouw in te kunnen schatten. 2.2.1.1
Landbouw om meer realistische en gedetailleerde scenario’s te bekomen voor het gebied om vervolgens
de impact op landbouw in te kunnen schatten. Van Diggelen & Grootjans (2019) rapporteerden 20 grondwateronttrekkingen in de nabijheid
van De Zegge. De meeste van deze onttrekkingen zijn klein, in de orde van 10000 m3.j-1 , en
enkele zijn groter dan 25000 m3.j-1 . Volgens de op het webportaal van de DOV beschikba-
re informatie over de verleende vergunningen voor het onttrekken van grondwater zijn er
momenteel 27 actieve vergunde grondwateronttrekkingen binnen het studiegebied, meestal
kleiner dan 20000 m3.j-1. Meer informatie hierover zal wellicht beschikbaar zijn in de ecohy-
drologische studie. 2.3
Resultaten en discussie - huidige toestand De volgende resultaten omvatten de analyse van de huidige gemiddelde situatie, gebaseerd op
historische weersomstandigheden en bodeminformatie zoals in de regionale analyse, maar
met grondwaterstanden gesimuleerd met een lokaal gekalibreerd grondwatermodel (Ecohy-
drologische studie Witteveen+Bos), voor de periode 2010 - 2021 (opnieuw gebruikt als sinus-
functies met GLG/GHG als amplitude, zoals uitgelegd in Modelkader om het effect van de
grondwaterstand op de landbouwpraktijk te evalueren, 3.4.1). Meer details over hoe de huidige
grondwaterstanden werden bekomen zijn te vinden in de ecohydrologische studie van Witte-
veen+Bos. In principe stelt deze de huidige situatie toestand voor inclusief de werking van de
pompen, grachten en centraal gemaal in het landbouwgebied ten noorden van De Zegge tot
aan de Kleine Nete. 2.3.1
Meteorologische omstandigheden Het neerslagtekort (P-ET0) in het studiegebied van 2010 tot 2021 is weergegeven in onder-
staande figuur. Positieve waarden betekenen meer neerslag dan verdamping door het refe-
rentiegewas, en negatieve waarden wijzen op een grotere nood aan water dan wat er aan
neerslag is gevallen. In het algemeen valt er in dit gebied meer neerslag dan gemiddeld in
Vlaanderen. 2016 en 2021 zijn natter, en de periode 2018-2020 is droog, maar minder droog
dan de mediaan van Vlaanderen. Figuur 47: Jaarlijks neerslagtekort (P-ET0) in het studiegebied, voor de periode 2010 - 2021. Figuur 47: Jaarlijks neerslagtekort (P-ET0) in het studiegebied, voor de periode 2010 - 2021. 2.2.2
Modelkader Het model SWAP-WOFOST is toegepast op perceelsniveau, volgens de eerder beschreven me-
thodiek en datalagen (Modelkader om het effect van de grondwaterstand op de landbouw-
praktijk te evalueren). We konden geen modelkalibratie en -validatie uitvoeren voor dit gebied,
aangezien er geen historische gegevensreeksen over de opbrengst publiek beschikbaar zijn. In totaal zijn 1282 simulaties uitgevoerd, elk corresponderend met elk landbouwperceel. Deze
simulaties werden uitgevoerd voor gras en voedermaïs, de dominante gewassen in het gebied
(65% van het landbouwareaal). De outputvariabelen van het model waren de potentiële en
actuele gewasopbrengst en informatie over welk type stress voor welk aandeel van de op-
brengstvermindering instond (droogtestress, zuurstofstress of indirecte effecten) in elk jaar. /86 Figuur 45: Huidige vergunde grondwateronttrekkingen in het studiegebied. Bron: DOV Figuur 45: Huidige vergunde grondwateronttrekkingen in het studiegebied. Bron: DOV Figuur 46: Locatie van de SWAP-WOFOST simulaties. Elke stip stelt één modelrun voor. Figuur 46: Locatie van de SWAP-WOFOST simulaties. Elke stip stelt één modelrun voor. /87 2.3.2
Opbrengst, opbrengstreductie en type stress Volgende figuur toont de gemiddelde gesimuleerde droge stof opbrengst voor gras en voe-
dermaïs, voor de periode 2010 - 2021, samen met de standaarddeviatie van de actuale op-
brengst (Yact) weergegeven met de zwarte foutbalken, en de opbrengstvermindering als ge-
volg van waterstress en indirecte effecten. De gesimuleerde potentiële opbrengst (grijs) stelt
de opbrengst voor in dat jaar bij de geldende weersomstandigheden, maar ideale vochtom-
standigheden in de bodem (geen stress). De gesimuleerde actuele opbrengst (groen) stelt de /88 oogst voor met de geldende grondwaterstand op een bepaald perceel (hier dus de huidi-
ge toestand zoals bekomen met het gekalibreerd grondwatermodel van de ecohydrologische
studie). Rechts zien we de relatieve opbrengstvermindering ( REDTOT = REDdir + REDind =
( Ypot−Y act
Ypot
) ∗100 + REDind ) uitgedrukt in %. De kleuren stellen het relatieve aandeel van
de verschillende stresstypes (T) in de opbrengstvermindering van een specifiek jaar voor. Daarvoor gaan we ervan uit dat de opbrengstvermindering evenredig is met de verminde-
ring van de transpiratie (T). De opbrengstvermindering uitgedrukt in % voor elk stresstype is
dan
Tdry
(Tpot−Tact) ∗REDdir (droogtestress, rood), en
Twet
(Tpot−Tact) ∗REDdir (zuurstofstress, blauw). Zo waren in 2015 voor voedermaïs de maximale potentiële opbrengst en actuele opbrengst
respectievelijk 17,9 ton ha-1 en 14,2 ton ha-1. Dat is een verschil van 20,5 %, waarvan 4,1 % ver-
oorzaakt werd door droge-droogtestress, 10,4 % door zuurstofstress en 6,0 % door indirecte
effecten. De simulaties laten een hoge opbrengstvariabiliteit door de jaren heen zien, vooral in 2011-
2012, 2014-2016 en 2021. Voor de jaren 2015 (normaal), 2018 (droog) en 2021 (nat), dus voor de
huidige situatie en niet voor de situatie bij vernattingscenario’s, de gesimuleerde drogestof-
opbrengst (groene balk in de figuur) van gras in het studiegebied gemiddeld respectievelijk
11,9 ton.ha-1, 13,8 ton.ha-1, en 12 ton.ha-1, en de gesimuleerde voedermaïsopbrengst respectie-
velijk 14,2 ton.ha-1, 16,6 ton.ha-1 en 13,7 ton.ha-1. De gemiddelde drogestofopbrengst in België,
alle grondsoorten gemengd, bedraagt ongeveer 13,5 ton.ha-1 voor gras (ILVO, 2022), en 14,8
ton.ha-1voor voedermaïs (bij een drogestofopbrengst van 65%) (STATBEL, 2022). De opbrengst varieert substantieel in de tijd voor een grondwatertafel, vooral bij voedermaïs. Dit is vooral te verklaren door de weersomstandigheden in de regio (en in Vlaanderen). De
uiteindelijke gesimuleerde opbrengst (groen) is vrij hoog in vergelijking met de potentiële op-
brengst (lichtgrijs) in de meeste jaren, en de totale opbrengst is hoger in droge dan in natte
jaren. 2.3.2
Opbrengst, opbrengstreductie en type stress Hieruit blijkt dat het agrarisch waterbeheer in de meeste situaties optimale omstan-
digheden biedt voor de landbouw, wat overeenstemt met wat de plaatselijke landbouwers
ervaren. Het is echter een delicaat evenwicht. De oogstvermindering in natte perioden hangt
samen met de ondiepe grondwaterspiegel in het studiegebied, die bij overvloedige regenval
zuurstofstress (blauwe kleur in de figuur) in de gewassen veroorzaakt. Bij gras is de gemid-
delde opbrengstvermindering altijd minder dan 30 % en wordt grotendeels veroorzaakt door
zuurstofstress (te natte omstandigheden). In voedermaïs lopen de opbrengstverliezen op tot
50 % in 2016, en ongeveer 30 % in 2021, en ook hoofdzakelijk door zuurstofstress. Het groei-
seizoen in 2016 werd gekenmerkt door te natte omstandigheden in het voorjaar en droge
omstandigheden in de volgende maanden. Dit maakte het gewas kwetsbaarder maakte voor
droogte in de volgende maanden. Indirecte effecten (bruin) zijn bij voedermaïs belangrijker
dan bij gras, hoewel zij niet meer dan 7% opbrengstvermindering veroorzaken. 2.3.3
Relatie tussen opbrengstvermindering en grondwatertafel Waar bovenstaande figuur een gemiddeld gedrag voor het hele studiegebied weergeeft, toont
de figuur hieronder de relatie tussen de totale opbrengstvermindering van gras en voedermaïs
op in 2015, 2018 en 2021 en de gemiddelde grondwaterstanden in elk individueel perceel (zoals
gesimuleerd door het gekalibreerde grondwatermodel van de ecohydrologische studie voor /89 Figuur 48: Variatie van gesimuleerde jaarlijkse opbrengst en opbrengstreducties voor gras en voe-
dermaïs zoals gesimuleerd door SWAP-WOFOST in het gebied. De linkse grafieken tonen de potentiële
(Ypot) en actuele (Yact) opbrengst in ton.ha-1 van alle percelen van het studiegebied. Ypot vertegenwoor-
digt de maximale potentiële opbrengst (zie paragraaf 2.3.2 van het modelleerkader). De zwarte balkjes
geven de standaarddeviatie van deze opbrengst weer tussen de verschillende percelen. In de recht-
se grafieken zien we de relatieve totale opbrengstvermindering (REDTOT= REDdir+REDind =(Ypot-Yact /
Ypot)*100+REDind) uitgedrukt in %. De kleuren stellen het relatieve aandeel van de verschillende stres-
stypes in de opbrengstvermindering voor. Voor het berekenen van de opbrengstvermindering door
directe effecten gaan we ervan uit dat de opbrengstvermindering evenredig is met de vermindering
van de transpiratie (T). De opbrengstvermindering uitgedrukt in % voor elk stresstype is dan (Tdry/(Tpot-
Tact))*REDdir(droogtestress, rood), en (Twet/(Tpot-Tact))*REDdir(zuurstofstress, blauw). Figuur 48: Variatie van gesimuleerde jaarlijkse opbrengst en opbrengstreducties voor gras en voe-
dermaïs zoals gesimuleerd door SWAP-WOFOST in het gebied. De linkse grafieken tonen de potentiële
(Ypot) en actuele (Yact) opbrengst in ton.ha-1 van alle percelen van het studiegebied. Ypot vertegenwoor-
digt de maximale potentiële opbrengst (zie paragraaf 2.3.2 van het modelleerkader). De zwarte balkjes
geven de standaarddeviatie van deze opbrengst weer tussen de verschillende percelen. In de recht-
se grafieken zien we de relatieve totale opbrengstvermindering (REDTOT= REDdir+REDind =(Ypot-Yact /
Ypot)*100+REDind) uitgedrukt in %. De kleuren stellen het relatieve aandeel van de verschillende stres-
stypes in de opbrengstvermindering voor. Voor het berekenen van de opbrengstvermindering door
directe effecten gaan we ervan uit dat de opbrengstvermindering evenredig is met de vermindering
van de transpiratie (T). De opbrengstvermindering uitgedrukt in % voor elk stresstype is dan (Tdry/(Tpot-
Tact))*REDdir(droogtestress, rood), en (Twet/(Tpot-Tact))*REDdir(zuurstofstress, blauw). Figuur 49: Cumulatief neerslagtekort (P-ET0) gedurende 2016. In de grafiek is de periode mei - oktober
gemarkeerd. De blauwe lijn geeft de cumulatieve P-ET0 in het studiegebied weer terwijl de zwarte lijn
de gemiddelde cumulatieve P-ET0 in Vlaanderen weergeeft van alle jaren samen (2010-2021). Figuur 49: Cumulatief neerslagtekort (P-ET0) gedurende 2016. In de grafiek is de periode mei - oktober
gemarkeerd. 2.3.3
Relatie tussen opbrengstvermindering en grondwatertafel De blauwe lijn geeft de cumulatieve P-ET0 in het studiegebied weer terwijl de zwarte lijn
de gemiddelde cumulatieve P-ET0 in Vlaanderen weergeeft van alle jaren samen (2010-2021). /90 het huidige waterbeheer). De stippen geven de simulaties voor de drie jaren in alle percelen van
het studiegebied weer. De lijnen beschrijven de gemiddelde trend van de simulaties van de drie
voorbeeldjaren (2015-groen/normaal, 2018-rood/droog, 2021-blauw/nat). Zo wordt duidelijk
dat de optimale grondwaterstand niet enkel bepaald wordt door bodem en teelt, maar ook
door het weer. In het natte jaar 2021 komt de maximale opbrengst bijvoorbeeld voor bij een
lagere grondwaterstand dan in het droge jaar 2018. De opbrengst neemt in alle jaren sterk af
bij grondwaterstanden boven de 80 cm. Figuur 50: Relatie tussen gemiddelde grondwaterstanden en opbrengstreducties, in 2015, 2018 en 2021,
voor gras en snijmaïs. De stippen achteraan geven de simulatieresultaten van alle percelen voor de drie
jaren weer, en de gekleurde lijnen geven het gemiddeld gedrag weer op basis van de simulaties van elk
jaar. De zwarte lijn vertegenwoordigt de gemiddelde relatie van alle gesimuleerde jaren (2010 tot 2021)
gecombineerd. Figuur 50: Relatie tussen gemiddelde grondwaterstanden en opbrengstreducties, in 2015, 2018 en 2021,
voor gras en snijmaïs. De stippen achteraan geven de simulatieresultaten van alle percelen voor de drie
jaren weer, en de gekleurde lijnen geven het gemiddeld gedrag weer op basis van de simulaties van elk
jaar. De zwarte lijn vertegenwoordigt de gemiddelde relatie van alle gesimuleerde jaren (2010 tot 2021)
gecombineerd. De snijpunten tussen de gekleurde lijn van elk jaar en de horizontale zwarte stippellijnen illu-
streert het effect op de opbrengstvermindering in droge en natte jaren, voor de situaties van
ondiep grondwater (50 cm) en dieper grondwater (200 cm). Bij een ondiep grondwaterpeil
van 50 cm is de opbrengstvermindering in een droog jaar lager en in een nat jaar hoger. Het
omgekeerde doet zich voor bij een diepere grondwaterstand van 200 cm, waar de opbrengst-
vermindering in een nat jaar veel lager is. Op veel plaatsen waar het grondwaterpeil ondieper
is dan 50 cm, is er nog steeds gewasopbrengst, maar met een lage rentabiliteit doordat er
belangrijke opbrengstreducties gaan optreden. Bij kleine stijgingen van het grondwaterpeil
neemt de opbrengst drastisch af tot een niveau waarop de teelt niet meer rendabel is. 2.3.3
Relatie tussen opbrengstvermindering en grondwatertafel Deze
relaties variëren bij verschillende weersomstandigheden (cfr de gekleurde lijnen van verschil-
lende jaren zijn niet identiek), maar zijn ook afhankelijk van de specifieke eigenschappen
van de verschillende gewasvariëteiten. In deze studie maakten we geen onderscheid tussen
variëteiten binnen een soort gewas en vergeleken we enkel gewassen onderling. In de huidige situatie, gebaseerd op de resultaten van een ~10-jarige periode, is het grondwa-
terpeilbeheer in het gebied optimaal voor de huidige landbouwactiviteiten (gras en voeder-
maïs), vooral in droge jaren en resulteert ook nu al bij natte jaren al in beperkingen. Dit blijkt
uit de simulaties, maar ook uit gesprekken met de landbouwers zelf tijdens workshops in 2022. /91 Mocht de grondwaterstand stijgen door vernattingsmaatregelen zoals voorgesteld in eerdere
studies (Van Diggelen & Grootjans, UA, 2019; De Becker, INBO, 2019), dan zal dit zeker gevolgen
hebben voor de rendabiliteit van de huidige teelten op de landbouwgronden ten noorden van
de Zegge. Uit bovenstaande figuur blijkt immers duidelijk dat bij grondwaterstanden boven
de 50 cm, de oogst drastisch afneemt. Mocht de grondwaterstand stijgen door vernattingsmaatregelen zoals voorgesteld in eerdere
studies (Van Diggelen & Grootjans, UA, 2019; De Becker, INBO, 2019), dan zal dit zeker gevolgen
hebben voor de rendabiliteit van de huidige teelten op de landbouwgronden ten noorden van
de Zegge. Uit bovenstaande figuur blijkt immers duidelijk dat bij grondwaterstanden boven
de 50 cm, de oogst drastisch afneemt. 2.3.4
Volgende stappen: impact van vernattingsscenario’s In de toekomst kan het in deze studie ontwikkelde modelkader worden gebruikt om de im-
pact van verschillende grondwaterstandsscenario’s op de conventionele landbouwteelten te
beoordelen. Concreet zal de zullen die scenario’s gegenereerd worden met het gekalibreerde
grondwatermodel uit de ecohydrologische studie. Met dat model kan immers de impact van
het stilleggen van pompen of andere maatregelen doorgerekend worden en kan een simula-
tie gemaakt worden van hoe dat in het hele gebied de grondwaterstanden zal beïnvloeden. Die gesimuleerde grondwaterstanden voor verschillende scenario’s kunnen dan weer gebruikt
worden om met dit modelkader de impact op landbouwteelten te berekenen. 2.4
Conclusies Het model SWAP-WOFOST werd toegepast op perceelsniveau in het studiegebied rond De
Zegge-Mosselgoren om de opbrengstvariabiliteit van gras en voedermaïs te evalueren. Dit ge-
beurde mbv de huidige grondwaterstanden zoals bekomen met het gekalibreerde grondwa-
termodel van de ecohydrologische studie, en verder met dezelfde modelinput als beschreven
in het hoofdstuk Modelkader om het effect van de grondwaterstand op de landbouwpraktijk
te evalueren. Verschillen in meteorologische condities tussen de jaren veroorzaakt een grote opbrengst-
variabiliteit over de jaren heen, vooral voor voedermaïs. Ondiepe grondwaterniveaus in het
studiegebied veroorzaken zuurstofstress in gewassen in natte jaren, maar zijn gunstig voor
de gewasproductie in droge jaren. In het algemeen is zuurstofstress de belangrijkste oorzaak
van opbrengstvermindering in dit gebied. De totale opbrengstvermindering door te droge of
te natte omstandigheden en door indirecte effecten (korter groeiseizoen) bedraagt voor bei-
de gewassen tot 30% bij de huidige grondwaterstanden en het huidige klimaat, behalve voor
voedermaïs in 2016 waar er tot 50% opbrengstreductie was, vooral door zuurstofstress. In de huidige situatie is het agrarisch waterbeheer in het gebied optimaal voor landbouwac-
tiviteiten in droge jaren, maar veroorzaken zij soms al beperkingen in natte jaren. Dit komt
overeen met de praktijkervaringen van de betrokken landbouwers in het gebied. Gedetailleerde
conclusies over het effect van stijgende grondwaterstanden als gevolg van vernattingsstrate-
gieën op de landbouw in het studiegebied kunnen uit deze studie nog niet worden getrokken,
aangezien de scenario’s nog niet klaar waren. Dit kan in de toekomst verder worden geëva-
lueerd aan de hand van de grondwaterstandscenario’s uit de ”Ecohydrologische studie: basis
voor herstelmaatregelen voor natuurgebied De Zegge” met het hier uitgewerkte modelkader. Daartoe is het voor de Vlaamse omstandigheden aangepaste model SWAP-WOFOST met bij-
behorende documentatie vrij beschikbaar in de github repository van PEILIMPACT. /92 Hoofdpunten Een oppervlakkige grondwatertafel leidt tot onvoldoende zuurstof in de bodem, waar-
door de fysische en elektrochemische eigenschappen ervan drastisch veranderen. In deze
nieuwe omstandigheden zijn geadsorbeerde fosfor en organische koolstofverbindingen
mobieler, en kunnen zij naar het oppervlaktewater migreren. Dit hangt af van de be-
schikbaarheid van fosfor in de bodem. De uitspoeling van oplosbare stikstof is doorgaans
lager en gaat meestal verloren in de vorm van gas bij hoge grondwaterstanden, omdat er
minder van beschikbaar is in de bodem. Een van de belangrijkste punten van zorg in met water verzadigde wetlands is de toename
van de nutriëntenconcentratie in het grondwater en de mogelijke verontreiniging van aan-
grenzende aquatische ecosystemen (d.w.z. eutrofiëring). De toename van de oplosbaarheid
van fosfor (mobilisatie) en de diffusie zijn inderdaad de belangrijkste veranderingen van het
stijgende grondwaterpeil. Maar ook de toename van verontreinigende gassen zoals methaan,
die de mitigatie van de klimaatverandering in de weg kan staan. Bij een stijging van het grondwaterpeil, en dus van de bodemvochtigheid, gaan bodems door
het gebrek aan zuurstof over op anaërobe omstandigheden. In deze omstandigheden over-
heersen gespecialiseerde bodembacteriën die het organische materiaal langzaam afbreken. De afbraak van het organisch materiaal (mineralisatie) tot voornamelijk methaan en kooldi-
oxide, en de opname van voedingsstoffen (assimilatie) zijn dan ook zeer trage processen, die
leiden tot accumulatie van plantenresten. Tegelijkertijd wijzigen veranderingen in de pH de
hoeveelheid oplosbare nutriënten en chemicaliën in de bodem. Anorganisch fosfor is meestal
gebonden aan kleideeltjes, ijzer, aluminium en calcium. De gewijzigde pH in anaërobe om-
standigheden verhoogt de oplosbaarheid van deze elementen, en de geadsorbeerde fosfor en
organische koolstofverbindingen komen vrij in de bodemoplossing. Stikstof daarentegen gaat
meestal als stikstofgas uit de bodem verloren. Door dit stikstofverlies is er minder oplosbare
stikstof beschikbaar voor planten. 2.5
Referenties Backx, H., MeireP., Van Diggelen, R. (2011). Ecohydrologie van De Zegge. Een beschrijving over de
tijdsperiode 2005-2010. Rapport Universiteit Antwerpen, Onderzoeksgroep Ecosysteembeheer,
ECOBE 012-R156 Backx, H., MeireP., Van Diggelen, R. (2011). Ecohydrologie van De Zegge. Een beschrijving over de
tijdsperiode 2005-2010. Rapport Universiteit Antwerpen, Onderzoeksgroep Ecosysteembeheer,
ECOBE 012-R156 De Becker, P. (2019). Ecologisch onderbouwde scenario’s voor moerasontwikkeling en hydro-
logisch herstel in De Zegge en Mosselgoren [Techreport]. Instituut Natuur- en Bosonderzoek
(INBO). URL studie INBO De Becker, P. (2019). Ecologisch onderbouwde scenario’s voor moerasontwikkeling en hydro-
logisch herstel in De Zegge en Mosselgoren [Techreport]. Instituut Natuur- en Bosonderzoek
(INBO). URL studie INBO Vanierschot, L. (2014). Soil organic carbon in the landscape: relation with natural and anthro-
pogenic gradients in the Campine region. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.3085.7446 VPO. (2017). Digitale bodemkaart van het Vlaams Gewest: bodemtypes. Geopunt bodemkaart O’Leary, D., Brown, C., Healy, M. G., Regan, S., & Daly, E. (2023). Observations of intra-peatland
variability using multiple spatially coincident remotely sensed data sources and machine
learning. Geoderma, 430, 116348. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2023.116348 ILVO. (2022). Vergelijkende tabel van kenmerken van grassoorten - Rassenlijst. https://rassenlijst.ilvo.vlaanderen.be/en/comparison-of-grass-variety-characteristics STATBEL. (2022). Land- en tuinbouwbedrijven. https://statbel.fgov.be/nl/themas/landbouw-
visserij/land-en-tuinbouwbedrijven Van Diggelen, R., & Grootjans, A. P. (2019). Bedreigingen en herstelmogelijkheden van het KMDA
reservaat “De Zegge”, Onderzoeksgroep Ecosysteembeheer, ECOBE 019-R233 [Techreport]. htt-
ps://pure.rug.nl/ws/portalfiles/portal/80198493/Experteninschatting_Ecohydrologie_Zegge_1_.pdf Wyseure, G. (2022). Beschouwingen over de Zegge. Juni 2022. /93 /93 1.1
Inleiding Stijgende grondwaterstanden veroorzaken drastische veranderingen in het ecosysteem en in
de fysische en elektrochemische eigenschappen van de bodem (Harpenslager et al. , 2015). Afhankelijk van de intensiteit van de vernatting is conventionele landbouw soms niet lan- /94 ger mogelijk. De toename van de mobilisatie van nutriënten in bodems die voorheen in de
landbouw werden gebruikt, kan leiden tot verontreiniging van het oppervlaktewater, met on-
gewenste effecten in aquatische milieus (d.w.z. eutrofiëring) (Zak & Gelbrecht, 2007; Johnston
et al. , 2005). Het opnieuw bevochtigen van drooggelegde veengebieden in de landbouw is
bijzonder kritisch vanwege de grote hoeveelheid nutriënten en organisch materiaal (Zak &
Gelbrecht, 2007). Talrijke studies wijzen op het vermogen van wetlandvegetaties zoals kat-
tenstaart (Thypa sp. ) om overtollige stikstof en fosfor uit het oppervlakte- en poriewater te
verwijderen. Als zodanig voorkomen zij accumulatie en transport van nutriënten en verminde-
ren zij de uitstoot van methaan (CH4 ), waarvan bekend is dat deze toeneemt in overstroomde
omstandigheden (Vroom et al. , 2018; Belle, 2021; Geurts et al. , 2020). De omvang en de duur van de verzadigde bodem en de aanwezigheid van microbiologische
activiteit bepalen of er wateroverlast (anaërobe omstandigheden) kan optreden (Moore et
al. , 1998). Deze omstandigheden doen zich voor in vernatte wetlands, waar het waterpeil
boven of iets onder het bodemoppervlak wordt gehouden. De zuurstof uit de onderliggende
waterkolom kan een klein deel van het bodemoppervlak bereiken voordat het uitgeput raakt,
waardoor een dunne aërobe laag ontstaat bovenop een dikkere anaërobe laag. De diepte
van deze aërobe laag hangt af van de zuurstofvoorziening en de verbruikssnelheid in de
bodem, en is zelfs onbestaande in bodems met veel afbreekbaar organisch materiaal aan het
bodemoppervlak (Buresh et al. , 2008). Daarom zijn de chemische processen in de anaërobe
laag in dit hoofdstuk het belangrijkst. In Vlaanderen is de beschikbaarheid van zowel fosfor (P) als stikstof (N) in de bodem hoog,
mede als gevolg van de intensieve veehouderij en landbouw. In de loop der jaren zijn op de
Vlaamse landbouwgronden aanzienlijke P-reserves aangelegd, en de stikstofemissies (voorna-
melijk ammoniak) ten gevolge van landbouwactiviteiten zijn alarmerend gebleven, en vormen
het aandachtspunt van de mestwetgeving (Bomans et al. , 2005; Departement Omgeving, 2022). Fosfor is gewoonlijk zeer sterk gebonden aan bodemdeeltjes, en erosie en afspoeling zijn de
belangrijkste mechanismen voor het transport van P-deeltjes naar het oppervlaktewater (Bo-
mans et al. , 2005). 1.1
Inleiding Onder anaërobe omstandigheden komt een deel van het gebonden fosfor
in de bodemoplossing terecht en kan het via de oppervlakteafvoer en ook als oplosbaar of
opgelost P worden getransporteerd (Ponnamperuma, 1972), met een ernstig risico van eu-
trofiëring in nabijgelegen wateren. Evenzo veroorzaken overmatige stikstofemissies en latere
depositie in de bodem eutrofiëring en bodemverzuring (Departement Omgeving, 2022). Het
is daarom belangrijk de mogelijke effecten van vernatting op de mobilisatie van nutriënten,
gasemissies en beschikbaarheid te onderzoeken. In dit hoofdstuk worden de belangrijkste chemische en fysische transformaties van nutriënten
en andere verbonden elementen in waterige bodems (anaerobe omstandigheden) beschreven,
met de nadruk op fosfor, en de mogelijke effecten daarvan op het ecosysteem. 1.2
Chemie van verzadigde bodems onder anaerobe omstandigheden Een stijgend waterpeil veroorzaakt een snelle verschuiving van aerobe naar anaerobe bodem-
processen (Harpenslager et al. , 2015). Onder anaerobe omstandigheden bevinden bodems
zich in een gereduceerde toestand in plaats van een geoxideerde toestand, wat verschillende /95 elektrochemische veranderingen veroorzaakt zoals afname van het redoxpotentiaal, verande-
ringen in de pH, drastische verschuivingen in minerale evenwichten en sorptie en desorptie
van ionen (Ponnamperuma, 1972). Reductie is de opname van elektronen door een oxideren-
de stof of acceptor, terwijl oxidatie het verlies van elektronen door een reducerende stof of
donor is. Redoxpotentiaal geeft aan hoe gemakkelijk elektronen worden overgedragen van of
naar chemische componenten in een oplossing. Onder anaërobe omstandigheden gebruiken
facultatieve en obligate anaerobe micro-organismen organische materiaal in de bodem als
substraat of donor, en geoxideerde bodemcomponenten zoals nitraat (NO3-) of mangaandi-
oxide (MnO2) als elektronenacceptoren in hun ademhaling. De gereduceerde componenten
tijdens de anaerobe ademhaling zijn gewoonlijk koolstofdioxide (CO2), methaan (CH4), ammo-
nium (NH4+), ammoniak (NH3), waterstofsulfide (H2S), ethyleen (C2H4), etc. (Ponnamperuma,
1972). Onder anaerobe omstandigheden heeft de bodem een lage redoxpotentiaal, omdat
anaerobe bacteriën werken bij een laag energieniveau als gevolg van de onvolledige afbraak
van koolhydraten (Zak & Gelbrecht, 2007; Ponnamperuma, 1972; Buresh et al. , 2008). Daar-
om zijn decompositie en assimilatie zeer trage processen en hopen plantenresten zich op in
waterhoudende of slecht gedraineerde bodems (bv. veengebieden). Figuur 51: Belangrijkste elektrochemische transformaties in de bodem onder water. Figuur 51: Belangrijkste elektrochemische transformaties in de bodem onder water. 1.2.1
Sequentiële reductie Tijdens de overgang van aerobe naar anaerobe omstandigheden raakt de zuurstof snel uitge-
put en worden andere bodemverbindingen gebruikt als elektronenacceptoren voor anaerobe
bacteriën. De keuze van deze elektronenacceptoren gebeurt ruwweg in de volgorde zoals
weergegeven in tabel 1, volgens de redoxpotentiaal of elektronenactiviteit (pe) (Ponnamperu-
ma, 1972; Amery, 2012). Hoe negatiever pe is, hoe sterker het reductiepotentieel. Na zuurstofdepletie worden eerst MnO2 (Mn4+) of NO3- gereduceerd tot respectievelijk Mn2+ en
N2.De reductie van NO3- begint pas nadat de zuurstofconcentratie tot een zeer lage waarde
is gedaald, en hun aanwezigheid vertraagt de reductie van de volgende oxiden in de reeks. /96 Tabel 14: Opeenvolging van halve reductiereacties in ondergedompelde bodems met pe-waarden voor-
speld voor gelijke concentraties van de gereduceerde en geoxideerde soorten in oplossing (Amery, 2012) Tabel 14: Opeenvolging van halve reductiereacties in ondergedompelde bodems met pe-waarden voor-
speld voor gelijke concentraties van de gereduceerde en geoxideerde soorten in oplossing (Amery, 2012) pe*
pH 5
pH 7
1) 1/4O2 + e- +H+ =1/2H2 O
15.6
13.6
2) 1/2MnO2 + e- +2 H+ =1/2Mn2+ +H2 O
12.8
8.8
3) 1/2NO3- + e- + H+ =1/2 NO2- +1/2 H2 O
9.3
7.3
4) Fe(OH)3 + e- +3 H+ =Fe2+ +3H2 O
4.8
-1.2
5) 1/8SO 42- + e- +5/4 H+ =1/8H2 S+1/2H2 O
-1.0
-3.5
6) 1/8CO2 + e- + H+ =1/8CH4 +1/4H2 O
-2.1
-4.1
7) H+ + e- =1/2H2
-5.0
-7.0
8) 1/4CO2 + e- +H+ =1/4CH2 O+1/4H2 O
-6.1
-8.1
* voor vaste fase/oplossingsevenwichten: con-
centraties van opgeloste stoffen van 10-4 M. At-
mosferische gassamenstelling aangenomen: par-
tiële druk van O2 van 0,21 bar, N2 van 0,778 bar,
en CO2 van 3,2 10-4 bar. MnO2 heeft minder invloed dan NO3- omdat het onoplosbaar is in water en slechts door
enkele specifieke bacteriën als elektronenacceptor wordt gebruikt. De volgende in de reeks is
ijzer(III)hydroxide Fe(OH)3 (Fe3+), dat wordt gereduceerd tot Fe2+. Onder sterk gereduceerde
omstandigheden worden sulfaat (SO42-), CO2 en H+ gebruikt als elektronenacceptor voor de
bacteriële ademhaling (Ponnamperuma, 1972; Boyd, 1995). MnO2 heeft minder invloed dan NO3- omdat het onoplosbaar is in water en slechts door
enkele specifieke bacteriën als elektronenacceptor wordt gebruikt. De volgende in de reeks is
ijzer(III)hydroxide Fe(OH)3 (Fe3+), dat wordt gereduceerd tot Fe2+. Onder sterk gereduceerde
omstandigheden worden sulfaat (SO42-), CO2 en H+ gebruikt als elektronenacceptor voor de
bacteriële ademhaling (Ponnamperuma, 1972; Boyd, 1995). 1.2.2
Zuurstof en andere gassen In verzadigde omstandigheden kunnen zuurstof en andere gassen zich alleen door de bo-
dem verplaatsen door moleculaire diffusie in het poriewater. Dit proces is veel trager dan
diffusie door met gas gevulde poriën (ongeveer 10000 keer trager), en daarom neemt de
zuurstofdiffusiesnelheid sterk af wanneer de bodem verzadigd raakt. Binnen enkele uren na
verzadiging is alle beschikbare moleculaire zuurstof in het water of in de bodem uitgeput
door micro-organismen. In deze anaerobe omstandigheden worden tijdens de ademhaling
en alcoholische gisting behalve kooldioxide (CO2) ook andere tussengassen geproduceerd, zo-
als methaan (CH4) en ethyleen (C2H4), die zich in de bodem ophopen en uiteindelijk ook in de
atmosfeer terechtkomen (Moore et al. , 1998). 1.3
Transformatie van fosfor In de bodem is fosfor (P) aanwezig aan bodemdeeltjes, als mineralen zoals Fe-Al oxiden en
Ca-carbonaten, als onderdeel van organisch materiaal en een zeer klein percentage opgelost
in de bodemoplossing (Bomans et al. , 2005). Fosfor (P) is een beperkende voedingsstof voor
de groei van gewassen, vooral tijdens de vegetatieve fase. In Vlaanderen variëren de kritische
P-waarden voor optimale plantengroei van 59 mg P/kg droge grond in wintertarwe tot 164
mg P/kg droge grond in maïs (Stijn Martens et al. , 2020). Oplosbare vormen van P zoals
orthofosfaat-ionen (H2PO4- en HPO42-)worden door planten geabsorbeerd en aan de vruchten
en zaden toegewezen tijdens de voortplantingsfase (Bomans et al. , 2005). Overtollig oplosbaar
P gaat verloren door afspoeling en uitspoeling. De belangrijkste transformaties van fosfor in
de bodem zijn hieronder geïllustreerd. 1.2.4
Temperatuur De bodemtemperatuur bepaalt hoofdzakelijk de zuurstofdepletiesnelheid in overstroomde
bodems. Bij lage temperatuur is de biologische activiteit van planten en bodemmicro-organismen
laag en dus ook de zuurstofbehoefte. De zuurstofbehoefte neemt echter exponentieel toe met
de temperatuur. Bij een hogere temperatuur groeien planten sneller en neemt de microbiolo-
gische activiteit toe, waardoor de zuurstofbehoefte in warme omstandigheden snel afneemt
(Moore et al. , 1998). De temperatuur heeft dus een sterk effect op de bodemreductieprocessen
in overstroomde bodems (Ponnamperuma, 1972). 1.2.3
pH De pH van de bodem is een maat voor de concentratie waterstofionen in de bodemoplossing. De waarde varieert van 0 tot 14, waarbij 5,5 tot 8,0 als ideaal voor plantengroei wordt be-
schouwd. Bodems met een lage pH-waarde (<5,5) worden als zuur beschouwd, terwijl bodems
met een hoge pH-waarde (>8,0) als alkalisch worden geclassificeerd (Rengasamy, 2022). De pH
stijgt in verzadigde zure bodems en daalt in verzadigde alkalische bodems, totdat beide een
relatief stabiele waarde van ongeveer 7 bereiken (Ponnamperuma, 1972). Dit is te zien in ver-
schillende experimenten die uitgevoerd zijn bij vernattingsprojecten (Zak & Gelbrecht, 2007; /97 Riet et al. , 2013). De stijging van de pH in zure bodems heeft te maken met bodemreductie-
processen, terwijl de daling ervan in alkalische bodems het gevolg is van CO2 accumulatie. Dit
fenomeen kan echter veranderen afhankelijk van het organische stof- en ijzergehalte. Orga-
nische stof en ijzer versterken de daling van de pH in basische of alkalische bodems, terwijl
ze de stijging van de pH in zure bodems beperken (Ponnamperuma, 1972). De pH beïnvloedt in hoge mate de hydroxide-, carbonaat-, sulfide-, fosfaat- en silicaat-evenwichten
in overstroomde bodems. Deze evenwichten regelen hun chemische en fysische omzettingen,
waaronder neerslag en oplossing van vaste stoffen, sorptie en desorptie van ionen (Ponnam-
peruma, 1972); en uiteindelijk hun beschikbaarheid in de bodemoplossing en voor de planten. 1.3.1
De rol van het kleigehalte en de bodemmineralogie Anorganisch P heeft een hoge affiniteit met kleideeltjes, ijzer (Fe), aluminium (Al) en calcium
(Ca) oxiden in de bodem (Prasad & Chakraborty, 2019; Zak & Gelbrecht, 2007). IJzer- en alumi-
niumfosfaten overheersen in zure bodems en sedimenten, terwijl calciumfosfaten aanwezig
zijn in alkalische bodems (Ponnamperuma, 1972). In anaerobe omstandigheden, als gevolg van
de stijging van de pH in zure bodems en de daling in alkalische bodems, worden onoplosba-
re ijzer-, aluminium- of calciumoxiden gereduceerd tot oplosbare vormen (Fe2+ , Al2+ , Ca+ ),
die zich gemakkelijk in de bodemoplossing kunnen verplaatsen (Ponnamperuma, 1972). Gead-
sorbeerd fosfor komt dan vrij en wordt deel van de bodemoplossing. Kleiachtige bodems of /98 Figuur 52: Fosforroutes en transformaties in de bodem. Aangepast van Prasad & Chakraborty (2019). Figuur 52: Fosforroutes en transformaties in de bodem. Aangepast van Prasad & Chakraborty (2019). bodems met hoge concentraties Fe, Al of Ca oxiden, hebben een grotere P adsorptiecapaciteit
en daarom zal de beschikbaarheid van P groter zijn wanneer een groter deel van de bodem
verzadigd raakt (Prasad & Chakraborty, 2019). Riet et al. (2013) vonden dat P-waarden in op-
nieuw vernatte veengronden en met klei bedekte veengronden tot 11,7 mg P-PO4/l bedroegen,
waarbij dit in verzadigt veen hoger was vanwege een grotere beschikbaarheid van ijzergebon-
den fosfor in die omgevingen. Onder verzadigde omstandigheden wordt ook mangaandioxi-
de (MnO2, Mn4+) gereduceerd tot oplosbare mangaanionen (Mn2+). Hoge concentraties Fe2+ en
Mn2+ ionen kunnen giftig zijn voor planten (Ponnamperuma, 1972). 1.3.2
Mineralisatie- en transportprocessen Mineralisatie is het proces waarbij in organisch materiaal aanwezige nutriënten (C, P, N, K)
worden omgezet in anorganische verbindingen die gemakkelijk beschikbaar zijn voor planten. Dit proces wordt versterkt bij een hoger bodemvochtgehalte, omdat bodemmicro-organismen
de voorkeur geven aan een natter milieu (Whalen et al. , 2001). Het vertraagt onder anaerobe
omstandigheden, omdat anaerobe bacteriën langzamer werken. Het is duidelijk dat bij een
hoger gehalte aan organisch materiaal (d.w.z. veengebieden) meer beschikbare vormen van
P in de bodem kunnen vrijkomen (Prasad & Chakraborty, 2019). Verder kunnen organische
moleculen zoals humuszuren sorptie- en neerslagprocessen van fosfaat belemmeren, wat leidt
tot meer beschikbaarheid van oplosbaar P in de bodem (Amery & Vandecasteele, 2015; Prasad &
Chakraborty, 2019). Zak & Gelbrecht (2007) vonden dat de hoogste oplosbare P-concentratie in
poriewater (143 M) werd gemeten in sterk afgebroken veen, terwijl verwaarloosbare toenames
werden gevonden in licht afgebroken veen. Oppervlakteafvoer is de belangrijkste hydrologische route van fosforverlies van de bodem naar
het oppervlaktewater (Prasad & Chakraborty, 2019), vooral in landbouw- en veeteeltgebieden. Afvloeiend water transporteert deeltjes P binnen geërodeerde bodemdeeltjes, en opgelost P. Diffusie van het oplosbare P hangt sterk af van het bodemvochtgehalte. Opgelost P verplaatst
zich door de bodemporiën met het water en kan dus gemakkelijker worden getransporteerd
en verloren gaan door afstroming bij hoge grondwaterstanden (Amery & Vandecasteele, 2015). De oppervlakteafvoer tijdens regenval is hoger in verzadigde bodems, en het risico van P- /99 verliezen neemt toe in gebieden met een hoog P-overschot zoals het geval is in Vlaanderen. 1.4
Transformatie van stikstof Net als fosfor is stikstof een essentiële voedingsstof voor de groei, ontwikkeling en voort-
planting van gewassen (Moore et al. , 1998). Het is in bodems en sedimenten vooral aanwezig
als ammonium (NH4+ ), moleculaire stikstof (N2 ), nitriet (NO2- ), nitraat (NO3- ) en complexe
organische stoffen (die niet gemakkelijk beschikbaar zijn voor opname door planten) (Pon-
namperuma, 1972). De omzettingen zijn grotendeels afhankelijk van microbiële activiteit die
wordt gestuurd door fysische en chemische kenmerken van de bodem, zoals organisch ma-
teriaal, temperatuur, bodemvocht en pH. Ammonium en nitraat zijn oplosbare vormen van
stikstof, die makkelijk beschikbaar zijn voor planten. In anaerobe bodems zijn de belangrijk-
ste transformaties de accumulatie van NH4+, denitrificatie en stikstoffixatie (Ponnamperuma,
1972). De meeste stikstof gaat uit de bodem verloren in de vorm van stikstofgas (N2); door dit
stikstofverlies is er minder opgelost stikstof beschikbaar voor planten. Figuur 53: Stikstofroutes en -transformaties. Aangepast van ESN (2020). Figuur 53: Stikstofroutes en -transformaties. Aangepast van ESN (2020). 1.4.2
Denitrificatie en stikstoffixatie Denitrificerende bacteriën gebruiken NO3- in plaats van zuurstof als oxidatiemiddel om stik-
stof om te zetten in stikstofgas (N2), dat uiteindelijk ontsnapt naar de atmosfeer (Ponnampe-
ruma, 1972). In aanwezigheid van een hoge beschikbaarheid van nitraat (d.w.z. door bemesting,
plantenresten) kan onvolledige denitrificatie door een tekort aan zuurstof leiden tot lachgase-
missies (N2O) (Vroom et al. , 2018; IPV, 2022). Vastgesteld is dat lachgas verwaarloosbaar is in
wetlands de vernat werden (Vroom et al. , 2018). In overstroomde bodems kan ammonium in
de dunne bovenste aerobe laag worden omgezet in nitraat en diffunderen naar de anaerobe
zone, waar het wordt gedenitrificeerd (Tusneem, 1971). Het zuurstofgebrek en de grote hoeveelheid opgeloste organische koolstof bevorderen ook
de biologische stikstofbinding door cyanobacteriën. Dit proces doet zich typisch voor in rijst
‘paddies’ (Buresh et al. , 2008). 1.5.1
Omzetting van koolstof De belangrijkste omzetting van koolstof onder natte omstandigheden is de afbraak van het
organische materiaal (bijv. koolhydraten) door bodemmicro-organismen tijdens de respiratie
(Ponnamperuma, 1972). Deze omzetting verloopt veel trager dan in aerobe omstandigheden,
omdat bij deze omzettingen veel minder energie vrijkomt. Methaan (CH4) is het typische eind-
product van de anaërobe afbraak van organisch materiaal, gewoonlijk vergezeld van kleinere
hoeveelheden koolstofdioxide (CO2), organische zuren en waterstof (Ponnamperuma, 1972). De uitstoot van CH4 is een van de belangrijkste problemen in vernatte veengebieden omdat
het een zeer verontreinigend gas is. In bodems die rijk zijn aan organisch materiaal kan CO2
zich ophopen in het poriewater en carbonaten oplossen (Zak & Gelbrecht, 2007). Naast P zijn ijzeroxiden ook gebonden aan organische koolstofstofverbindingen. Bij de re-
ductie van deze oxiden onder anaerobe omstandigheden komt opgeloste organische koolstof
(DOC) vrij in de bodemoplossing (Zak & Gelbrecht, 2007; Harpenslager et al. , 2015; Maranguit
et al. , 2017). 1.4.1
Accumulatie van ammonium 1.4.1 Nadat het grondwaterpeil is gestegen tot er volledige bodemverzadiging optreedt, putten
micro-organismen de resterende zuurstof snel uit. Bij gebrek aan zuurstof kan de chemische
omzetting van organische stikstof (mineralisatie) niet verder gaan in de omzetting in NO3-, en
bijgevolg hoopt NH4+ zich op in de bodem (Buresh et al. , 2008). Ook het feit dat anaerobe
bacteriën een lage stikstofbehoefte hebben, draagt bij aan een snellere ammoniumafgifte en
-accumulatie (Tusneem, 1971). Riet et al. (2013) rapporteerden dat een hoge ammoniumafgifte
(4,8 mg N-NH4+/l) werd waargenomen in vernatte veengebieden. Ook Zak & Gelbrecht (2007)
zagen dat de bovenste sterk ontbonden veenlaag vooral verantwoordelijk was voor de ho-
ge mobilisatie van ammonium na vernatting, vanwege de beschikbaarheid van afbreekbaar
organisch materiaal. Vervluchtiging van ammoniak is een andere route van stikstofverlies uit /100 overstroomde en bemeste bodems. Een hoge pH (7,5 tot 10) en temperatuur bevorderen het
verlies van toegevoegde meststoffen door ammoniakvervluchtiging (Buresh et al., 2008). overstroomde en bemeste bodems. Een hoge pH (7,5 tot 10) en temperatuur bevorderen het
verlies van toegevoegde meststoffen door ammoniakvervluchtiging (Buresh et al., 2008). Effecten op waterkwaliteit en biodiversiteit 1.6 Een toename van de beschikbaarheid van nutriënten in de bodemoplossing, met name fosfor
(P), kan leiden tot verontreiniging van plaatselijke semi-aquatische ecosystemen. Deze toe-
name is agronomisch gezien onbeduidend omdat fosfor en stikstof beperkende nutriënten
zijn voor de gewasgroei, maar kleine concentraties in het water (20 µg/l) kunnen aquati-
sche ecosystemen al aantasten en de waterkwaliteit verminderen (Bomans et al. , 2005). De
hoeveelheid P die in het water vrijkomt is afhankelijk van de beschikbaarheid ervan in ver-
schillende vormen in de bodem, hetzij in het organische materiaal, gehecht aan ijzer (Fe),
aluminium (Al) en calcium (Ca) deeltjes, hetzij als fosfaatmineralen. Ook de Fe/P-verhouding
bepaalt de uitvoer van P uit eutrofe wetlands naar nabijgelegen waterlichamen (Zak et al. ,
2004). Stikstofverontreiniging van de bodem door atmosferische depositie van stikstof is min-
der waarschijnlijk onder waterige omstandigheden omdat de uitstoot van verontreinigende
gassen zoals ammoniak en stikstofoxiden zeer gering is. In het geval van vernatting van veengebieden wordt de artifici¨ele verwijdering van de sterk
vergane toplaag beschouwd als een mechanisme om koolstofverliezen, P- en N-mobilisatie
en uiteindelijk eutrofiëringsproblemen te verminderen (Zak & Gelbrecht, 2007; Harpenslager
et al. , 2015). Verwijdering van bovengrond kan ook voorkomen dat snelgroeiende planten in
voedselrijk water (bijv. lisdodde, riet) de overhand nemen en de biodiversiteit van het wetland
verminderen (Harpenslager et al. , 2015). Deze methode is echter duur (Klimkowska et al. ,
2010). Een alternatieve oplossing is het gebruik van paludicultuurgewassen in een eerste fase
om overtollige nutriënten te absorberen en de verspreiding en accumulatie van nutriënten
te voorkomen (Vroom et al. , 2018; Geurts et al. , 2020). Paludicultuur wordt in het volgende
hoofdstuk nader toegelicht. 1.5.2
Sulfaat transformatie In zeer slecht gedraineerde bodems wordt sulfaat (SO42-) gereduceerd tot sulfide (S2-) en soms
tot waterstofsulfide (H2S) (Moore et al. , 1998). H2S kan met zware metalen reageren tot onop-
losbare sulfiden, of waterstof leveren aan fotosynthetische zwavelbacteriën (Ponnamperuma,
1972). Zak & Gelbrecht (2007) stelden vast dat de sulfaatconcentratie sterk toenam na vernat-
ting, maar ook weer snel afnam in de bovenste, sterk vergane veenhorizont. /101 Buresh, R. J., Reddy, K. R., & Kessel, C. (2008). Nitrogen Transformations in Submerged Soils (p. 1.6.1
Referenties Amery, F. (2012). Milieuchemie - Soil & water Lecture notes 2012-2013. Amery, F., & Vandecasteele, B. (2015). Wat weten we over fosfor en landbouw? Deel 1: Beschik-
baarheid van fosfor in bodem en bemesting (p. 98). Instituut voor Landbouw-, Visserij- en
Voedingsonderzoek. Belle, J. (2021). Natte teelt voor waterkwaliteit Verkenning van de bijdrage van paludicultuur aan
waterkwaliteitsverbetering in een Friese polder [Techreport]. Hogeschool Van Hall Larenstein. Belle, J. (2021). Natte teelt voor waterkwaliteit Verkenning van de bijdrage van paludicultuur aan
waterkwaliteitsverbetering in een Friese polder [Techreport]. Hogeschool Van Hall Larenstein. Bomans, E., Fransen, K., Gobin, A., Mertens, J., Michiels, P., Vandendriessche, H., & Vogels, N. (2005). Aanpak van fosforgerelateerde problemen in de landbouwpraktijk Eindrapport aan de
Europese Commissie (p. 283) [Techreport]. Bodemdienst van België. Boyd, C. E. (1995). Soil Organic Matter, Anaerobic Respiration, and Oxidation-Reduction. In
Bottom Soils, Sediment, and Pond Aquaculture (blz. 194-218). Springer US. 10.1007/978-1-4615-
1785-6_6 Buresh, R. J., Reddy, K. R., & Kessel, C. (2008). Nitrogen Transformations in Submerged Soils (p. /102 36) [Techreport]. Departement Omgeving. (2022). Programmatische aanpak stikstof [Techreport]. ESN. (2020). De stikstofcyclus, uitgelegd. Geurts, J. J. M., Oehmke, C., Lambertini, C., Eller, F., Sorrell, B. K., Mandiola, S. R., Grootjans, A. P., Brix, H., Wichtmann, W., Lamers, L. P. M., & Fritz, C. (2020). Nutrient removal potential and
biomass production by Phragmites australis and Typha latifolia on European rewetted peat
and mineral soil. Science of The Total Environment, 747, 141102. 10.1016/j.scitotenv.2020.141102 Harpenslager, S. F., van den Elzen, E., Kox, M. A. R., Smolders, A. J. P., Ettwig, K. F., & Lamers,
L. P. M. (2015). Herbevochtiging van voormalige agrarische veengebieden: Topsoil removal as a
prerequisite to avoid strong nutrient and greenhouse gas emissions. Ecological Engineering,
84, 159-168. 10.1016/j.ecoleng.2015.08.002 IPV. (2022). Samen 5 jaar zoeken naar duurzaam landgebruik in het veenweidegebied Eind-
rapportage Innovatie Programma Veen 2017-2022 (p. 64) [Techreport]. Johnston, A. E., Dawson, C. J., & Agricultural Industries Confederation. (2005). Fosfor in de
landbouw en in relatie tot de waterkwaliteit. Agricultural Industries Confederation. Klimkowska, A., Dzierża, P., Brzezińska, K., Kotowski, W., & Mędrzycki, P. (2010). Kunnen we de
hoge kosten van natuurherstel afwegen tegen de methode van bovengrondse verwijdering? Gevalsstudie uit Polen. Tijdschrift voor Natuurbehoud, 18(3), 202-205. 10.1016/j.jnc.2009.09.003 Maranguit, D., Guillaume, T., & Kuzyakov, Y. (2017). Effecten van overstroming op de mobili-
satie van fosfor en ijzer in sterk verweerde bodems onder verschillende landgebruikstypen:
Kortetermijneffecten en mechanismen. CATENA, 158, 161-170. 10.1016/j.catena.2017.06.023 Moore, G. 1.6.1
Referenties A., Agriculture Western Australia, & National Landcare Program (W.A.). (1998). Soilgui-
de: a handbook for understanding and managing agricultural soils. Landbouw West-Australië. Ponnamperuma, F. N. (1972). The Chemistry of Submerged Soils. In Advances in Agronomy (Vol. 24, pp. 29-96). Elsevier. 10.1016/S0065-2113(08)60633-1 Prasad, R., & Chakraborty, D. (2019). Fosfor Basics: Understanding Phosphorus Forms and Their
Cycling in the Soil. Alabama A&M University. Rengasamy, P. (2022). Fact Sheets Soil pH - SA. Stijn Martens, Wendy Odeurs, Annemie Elsen, Sophie Nawara, Fien Amery, & Hilde Vandendries-
sche. (2020). Critical Soil Phosphorus Values for Yield Reduction in Intensive Agricultural Sys-
tems. Journal of Agricultural Science and Technology B, 10(2). 10.17265/2161-6264/2020.02.001 Tusneem, M. (1971). Stikstoftransformaties in waterhoudende grond. LSU Agricultural Experi-
ment Station Reports, 657. Tusneem, M. (1971). Stikstoftransformaties in waterhoudende grond. LSU Agricultural Experi-
ment Station Reports, 657. Tusneem, M. (1971). Stikstoftransformaties in waterhoudende grond. LSU Agricultural Experi-
ment Station Reports, 657. van de Riet, B. P., Hefting, M. M., & Verhoeven, J. T. A. (2013). Herbevochtiging van gedraineerde van de Riet, B. P., Hefting, M. M., & Verhoeven, J. T. A. (2013). Herbevochtiging van gedraineerde /103 veenweiden: Risks and Benefits in Terms of Nutrient Release and Greenhouse Gas Exchange. Water, Lucht, & Bodemverontreiniging, 224(4). 10.1007/s11270-013-1440-5 veenweiden: Risks and Benefits in Terms of Nutrient Release and Greenhouse Gas Exchange. Water, Lucht, & Bodemverontreiniging, 224(4). 10.1007/s11270-013-1440-5 Vroom, R. J. E., Xie, F., Geurts, J. J. M., Chojnowska, A., Smolders, A. J. P., Lamers, L. P. M., & Fritz,
C. (2018). Typha latifolia paludicultuur verbetert effectief de waterkwaliteit en vermindert de
uitstoot van broeikasgassen in opnieuw bevochtigde veengebieden. Ecological Engineering,
124, 88-98. 10.1016/j.ecoleng.2018.09.008 Whalen, J., Chang, C., & Olson, B. (2001). Nitrogen and phosphorus mineralization potentials
of soils receiving repeated annual cattle manure applications. Biologie en vruchtbaarheid van
de bodem, 34(5), 334-341. 10.1007/s003740100416 Whalen, J., Chang, C., & Olson, B. (2001). Nitrogen and phosphorus mineralization potentials
of soils receiving repeated annual cattle manure applications. Biologie en vruchtbaarheid van
de bodem, 34(5), 334-341. 10.1007/s003740100416 Zak, D., & Gelbrecht, J. (2007). De mobilisatie van fosfor, organische koolstof en ammonium in
de beginfase van veenvernieuwing (een casestudy uit Noord-Duitsland). Biogeochemie, 85(2),
141-151. 10.1007/s10533-007-9122-2 Zak, D., & Gelbrecht, J. (2007). De mobilisatie van fosfor, organische koolstof en ammonium in
de beginfase van veenvernieuwing (een casestudy uit Noord-Duitsland). Biogeochemie, 85(2),
141-151. 10.1007/s10533-007-9122-2 Zak, D., Gelbrecht, J., & Steinberg, C. E. W. (2004). Hoofdpunten p
Paludicultuur wordt vaak voorgesteld als alternatief voor conventionele landbouw in ge-
bieden waar vernatting nodig is. Deze teelten kunnen instaan voor de productie van bio-
massa voor verschillende industrietakken en daarnaast overgang vormen tussen cultuur-
land en natte natuur, mee instaan voor waterzuivering en zorgen voor waterbuffering. Kennis van teeltpraktijken en aangepaste machines, robuuste verdienmodellen en stabiele
markten zijn cruciaal om landbouwers aan te moedigen om over te schakelen op deze
gewassen en hen een rendabele bedrijfsvoering te garanderen. In Vlaanderen is natte land-
bouw niet goed bekend en er zijn meer onderzoek/proefprojecten nodig om te bepalen
welke gewassen meer geschikt zijn voor de Vlaamse omstandigheden en marktmogelijk-
heden vooraleer het een reële optie is voor landbouwers. De relatief kleine percelen in Vlaanderen kunnen een beperkende factor zijn om paludi-
cultuur op industrieel niveau rendabel te maken; verwerking en gebruik op lokale schaal
kunnen in dat geval meer geschikt zijn. Paludicultuur of ‘natte landbouw’ is het productieve gebruik van moerasland zodat natte ha-
bitats opnieuw meer geïntroduceerd kunnen worden in de open ruimte, maar dan op een
economisch aantrekkelijke manier waar nu conventionele landbouw gevestigd is. Paludicul-
tuurgewassen kunnen verschillende productieve toepassingen en ecosysteemdiensten leveren. Hun biomassa kan worden gebruikt voor bouwmaterialen, diervoeder, landbouwsubstraten
en de productie van biobrandstoffen. Paludicultuur herstelt een waardevolle habitat voor be-
dreigde diersoorten, terwijl het tegelijkertijd mogelijkheden biedt voor de veeteelt en voor
de farmaceutische industrie. Tot de ecosysteemdiensten behoren waterzuivering en -retentie,
koolstofsequestratie en vermindering van broeikasgasemissies. Landen als Nederland en Duitsland hebben veel ervaring met paludicultuur. Lisdodde, riet en
veenmos zijn de meest veelbelovende gewassen omdat ze meerdere toepassingen hebben en
dus verschillende marktmogelijkheden bieden. In Vlaanderen is paludicultuur weinig bekend
en is het meeste onderzoek gericht op Miscanthus (Miscanthus x giganteus) als bulkmateriaal
voor duurzame groeimedia of voor de productie van biobrandstoffen. Miscanthus lijkt onder
Vlaamse omstandigheden productiever en duurzamer te zijn dan andere paludicultuur ge-
wassen, hoewel de vermeerdering relatief duur is. Wilg (Salix sp.) heeft in Vlaanderen ook zijn
potentieel bewezen binnen agroforestrytoepassingen. Het biedt een schaduw- en schuilplek
voor dieren en wordt ook uitgetest als natuurlijke afsluiting. Hoewel deze ”nieuwe” teelten potentieel hebben, zijn ze weinig bekend bij de Vlaamse land-
bouwers en hun afnemers. Het ontbreekt dus nog aan kennis en bewustzijn bij overheden,
boeren en afnemers over de voordelen, teelttechnieken en toepassingen ervan. 2
Potentieel van paludicultuurgewassen in Vlaanderen 2
Potentieel van paludicultuurgewassen in Vlaanderen 1.6.1
Referenties Phosphorus Retention at the Redox Interface
of Peatlands Adjacent to Surface Waters in Northeast Germany. Biogeochemistry, 70(3), 357-
368. 10.1007/s10533-003-0895-7 Zak, D., Gelbrecht, J., & Steinberg, C. E. W. (2004). Phosphorus Retention at the Redox Interface
of Peatlands Adjacent to Surface Waters in Northeast Germany. Biogeochemistry, 70(3), 357-
368. 10.1007/s10533-003-0895-7 /104 Hoofdpunten De meeste
beperkingen houden verband met teeltmethoden en aangepaste machines, marktkansen, re-
gelgeving en stimulansen. Niettemin is er een groeiend bewustzijn ten aanzien van duurzaam
beheer van de open ruimte, duurzame landbouw en biogebaseerde alternatieven voor de in- /105 dustrie. De EU Missions (Horizon Europe) hebben ook ambitieuze doelstellingen om de netto
broeikasgasemissies van veengebieden te verminderen door hun drooglegging terug te draai-
en. Dit biedt zeker kansen om met natte landbouw aan de slag te gaan in de toekomst. dustrie. De EU Missions (Horizon Europe) hebben ook ambitieuze doelstellingen om de netto
broeikasgasemissies van veengebieden te verminderen door hun drooglegging terug te draai-
en. Dit biedt zeker kansen om met natte landbouw aan de slag te gaan in de toekomst. De in de buurlanden opgedane ervaring kan in Vlaanderen worden gebruikt als basis voor
verder onderzoek en het creëren van verdienmodellen op maat van de Vlaamse context. In
Vlaanderen kan de versnippering van het landbouwareaal en hoge grondprijs een beperkende
factor zijn om paludicultuur rendabel te maken voor industriële toepassingen. In dat geval
zou in Vlaanderen de focus kunnen liggen op lokale verwerking en gebruik en circulaire land-
bouwmodellen. 2.1
Inleiding Paludicultuur (Latijn ”palus” = moeras) is het productieve gebruik van moerasland zodat nat-
te habitats opnieuw meer geïntroduceerd kunnen worden in de open ruimte, maar dan op
een economisch aantrekkelijke manier waar nu conventionele landbouw gevestigd is. Veen-
gebieden zijn een speciaal type moerasland dat gekenmerkt wordt door een natuurlijk geac-
cumuleerde veengrondlaag aan de oppervlakte, gevormd door de langzame ontbinding van
planten in de loop der jaren onder waterige omstandigheden (De La Haye et al. , 2021). De
veengrond is daarom een enorme koolstofopslagplaats, die jaarlijks ongeveer 1,9 gigaton CO2
aan de atmosfeer afgeeft als die in contact komt met zuurstof en begint af te breken (IUCN,
2021). In plaats van veengebieden te draineren om plaats te maken voor conventionele land-
bouw, of veengrond te winnen voor substraat in tuinbouw of tuingebruik, is paludicultuur
optie om de productieve functie van het veengebied te behouden (De La Haye et al. , 2021). Dit
wordt bereikt door gewassen te telen die kunnen gedijen in tijdelijk of permanent natte of
zelfs overstroomde omstandigheden, en zo de ecosysteemdiensten van wetlands te behouden
(Wichtmann et al. , 2016). Planten kunnen zich op verschillende manieren aanpassen aan natte omstandigheden (waar-
bij zuurstofstress optreedt); door aerenchyma te ontwikkelen om te zorgen voor gasuitwisse-
ling tussen aerobe scheuten en anaerobe wortels, door stengelvergroting (hypertrofie), door
een radiale wortelzuurstofbarrière te produceren of door adventieve wortelvorming (Kaur et
al. , 2020). De meeste akkerbouwgewassen zijn gevoelig aan natte omstandigheden (zie vorig
hoofdstuk) omdat ze dat soort aanpassingen niet kunnen aanmaken. Meerjarige grassen en
weidepeulvruchten zijn toleranter voor tijdelijke waterverzadiging dan akkerbouwgewassen,
maar ze zijn niet bestand tegen permanente bodemverzadiging of overstroomde omstandig-
heden (Moore et al. , 1998). De teelt van paludicultuurgewassen, voor de productie van biomassa
en geassocieerde nieuwe marktkansen, is in Europa grotendeels onderzocht, voornamelijk in
het kader van maatregelen om klimaatverandering tegen te gaan (mitigatiemaatregelen) (De
La Haye et al. , 2021; Duursen en al. , 2016). Natte gewassen kunnen een breed scala aan productieve en milieudiensten leveren. In vernatte
wetlands is de uitstoot van broeikasgassen afhankelijk van de beschikbaarheid van zuurstof
en voedingsstoffen in de bodem (Collins et al. , 2019). Onder aerobe omstandigheden (grond-
watertafel onder het bodemoppervlak) worden koolstofdioxide (CO2) en lachgas (N2O) uitge-
stoten, als gevolg van de afbraak van het organisch materiaal. 2.1
Inleiding In anoxische omstandigheden /106 (waterniveaus boven het bodemoppervlak) wordt de uitstoot van CO2 en N2O aanzienlijk ver-
minderd, maar wordt een deel van de organische stof afgebroken tot methaan (CH4) door
methaanproducerende bacteriën (Emsens et al. , 2019; Wilson et al. , 2016). Ondanks dat de
uitstoot van CH4 laag is in vergelijking met CO2, is dit gas ongeveer 25 keer krachtiger dan
CO2 (Emsens et al. , 2019). Sommige paludicultuurgewassen zoals lisdodde (Typha sp. ) en riet
(Phragmites) kunnen onder verzadigde omstandigheden zuurstof vrijmaken in de bodem, wat
de vorming van CH4 vermindert. Andere gewassen zoals veenmos (Sphagnum sp.) kunnen CO2
vastleggen en zo zelfs negatieve broeikasgasemissies realiseren (Collins et al. , 2019). Lisdodde
en riet hebben ook een hoge beschikbaarheid van voedingsstoffen nodig en daarom kunnen
ze fungeren als waterzuiveraars (Collins et al. , 2019; Vroom et al. , 2018). De biomassa van
de meeste paludicultuurgewassen kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt: o.a. bouwmaterialen, isolatie, voeder, groeisubstraten, grondstof voor papierproductie, compos-
tering en biobrandstof (Collins et al. , 2019). Paludicultuur kent echter een aantal beperkingen met betrekking tot teeltmethoden, markt-
kansen en regelgeving. Er werden reeds verschillende verdienmodellen voorgesteld, waaronder
de productie van tuinbouwsubstraten, aangepaste melkveehouderij in combinatie met palu-
dicultuur, en koolstofkredietregelingen (Collins et al. , 2019). Deze nieuwe vorm van landbouw
is echter nog nieuw en wordt nog onderzocht. Er is momenteel een gebrek aan zekerheid
over marktkansen en regelgeving, wat de aantrekkelijkheid voor landbouwers verlaagt (Collins
et al. , 2019; De La Haye et al. , 2021). Dit zal waarschijnlijk verbeteren naarmate het systeem
zich ontwikkelt en meer spelers de pioniers volgen of wanneer de overheid substantiële tege-
moetkomingen voor dit soort landbouw voorziet. In dit hoofdstuk geven we een overzicht van paludicultuurgewassen met potentieel in Vlaan-
deren. We starten met een algemeen overzicht van lopend onderzoek, en zoomen vervolgens
in op de meest beloftevolle gewassen voor de Vlaamse context. We eindigen met een discussie
over de kennislacunes voor een succesvolle invoer van paludicultuur in Vlaanderen. 2.2.1
Voordelen en nadelen In Europa lopen verschillende projecten gericht op veenherstel en paludicultuur als innovatief
en productief alternatief voor natuurlijke vegetatie bij het vernatten van historische wetlands,
zoals Carbon Connects, Care- Peat, DESIRE, LIFE Peat Restore en CANAPE (De La Haye et al. ,
2021). Dit sluit aan bij de Europese Green Deal, die tot doel heeft de netto broeikasgasemissies
tegen 2030 met minstens 55 % te verminderen. Het meest veelbelovende gewas is lisdodde
(Thypa sp.) voor bouwmaterialen, biobrandstoffen, diervoeder (De La Haye et al. , 2021; de Jong
et al. , 2021) en veenvervanging in tuinbouwsubstraten (Leiber-Sauheitl et al. , 2021; Hartung en
Meinken, 2021; , EDR). Vanuit mitigatieoogpunt heeft de teelt van lisdodde het potentieel om
de CO2-uitstoot te verminderen door het behoud van veengebieden (de Jong et al. , 2021). Het
gewas levert extra ecosysteemdiensten in vergelijking met andere bio-based materialen, om-
dat het kan worden gebruikt om verontreinigende stoffen te absorberen en water te zuiveren
(Belle, 2021), en heeft daarom meer voorkeur in de markt. De uitstoot van CH4 kan bij lisdodde
echter hoog zijn omdat het waterniveau boven het maaiveld (0-20 cm) moet worden gehou-
den voor een optimale opbrengst (IPV, 2022). Een ander gewas dat wordt onderzocht voor
waterzuivering is kroosvaren (Azolla sp.) in het project Innovatie Programma Veen (Duursen et
al., 2016) in Noord-Holland. Nutriënten die uit het water worden gehaald en worden omgezet
in gewasbiomassa kunnen worden gebruikt als compost of veevoer (Belle, 2021). Veenmos is
ook onderzocht als alternatief voor veensubstraat in het project MOOSzucht in Duitsland, en
voor het vergroten van de koolstofopslagcapaciteit van het veen (De La Haye et al. , 2021), ook
als decoratiemateriaal door Duursen en al. (2016) en bekleding voor exotische dierenterraria
in het project CANAPE. Ziegler et al. (2021) stelden dat paludicultuur een opkomende en wetenschappelijk gestuurde
innovatie is in de wereld en vooral in Europa. Dit heeft te maken met verschillende beper-
kingen wat betreft economische levensvatbaarheid, kennis, subsidies en regelgeving. Hoewel
er veel onderzoek is verricht om het potentieel van paludicultuur te maximaliseren met het
oog op een duurzamere landbouw en een bijdrage aan een biogebaseerde economie, zijn
overheden, landbouwers en afnemers zich nog steeds niet volledig bewust van deze nieuwe
materialen en technieken en de milieuvoordelen ervan (Collins et al. , 2019). De markt is nog
nieuw en in ontwikkeling. Aangepaste machines ontbreken en daarom is de meeste productie
op kleine schaal of binnen onderzoek/proefprojecten. 2.2
Overzicht paludicultuurgewassen In de ‘Database of Potential Paludiculture Plants’ (DPPP) (Abel et al. , 2013) staan meer dan 1100
planten die geschikt zijn voor paludicultuur, waarvan er 469 als ”goed” worden beschouwd
omdat ze economisch waardevol kunnen zijn. De meeste gewassen zijn meerjarig en groeien in
bodems met een grondwaterstand van ongeveer 20 cm onder het bodemoppervlak. Voorbeel-
den van deze gewassen zijn veenmos (Sphagnum sp.), lisdodde (Typha sp. ), riet (Phragmites)
en wilg (Salix sp.). Collins et al. (2019) presenteert een mooi overzicht van potentiële paludi-
cultuurgewassen, hun producten en kansen voor koolstofcredits en blauwe credits, gebaseerd
op een uitgebreide literatuurstudie (Tabel 1), in het kader van het Carbon Connects project. Zoals uit Table 15 blijkt, vereist elk gewas een specifiek grondwaterregime om maximale groei
en milieuvoordelen te verkrijgen. Voor de meeste gewassen is een waterpeil dat rond -20
cm schommelt (of zelfs hoger, uit het oogpunt van CO2-emissie) efficiënter. Het optimale
waterpeil kan voor veenmos of reuzenriet ongeveer 40 cm onder het bodemoppervlak liggen,
terwijl het voor kattenstaart en riet tot 1 m boven het bodemoppervlak kan liggen. Andere
gewassen zoals veenbes en wilg doen het goed in een breed g van waterniveaus en kunnen /107 bodemwaterfluctuaties verdragen (Bestman et al. , 2019). bodemwaterfluctuaties verdragen (Bestman et al. , 2019). 2.2.1
Voordelen en nadelen Paludicultuur concurreert niet met de
traditionele drooggelegde landbouw en subsidies en stimulansen zijn fundamenteel om deze
markt rendabel te maken (Ziegler et al. , 2021). Het gebrek aan regelgeving en het duidelij-
ke perspectief van paludicultuur ontmoedigen landbouwers om deze alternatieve vorm van
landbouw toe te passen en bedrijven om de gewassen als grondstof te gebruiken (Collins et
al. , 2019; De La Haye et al. , 2021). De onderstaande figuur geeft een samenvatting van de belangrijkste voor- en nadelen van
paludicultuur die in verschillende proefprojecten en studies in heel Europa zijn aangetroffen
(Collins et al. , 2019; Ziegler et al. , 2021; Duursen et al. , 2016; Geurts en Fritz, 2018). /108 Tabel 15: Overzicht van belangrijke paludicultuurgewassen, producten en potentieel voor C-kredieten
en blauwe kredieten. Het potentieel aan C-kredieten is gebaseerd op schattingen van broeikasgasemis-
siereducties: ++ zeer groot potentieel, + groot potentieel, 0 weinig potentieel, - geen potentieel. Het
potentieel voor blauwe kredieten is gebaseerd op waterzuivering en -opslag /ref. Tabel 15: Overzicht van belangrijke paludicultuurgewassen, producten en potentieel voor C-kredieten
en blauwe kredieten. Het potentieel aan C-kredieten is gebaseerd op schattingen van broeikasgasemis-
siereducties: ++ zeer groot potentieel, + groot potentieel, 0 weinig potentieel, - geen potentieel. Het
potentieel voor blauwe kredieten is gebaseerd op waterzuivering en -opslag /ref. 2.2.1
Voordelen en nadelen Gewas
Water-
tafel
(cm)
Producten
‘kools
dits’
Els
(Alnus sp.)
-40 to +5
Hout
++
Lisdodde
(Typha sp.)
0 to +20
Voeder
Isolatie- en bouw-
materialen
Potgrond
Voeder voor roof-
mijten
Voedsel
+
Reuzenriet
(Arundo donax)
-40 to 0
Bouwmaterialen
Verbranding/biogas
0/+
Veenmos
(Sphagnum sp.)
-15 to -5
Substraat
tuin-
bouw
++
Riet
(Phragmites)
-20 to +20
Dakmateriaal
Verbranding/biogas
++
Kanariegras
(Phalaris arundi-
nacea)
-30 to +10
Verbranding/biogas +
Zegge
(Carex sp.)
-40 to +20
Verbranding/biogas ++
Zonnedauw
(Drosera sp.)
-20 to 0
Pharmaceutica
++
Kalmoes
(Acorus calamus)
-30 to +10
Pharmaceutica
+
Kroosvaren
(Azolla sp.)
>+5
Voeder
Eiwitten
0
Wilde rijst
(Zizania sp.)
0 to +20
Voedsel
+
Wilg
(Salix sp.)
-40 to +20
Hout
0/+
Gele iris
(Iris pseudacorus)
-40 to +10
Bloemen
+ Gewas
Water-
tafel
(cm)
Producten
‘koolstof-
cre-
dits’
‘blauwe credits’
Els
(Alnus sp.)
-40 to +5
Hout
++
Retentie:++
Lisdodde
(Typha sp.)
0 to +20
Voeder
Isolatie- en bouw-
materialen
Potgrond
Voeder voor roof-
mijten
Voedsel
+
Zuivering:+
Retentie: ++
Reuzenriet
(Arundo donax)
-40 to 0
Bouwmaterialen
Verbranding/biogas
0/+
Zuivering:++
Retentie:++
Veenmos
(Sphagnum sp.)
-15 to -5
Substraat
tuin-
bouw
++
Zuivering:+
Retentie:+/0
Riet
(Phragmites)
-20 to +20
Dakmateriaal
Verbranding/biogas
++
Zuivering:++
Retentie:++
Kanariegras
(Phalaris arundi-
nacea)
-30 to +10
Verbranding/biogas +
Zuivering:+/0
Retentie:+
Zegge
(Carex sp.)
-40 to +20
Verbranding/biogas ++
Zuivering:+
Retentie:+
Zonnedauw
(Drosera sp.)
-20 to 0
Pharmaceutica
++
Zuivering:0
Retentie:0/+
Kalmoes
(Acorus calamus)
-30 to +10
Pharmaceutica
+
Zuivering:+
Retentie:+
Kroosvaren
(Azolla sp.)
>+5
Voeder
Eiwitten
0
Zuivering:+
Retentie:++
Wilde rijst
(Zizania sp.)
0 to +20
Voedsel
+
Zuivering:++
Retentie:+
Wilg
(Salix sp.)
-40 to +20
Hout
0/+
Zuivering:+
Retentie:++
Gele iris
(Iris pseudacorus)
-40 to +10
Bloemen
+
Zuivering:++
Retentie:  Figuur 54: Voordelen en nadelen van paludicultuur. Figuur 54: Voordelen en nadelen van paludicultuur. 2.2.2
Potentiële toepassingen Paludicultuurgewassen kunnen verschillende productieve toepassingen en milieudiensten le-
veren die ook een economische meerwaarde kunnen bieden. Hun biomassa kan worden ge-
bruikt voor bouwmaterialen, isolatie, diervoeder, groeisubstraten en compostering, en de pro-
ductie van biobrandstoffen. Milieudiensten omvatten waterzuivering, koolstofsequestratie en
verhoging van de waterretentiecapaciteit in het moerasland (Wichtmann et al., 2016). Palu-
dicultuur herschept ook een waardevolle habitat voor bedreigde soorten (Greifswald Mire
Center, 2015). Paludicultuur biedt de mogelijkheid om te worden gecombineerd met andere
sectoren en industrietakken, zoals vlees met waterbuffels, of farmaceutische producten met
medicinale planten (Greifswald Mire Center, 2015). Hoewel deze potentiële diensten al in de
literatuur zijn geïdentificeerd, hangt de levensvatbaarheid van de gewassen voor boeren af
van de beschikbare markten en hun stabiliteit en van de investeringen die nodig zijn om die
gewassen te verbouwen en te oogsten. Figuur 55: Belangrijkste productie- en milieudiensten van paludicultuur gewassen. Figuur 55: Belangrijkste productie- en milieudiensten van paludicultuur gewassen. /110 2.2.2.1
Productieve toepassingen
Bouw- en isolatiematerialen Paludicultuurgewassen kun-
nen worden gebruikt als grondstof voor bouw- en isolatiematerialen. De belangrijkste vereis-
ten voor biogebaseerde constructies en isolatiematerialen zijn licht gewicht, brandvertraging,
weerstand tegen biotische factoren zoals schimmel en zwammen, en het niet uitstoten van
schadelijke stoffen (Bestman et al. , 2019). Er kunnen verschillende producten worden gepro-
duceerd op basis van gewasvezels, zoals vezelplaten, isolatiepanelen voor muren, vloeren en
daken, en papier (Collins et al. , 2019). Gewassen als lisdodde, miscanthus en riet hebben goede
isolerende eigenschappen door luchtholtes in de bladeren en takken, hoge duurzaamheid en
sterkte. Het tijdstip van oogsten is belangrijk voor de kwaliteit van de biomassa, voor bouw-
materialen gebeurt dit normaal gesproken in de winter of het vroege voorjaar, wanneer het
vochtgehalte laag is (Bestman et al. , 2019). Figuur 56: Isolatieplaat van kattenstaart. Bron: NAPORO Figuur 56: Isolatieplaat van kattenstaart. Bron: NAPORO Tuinbouwsubstraten Paludicultuurgewassen kunnen dienen als veenalternatieven in duur-
zame groeimedia in de tuinbouw. Momenteel is er een grote vraag naar nieuwe en meer
duurzame alternatieven voor veen in de tuinbouw vanwege de overmatige CO2-uitstoot uit
gedraineerde veengebieden (Duursen et al. , 2016). Veenmos is het meest geschikt dankzij de
vergelijkbare chemische en fysische eigenschappen met veen. Miscanthus, riet en zachte bies
kunnen ook geschikt zijn na enkele optimalisatiebehandelingen (Vandecasteele et al., 2018,
2021). Figuur 57: Proeven met tuinbouwsubstraten met miscanthus en andere vezels in het project I-Love-T. 2.2.2
Potentiële toepassingen Bron: Miscanthus als biomassagewas Figuur 57: Proeven met tuinbouwsubstraten met miscanthus en andere vezels in het project I-Love-T. Bron: Miscanthus als biomassagewas /111 Diervoeder en strooisel Natte gewassen kunnen een goede bron van voedingsstoffen zijn
voor diervoeder. Bij oogst vóór de bloeiperiode bevatten de groene bladeren voldoende eiwit-
ten en zijn ze goed verteerbaar. Normaal gesproken kunnen lisdodde en wilg worden gebruikt
als aanvullend of aanvullend voedsel voor herkauwers (Bestman et al. , 2019). Droge strohal-
men van sommige paludicultuurgewassen (bvb. lisdodde miscanthus) die in de winter of het
vroege voorjaar worden geoogst, zijn ook zeer geschikt als strooisel voor dieren. Ze hebben
een goed waterabsorptievermogen en bevorderen geen bacteriegroei en huidlaesies, belang-
rijk voor het algemene comfort van de dieren (Bestman et al. , 2019; Van Weyenberg et al. ,
2016). Figuur 58: Droog riet gebruikt voor stalstrooisel (Bestman et al. , 2019) Figuur 58: Droog riet gebruikt voor stalstrooisel (Bestman et al. , 2019) Energieproductie Bio-energie voor de productie van warmte en elektriciteit wordt beschouwd
als een van de meest rendabele toepassingen voor sommige paludicultuurgewassen zoals
miscanthus en riet. Momenteel is de beperkt beschikbare fossiele brandstof erg duur, en er
is een trend om over te schakelen op meer klimaatvriendelijke alternatieven (Waegebaert en
Mey, 2019; Köbbing et al. , 2013). Hiervoor wordt wintergeoogste biomassa gebruikt, omdat het
vochtgehalte laag is en de bladeren al gevallen zijn. Bladeren bevatten kalium en chloride, die
de apparatuur aantasten, en bij de verbranding meer as produceren (Bestman et al. , 2019;
Köbbing et al. , 2013). Figuur 59: Miscanthuspellets voor biobrandstof (Waegebaert en Mey, 2019). Figuur 59: Miscanthuspellets voor biobrandstof (Waegebaert en Mey, 2019). 2.2.2.2
Milieudiensten
Waterzuivering en wateropslag Paludicultuurgewassen halen over-
tollige voedingsstoffen uit landbouwgronden of voedselrijk slootwater. Voedingsstoffen zoals
stikstof en fosfaten worden door de wortels opgenomen en gebruikt voor de productie van /112 biomassa. In de zomer worden deze nutriënten grotendeels opgeslagen in de bovengrondse
biomassa, terwijl ze in de winter in de wortels terechtkomen. Gewassen zoals lisdodde en
riet kunnen grote hoeveelheden stikstof, fosfor en kalium opnemen, wat leidt tot een hoge
nutriëntenbiomassa. Paludicultuurgewassen kunnen het overtollige water tijdens neerslagge-
beurtenissen opslaan (bv. lisdodde). Voor de mogelijkheden van wateropslag is de keuze van
geschikte gewassen cruciaal, aangezien niet alle paludicultuurgewassen bestand zijn tegen
overstroomde omstandigheden (Bestman et al. , 2019). Figuur 60: Kattestaart in slootkanten in een melkveebedrijf om de nutriëntenrijke run-off te absorberen
(Bestman et al. 2.2.2
Potentiële toepassingen , 2019) Figuur 60: Kattestaart in slootkanten in een melkveebedrijf om de nutriëntenrijke run-off te absorberen
(Bestman et al. , 2019) Koolstofvastlegging en veenbehoud Een van de belangrijkste doelen van paludicultuurge-
wassen is de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen voor drooggelegde veengebie-
den door ze te vernatten, anaerobe omstandigheden te creëren en zo de uitstoot van CO2
en N2O te verminderen. CH4emissies kunnen toenemen onder natte omstandigheden, maar
paludicultuurgewassen zorgen er in sommige gevallen ook voor dat de methaanemissies ook
lager blijven (zie hoger). Paludicultuurgewassen zijn in staat koolstof vast te leggen en op
te slaan in de wortels en biomassa. In bouwmaterialen blijft de koolstof gedurende de le-
vensduur van het materiaal gefixeerd, terwijl bij toepassingen als voeder een deel terug de
atmosfeer zal ingaan na vertering. Sommige gewassen zoals riet en veenmos kunnen helpen
om ook de veenlaag te vergroten (Collins et al. , 2019; Bestman et al. , 2019). Natuurbehoud en biodiversiteit Het vaststellen van de optimale watertafels zorgt voor
een verschuiving van een terrestrisch ecosysteem naar een aquatisch ecosysteem. Door natte
plantensoorten de kans te geven zich spontaan te ontwikkelen, wordt een verscheidenheid
aan habitats voor bedreigde soorten zoals de waterrietzanger en de grote zeearend hersteld
(Greifswald Mire Center, 2015). In beschermde gebieden moeten bepaalde voorschriften voor
natuurbehoud worden nageleefd, om een conflict tussen biomassaproductie, waterzuivering
en natuurbehoud te voorkomen. Een zeer dichte vegetatie is gewenst voor een maximale op-
name van voedingsstoffen, maar dit kan de mobiliteit van waterdieren belemmeren. Bovendien
moet er buiten het broedseizoen worden gemaaid (Belle, 2021). Volgens LIFE Multi Peat kunnen natte teelten ook dienen als buffer tussen landbouwgebieden
en natuurgebieden. Op die manier hebben hoge waterstanden uit natte gebieden minder in-
vloed op landbouwgronden, en wordt de natuur beter beschermd tegen de negatieve effecten
van nabijgelegen landbouw (bijvoorbeeld uitspoeling). /113 Figuur 61: De wereldwijd bedreigde waterrietzanger broedt in de bodem van waterrijke weiden (Greifs-
wald Mire Center, 2015). Figuur 61: De wereldwijd bedreigde waterrietzanger broedt in de bodem van waterrijke weiden (Greifs-
wald Mire Center, 2015). 2.3
Verkenning van paludicultuur in Vlaanderen Onderstaande tabel geeft een overzicht van enkele projecten met betrekking tot paludicultuur
in Vlaanderen en hun belangrijkste resultaten. In Vlaanderen is het meeste onderzoek gericht
op Miscanthus (Miscanthus x giganteus) en hun potentieel als bulkmateriaal voor duurzame
groeimedia (Vandecasteele et al. , 2018). Zachte bies (Juncus effusus) is ook bestudeerd als
alternatief tuinbouwsubstraat (Vandecasteele et al. , 2021). Andere onderzochte mogelijkheden
voor miscanthus omvatten hun gebruik als grondstof voor biobrandstof, papierproductie,
verpakking of als natuurlijke onkruidverdelger, en er bestaat een volledige gids voor de teelt
ervan (Waegebaert en Mey, 2019). Aanvullende bestudeerde toepassingen zijn alternatieven
voor strooiselmateriaal voor melkkoeien (Van Weyenberg et al. (2016)), en duurzame biomassa
voor energieproductie (Hulle et al. , 2012). In vergelijking met andere meerjarige gewassen zoals rietgras (Phalaris arundinacea), vin-
gergras (Panicum virgatum) en wilg lijkt Miscanthus (Miscanthus x giganteus) onder Vlaamse
omstandigheden productiever en duurzamer te zijn (Hulle et al. , 2012), hoewel het energiege-
bruik efficiëntie lager is door de wortelstokbereiding (Muylle et al. , 2015). Om dit probleem op
te lossen en andere hoogproductieve en stressbestendige variëteiten van Miscanthus te vinden,
werden ongeveer 100 miscanthusgenotypes getest onder abiotische stress (koude, droogte en
zoutgehalte) om de biomassa te optimaliseren (Lewandowski et al. , 2016). Er werden verschil-
lende nieuwe genotypes geïdentificeerd die zich kunnen aanpassen aan specifieke omstan-
digheden, maar het huidige commerciële genotype Miscanthus x giganteus is nog steeds een
haalbare optie voor veel locaties en omstandigheden. In andere projecten werd de optie van paludicultuur kort geanalyseerd, maar het bleef slechts
bij mogelijkheden of was het niet geschikt. In het vernattingsproject in de vallei van de Zwarte
Beek in Limburg, het grootste veencomplex in Vlaanderen, gaven de resultaten aan dat onder
ijzer- en fosforrijke natte bodems de overheersende vegetatie bestond uit verschillende soor-
ten pitrus, en veenmos op de zuurdere plaatsen (Emsens et al. , 2019). Hoewel paludicultuur
hier niet werd geëvalueerd, heeft zegge (Carex sp.) een hoog potentieel voor biobrandstofpro-
ductie en mogelijkheden voor koolstofkredieten. In het lopende project LIFE Multi Peat, in het
dal van de Grote Beek eveneens in Limburg, is paludicultuur met wilgen bedoeld als maatre-
gel voor veenherstel. Het is de bedoeling dat wilgen worden gebruikt als buffer tussen natte /114 natuur en landbouwgronden, en wellicht ook voor biomassa, veevoer, stalstrooisel of isolatie. 2.4
Paludicultuurgewassen met teeltpotentieel in Vlaanderen Paludicultuur is weinig bekend in België en het onderzoek staat nog in de kinderschoenen. Andere landen zoals Nederland en Duitsland hebben intensief onderzoek gedaan naar nieu-
we duurzame en rendabele landbouwactiviteiten in de veenweidegebieden die bodemdaling
minimaliseren, broeikasgasemissies uit veengebieden verminderen en de waterkwaliteit in de
gebieden nabij landbouwpolders verbeteren (Bestman et al. , 2019; Duursen et al. , 2016; IPV,
2022; Wichmann, 2018). Lisdodde, kroosvaren en veenmos lijken de meest kansrijke gewassen
omdat ze meerdere toepassingen hebben en meerdere marktkansen bieden (Duursen et al.,
2016). Lisdodde en riet zijn volgens Bestman et al. (2019) de meest interessante gewassen in
de melkveehouderij, omdat ze de capaciteit hebben om een aanzienlijke hoeveelheid voe-
dingsstoffen op te nemen, zodat ze voedingsrijke gewassen kunnen worden voor veevoer. Bij
gebruik als diervoeder wordt de vastgelegde koolstof wel weer omgezet in CO2 en CH4 (IPV,
2022). Daarom hebben andere toepassingen zoals bouw- en isolatiematerialen de voorkeur
vanuit het oogpunt van klimaatverandering. Miscanthus heeft potentieel voor gebruik in tuin-
bouwsubstraten en bio-energie, en er is al enige ervaring mee in Vlaanderen (Waegebaert en
Mey, 2019). Wilg is in Vlaanderen ook onderzocht binnen Agroforestry (Bracke et al. , 2020) en
wordt net onderzocht in het project LIFE Multi Peat gericht op milieudiensten. Aan de andere kant wijzen de eindconclusies van proefprojecten erop dat er nog een lange
weg te gaan is in de paludicultuur als gevolg van onvoldoende en wisselende gewasproductie
om aan de vraag te voldoen, gebrek aan teeltkennis en inconsistenties tussen de regelgeving
en de uitvoering van de natte teelt in het Europese landbouwsysteem (IPV, 2022). De markt
voor paludicultuur is nog klein en het is onduidelijk welke verdienmodellen meer effectief
zijn, vooral in Vlaanderen waar geen studies beschikbaar zijn. Winstgevendheid zou moge-
lijk zijn als verschillende vormen van gebruik worden gecombineerd en als paludicultuur in
aanmerking komt voor ‘blue credits’ of beheersovereenkomsten of iets dergelijks binnen het
gemeenschappelijk landbouwbeleid (GLB) (IPV, 2022). Niettemin is er een groeiende interesse
in duurzame praktijken en biogebaseerde alternatieven, in de sectoren bouw, bio-energie en
veeteelt. De EU-missies hebben ambitieuze doelstellingen om de netto broeikasgasemissies
tegen 2030 met 55 % te verminderen; daarom maakt het behoud van de organische koolstof-
voorraden in de bodem, onder meer door herstel van veengebieden en paludicultuur, deel uit
van de innovatieve acties om dit doel te bereiken. 2.3
Verkenning van paludicultuur in Vlaanderen Ten slotte maakten riet, lisdodde en eendenkroos deel uit van de voorgestelde bedrijfsmodel-
len om de waterproblemen in de veehouderij Hoeve De Waterkant aan te pakken, binnen de
Proefprojecten voor Productieve Landschappen. Paludicultuur leek in dit geval echter onge-
schikt vanwege grote investeringskosten voor de boer, het ontbreken van compensatie voor
blauwe diensten en het ontbreken van sufficiënte marktkansen Hoewel er zeker potentieel zit in deze ”nieuwe” teelten, is er momenteel onvoldoende onder- Yield and energy balan-
ce of annual and pe-
rennial
lignocellulosic
crops for bio-refinery
use Growing a Green Futu-
re 2.4
Paludicultuurgewassen met teeltpotentieel in Vlaanderen Tegelijkertijd zullen de nodige beleidsmaat-
regelen, regelgeving en promotie worden ontwikkeld om de maatschappelijke toepassing van
de nieuwe oplossingen en benaderingen te vergemakkelijken en aan te moedigen. Dit biedt
zeker grote kansen voor paluicultuurgewassen in de toekomst. Hoewel er zeker potentieel zit in deze ”nieuwe” teelten, is er momenteel onvoldoende onder- /115 Tabel 16: Overzicht van de belangrijkste paludicultuurprojecten in Vlaanderen en de resultaten ervan. Project
Doelstelling
Gewassen
Resultaten
Carbon
Connects
(CCONNECTS)
De hoge koolstofvoet-
afdruk van veengron-
den
in
Noordwest-
Europa
verminderen
door de invoering van
nieuwe biogebaseerde
bedrijfsmodellen
die
zijn ontwikkeld voor
duurzame
landbe-
heerpraktijken. Twee
proefprojecten
in
West-Vlaanderen. Wilg
Pitrus
Riet
De beoogde toepassin-
gen van paludicultuur
omvatten het gebruik
van
biomassa
voor
compostering op het
landbouwbedrijf
en
het
daaropvolgende
gebruik ervan in akker-
land, en stalstrooisel. I-LOVE-T
Een innovatieve turf-
vervanger produceren
met
ziekte-
en/of
plaagonderdrukkende
eigenschappen,
op
basis
van
plaatselijk
beschikbare
planten-
vezels. Miscanthus
Riet
+++
Gedefibrilleerde
plan-
tenvezels
vertoonden
een lage N-fixatie en
werden
gemakkelijk
gekoloniseerd
door
schimmels
voor
bio-
controle. Bi-o-ptimal@work
Maximaliseer het po-
tentieel van residuen
van heidebeheer en/of
hun micro-organismen
in de productie van
bioactieve substraten
en
ziektebestrijdende
additieven
voor
vol-
le grond, bosgroen en
zuurminnende gewas-
sen. Pitrus
++
Na
verzuring
was
gehakte
zachte
bies
stabieler
(d.w.z. lage
zuurstofopname-
snelheid,
CO2-flux
en
wateruitstoot
C),
hetgeen wijst op hun
grote potentieel voor
substraatmengsels. Growing a Green Futu-
re
Bijdragen aan een bio-
gebaseerde
economie
door het verbouwen
van grondstoffen die
ook op een lan- dere
manier tot een eind-
product kunnen wor-
den verwerkt. Miscanthus
+++
Miscanthus werd aan-
trekkelijk
omdat
het
verschillende gebruiks-
mogelijkheden
heeft
(biobrandstof,
bouw-
materialen), een hoge
biomassa-opbrengst
en lage investerings-
kosten : Overzicht van de belangrijkste paludicultuurprojecten in Vlaanderen en de resultaten ervan. Pitrus ++
Na
verzuring
was
gehakte
zachte
bies
stabieler
(d.w.z. lage
zuurstofopname-
snelheid,
CO2-flux
en
wateruitstoot
C),
hetgeen wijst op hun
grote potentieel voor
substraatmengsels. Bijdragen aan een bio-
gebaseerde
economie
door het verbouwen
van grondstoffen die
ook op een lan- dere
manier tot een eind-
product kunnen wor-
den verwerkt. De productie en het
gebruik
van
Miscan-
thus
biomassa
opti-
maliseren en nieuwe
hoogwaardige toepas-
singen Bi-o-ptimal@work +++ Miscanthus werd aan-
trekkelijk
omdat
het
verschillende gebruiks-
mogelijkheden
heeft
(biobrandstof,
bouw-
materialen), een hoge
biomassa-opbrengst
en lage investerings-
kosten. Miscanthus
Riet
Riet kanariegras
Wilg Vergelijk opbrengstpo-
tentieel en energieba-
lans voor bioraffinage Miscanthus
heeft
een hoog rendement,
maar wilgen zijn meer
energie-efficiënt. OPTIMISTIC De productie en het
gebruik
van
Miscan-
thus
biomassa
opti-
maliseren en nieuwe
hoogwaardige toepas-
singen De productie en het
gebruik
van
Miscan-
thus
biomassa
opti-
maliseren en nieuwe
hoogwaardige toepas-
singen Andere rassen zoals M. sinensis × M. saccha-
riflorus hybriden ble-
ken op bepaalde loca-
ties beter te presteren
dan
de
commercieel
bekende variëteit Mis-
canthus x giganteous. Hoewel dit ras gemid-
deld zeer geschikt is
voor alle locaties. /116 zoek naar het Vlaamse marktpotentieel, de waardeketen en de robuustheid ervan. Ervaringen
opgedaan in buurlanden kunnen worden gebruikt als inspiratie voor verder onderzoek en
het creëren van marktkansen in Vlaanderen. Sommige gebieden kunnen vergelijkbare om-
standigheden hebben als de veenweidegebieden in Nederland, maar de versnippering van het
landbouwareaal kan een beperkende factor zijn om industriële toepassingen rendabel te ma-
ken. Volgens een open discussie in het Vlaamse Parlement (Talpe en Crevits, 2021), kunnen
verdienmodellen gebaseerd op lokale teelt en verwerking meer geschikt zijn in de Vlaamse
context. zoek naar het Vlaamse marktpotentieel, de waardeketen en de robuustheid ervan. Ervaringen
opgedaan in buurlanden kunnen worden gebruikt als inspiratie voor verder onderzoek en
het creëren van marktkansen in Vlaanderen. Sommige gebieden kunnen vergelijkbare om-
standigheden hebben als de veenweidegebieden in Nederland, maar de versnippering van het
landbouwareaal kan een beperkende factor zijn om industriële toepassingen rendabel te ma-
ken. Volgens een open discussie in het Vlaamse Parlement (Talpe en Crevits, 2021), kunnen
verdienmodellen gebaseerd op lokale teelt en verwerking meer geschikt zijn in de Vlaamse
context. Hieronder worden de belangrijkste kenmerken, potentiële toepassingen en beperkingen ge-
presenteerd voor lisdodde, miscanthus, veenmos, riet en wilg. Hieronder worden de belangrijkste kenmerken, potentiële toepassingen en beperkingen ge-
presenteerd voor lisdodde, miscanthus, veenmos, riet en wilg. Potentiële toepassingen Lisdodde heeft enkele kenmerken die het uitstekend geschikt maken voor isolatie en bouwma-
terialen en het is tegenwoordig het meest interessante gebruik. Het heeft een lange scheur-
bestendige vezel en ongeveer 85 % sponsachtige vezel, de isolatiecapaciteit is even goed als
typische isolatiematerialen door de lage warmtegeleidingscoëfficiënt. De plant is ook brand-
werend en licht van gewicht, wat een voordeel is bij de bouw van plafonds en daken. Het hoge
gehalte aan polyfenolen in krulstaart beschermt de materialen tegen schimmels en insecten,
zodat er weinig additieven in de bouwmaterialen nodig zijn. Het koolstofgehalte in de plant
blijft vast in het hele productieproces en in de bouwmaterialen, belangrijk vanuit de kool-
stofvoetafdruk en voor het vermijden van emissies van schadelijke stoffen zoals bij sommige
synthetische materialen Duursen en al. (2016). Lisdodde kan worden gebruikt als aanvullend diervoeder, zowel vers als in kuilvoer. Bij gebruik
als ruwvoer kan door oogst tijdens het groeiseizoen en vóór de bloeiperiode het gehalte aan
voedingsstoffen van de plant maximaal worden behouden en zijn het eiwitgehalte en het ve-
zelgehalte aanvaardbaar. De verteerbaarheid van het organisch materiaal bedraagt ongeveer
70 % en het eiwitgehalte 120 g kg-1 DM, tegenover 79 % en 183 g kg-1 DM in vers gras (Best-
man et al. , 2019). Enkele nutritionele voordelen zijn een hoog seleniumgehalte, dat normaal
gesproken laag is in gewoon gras, en een hoog mangaangehalte. Lisdodde is echter arm aan
fosfor, magnesium en zink (Bestman et al. , 2019). Bij gebruik als veevoer wordt koolstof via
de spijsvertering weer omgezet in CO2 en CH4 (IPV, 2022). De plant kan ook worden gebruikt
als stalstrooisel, aangezien het een relatief hoge wateropname heeft van ongeveer 3,2 ml g-1
stalstrooisel, vergeleken met 4-4,5 ml g-1 in gebruikelijke stalstrooiselmaterialen (Bestman et
al. , 2019). Lisdodde is zeer productief en kan aanzienlijke hoeveelheden koolstof, stikstof, fosfor en kali-
um opnemen en bij de oogst afvoeren (Belle, 2021). De teelt voor een hoge biomassaproductie
in combinatie met andere milieudiensten zoals waterzuivering en -opslag, nutriëntenverwijde-
ring en veenbehoud is mogelijk en kan winstgevend zijn (Geurts et al. , 2020). Volgens Geurts
et al. (2020) varieert de koolstofvastlegging tussen 4 en 14 ton C ha-1 voor een biomassapro-
ductie van ten minste 10 ton DM ha-1, en de verwijdering van nutriënten tussen 100-500 kg
N ha-1, 20-80 Kg P ha-1 en 100-450 kg K ha-1. 2.4.1
Lisdodde (Typha sp.) odde (Typha sp.)
Figuur 62: Lisdodde met zijn typische ‘sigaar’ (Duursen et al., 2016) Figuur 62: Lisdodde met zijn typische ‘sigaar’ (Duursen et al., 2016) Lisdodde (Typha spp. ) is een overblijvend gewas uit de bulrush familie (Typhaceae) dat van
nature groeit in wetlands, voedselrijke oevers, op veengronden en ondiepe poelen, van 1,5 tot
3 meter hoog (Duursen et al. , 2016). De meest voorkomende soort is typha latifolia of grote
lijsterbes. Lisdodde vermenigvuldigt zich door zaad en wortelstok en kan onder gunstige om-
standigheden een dichte vegetatie vormen (Morton, 1975). Deze plant heeft een kenmerkende
”sigaar” of bloem die de zaden bevat; zodra ze rijp zijn, valt de ”sigaar” uiteen om de zaden
te verspreiden. De bladeren zijn plat en lijken op gras (Morton, 1975; Duursen en al. , 2016). De
plant gedijt beter bij hoge waterstanden (+20 cm), de biomassa is in de winter kleiner dan
in de zomer door verdroging en droogvallend blad. De drogestofopbrengst varieert van 4 tot
20 ton ha-1, die door toevoeging van stikstof kan worden verhoogd (Bestman et al. , 2019). Het oogsten hangt af van de voorziene toepassing, het gebeurt in het voorjaar voor de bloei
indien gebruikt als ruwvoer, of na de bloei voor gestructureerd voer, stuifmeelproductie of
isolatiemateriaal. Voor bouwmaterialen of strooisel wordt in de winter geoogst (Bestman et /117 al. , 2019). Potentiële toepassingen Aangezien lisdodde de voorkeur geeft aan over-
stroomde omstandigheden, kan de methaanuitstoot toenemen, waardoor het potentieel voor
het tegengaan van klimaatverandering afneemt (IPV, 2022). Vroom et al. (2018) vonden echter
dat lisdodde de CH4-emissies in vernatte veengebieden sterk verminderde in vergelijking met
omstandigheden zonder vegetatie. De vermindering van CO2-emissies in herbevochtigde veen-
gebieden ( -21,6 ton CO2-eq ha-1) compenseert normaal gesproken de CH4-emissies en maakt
de teelt van lisdodde (en andere palucultuurgewassen ) nog steeds zeer aantrekkelijk (de Jong
et al. , 2021). Andere mogelijke toepassingen, minder onderzocht maar met hoogwaardige toepassingen,
zijn de productie van stuifmeel voor roofmijten (Samaras et al. , 2019) of voor medicinale
doeleinden, en de teelt van lisdodde voor bio-energie (Bestman et al. , 2019). /118 Beperkingen De teelt van lisdodde is nog steeds moeilijk door gebrek aan kennis en ervaring; plagen kunnen
bijvoorbeeld de verwachte opbrengst soms aanzienlijk verminderen (IPV, 2022). Momenteel is
de vraag groter dan de beschikbare productie, waardoor de markt niet kan groeien. Dit komt
vooral door de hoge investeringskosten, de lage verdienmodellen en het gebrek aan koolstof-
kredieten, waardoor lisdodde ook niet kan concurreren met de melkveehouderij (de Jong et al. , 2021). Potentiële toepassingen kunnen soms niet worden gecombineerd; zo kan de productie
van biomassa voor bouwmaterialen niet samen met diervoeding of stuifmeelproductie wor-
den gebruikt, waardoor de rentabiliteit afneemt. Ook is er een wisselwerking tussen opbrengst
en methaanemissies. Bij lagere waterstanden kan de CH4-emissie aanzienlijk dalen ten koste
van een kleinere opbrengst. Ten slotte worden de huidige markten voor stuifmeelextracten
gedomineerd door Chinese bedrijven, met lage prijzen hoewel de kwaliteit slecht is. Westerse
bedrijven kunnen niet concurreren met deze prijzen en er is nog verder onderzoek nodig. De productie van stuifmeel voor medicinale toepassingen is ook niet haalbaar omdat het in
Europa niet is geregistreerd als medicijn (Duursen et al. , 2016). Voorbeelden • Naporo Klima Dämmstoff GmbH (Oostenrijk): gebruikt lisdodde voor de productie van
ecologische klimaatactieve isolatiematerialen (Duursen et al. , 2016). • Naporo Klima Dämmstoff GmbH (Oostenrijk): gebruikt lisdodde voor de productie van
ecologische klimaatactieve isolatiematerialen (Duursen et al. , 2016). g
• EcoScala (Nederland): bouwmaterialen gemaakt met lisdodde. • EcoScala (Nederland): bouwmaterialen gemaakt met lisdodde. Typha Technik (Duitsland): isolatiemateriaal met lisdodde (Duursen et al. , 2016) • Typha Technik (Duitsland): isolatiemateriaal met lisdodde (Duursen et al. , 2016) 2.4.2
Olifantengras (Miscanthus giganteus) 2.4.2
Olifantengras (Miscanthus giganteus) antengras (Miscanthus giganteus)
Figuur 63: Miscanthus. Bron: Universiteit Gent Figuur 63: Miscanthus. Bron: Universiteit Gent Miscanthus (algemeen bekend als olifantsgras) is een hoogproductief overblijvend gewas dat
meer dan 3 meter hoog wordt. Een dicht en uitgebreid wortelstelsel wordt gevormd gedurende
de eerste 2-3 jaar na het planten; in deze periode is de opbrengst vrij laag en wordt er
dus niet geoogst. De vermeerdering van miscanthus gebeurt voornamelijk via wortelstokken /119 (ondergrondse stengels waaruit wortels en scheuten komen) die in de eerste 25 cm van de
bovengrond groeien (Waegebaert en Mey, 2019). Het planten gebeurt in het voorjaar met 1 of
twee wortelstokken/ m2. Het planten is een gevoelige periode en daarom zijn grondbewerking,
vochtgehalte en onkruidbestrijding belangrijk in deze fase (Waegebaert en Mey, 2019). Na drie
jaar vestiging kan eenmaal per jaar in het najaar of voorjaar worden geoogst. De opbrengst
varieert van 20 tot 50 ton ha-1 jr-1 voor de vroege oogst, en van 10 tot 30 ton ha-1 jr-1 voor de
late oogst (Ben Fradj et al. , 2020). In Vlaanderen is de verwachte opbrengst 20 ton DM ha-1
(Waegebaert en Mey, 2019). (ondergrondse stengels waaruit wortels en scheuten komen) die in de eerste 25 cm van de
bovengrond groeien (Waegebaert en Mey, 2019). Het planten gebeurt in het voorjaar met 1 of
twee wortelstokken/ m2. Het planten is een gevoelige periode en daarom zijn grondbewerking,
vochtgehalte en onkruidbestrijding belangrijk in deze fase (Waegebaert en Mey, 2019). Na drie
jaar vestiging kan eenmaal per jaar in het najaar of voorjaar worden geoogst. De opbrengst
varieert van 20 tot 50 ton ha-1 jr-1 voor de vroege oogst, en van 10 tot 30 ton ha-1 jr-1 voor de
late oogst (Ben Fradj et al. , 2020). In Vlaanderen is de verwachte opbrengst 20 ton DM ha-1
(Waegebaert en Mey, 2019). Miscanthus heeft weinig behoefte aan voedingsstoffen en bestrijdingsmiddelen, en kan wor-
den geteeld op marginale gronden (Waegebaert en Mey, 2019; Lewandowski et al. , 2000), maar
het is gevoelig voor verdichte bodems en overstromingen. Het gewas presteert beter bij water-
niveaus lager dan 20 cm onder het bodemoppervlak (Bestman et al. , 2019). In het algemeen
maken de snelle groei en hoge biomassaopbrengst na vestiging, het lage onderhoud en het
teeltgemak van Miscanthus het een goede keuze als biobrandstof, waarbij het beter presteert
dan maïs en andere bio-energiegewassen (Waegebaert en Mey, 2019; SEIL, 2012). Potentiële toepassingen Momenteel is de meest rendabele toepassing voor miscanthus het gebruik ervan als biobrand-
stof voor de productie van warmte en elektriciteit. De beperkte beschikbaarheid van fossiele
brandstoffen en de hoge energieprijzen openen nieuwe mogelijkheden voor energiegewassen
zoals miscanthus (Waegebaert en Mey, 2019; Muylle et al. , 2015; Ben Fradj et al. , 2020). On-
der Vlaamse omstandigheden kan miscanthus productiever zijn dan andere natte gewassen
zoals riet en wilg, voor de productie van bio-ethanol (Hulle et al. , 2012). Miscanthus heeft
een hoge energiebalans in vergelijking met andere gewassen zoals suikerbiet of koolzaad. De dikke stengels kunnen worden omgezet in houtachtig materiaal en worden gebruikt voor
verbranding. 1 ton kan 500 l stookolie opleveren, met een lage CO2-uitstoot. Na verbranding
kan de as dienen als meststof voor de bodem (Waegebaert en Mey, 2019). Daartoe worden de
dikke stengels in de winter of het vroege voorjaar geoogst, wanneer de hoeveelheid kalium
en chloride aanwezig in de bladeren laag is en het vochtgehalte tussen 15 en 20 % ligt, zo-
dat verdere droogstappen vermeden worden (Waegebaert en Mey, 2019). Momenteel krijgen
boeren in Vlaanderen het advies om miscanthus te planten wanneer dat mogelijk is op zeer
natte of arme gronden, waar andere akkerbouwgewassen zoals maïs niet geschikt zijn. Een
voorbeeld is het bedrijf Hog Ter Vrijlegem in Vlaams-Brabant, dat ongeveer 1,2 ha miscanthus
heeft voor warmteproductie en later gebruik in het bedrijf. Productie van energie, zelfs op
lokale schaal, kan voordelig zijn gezien het feit dat alle olie- en aardgasvoorziening in België
wordt geïmporteerd en dat in België sterk de nadruk wordt gelegd op het versnellen van de
schone energietransitie (IEA, 2022). Een ander potentieel gebruik is bouwmateriaal voor isolatiedoeleinden, vezelplaten, papier en
karton, vanwege de vezelsterkte en isolerende eigenschappen (Waegebaert en Mey, 2019). Kalk-
miscanthusmengsels kunnen worden gebruikt in de bouw van muren, vloeren en daken voor
verwarmingsdoeleinden. Miscanthuschips kunnen ook worden gebruikt in plaats van zand en
grind in nieuwe materialen van het type poreus beton ( bv. ”xiriton”). Dit nieuwe materiaal pro-
fiteert van de lichtheid van de vezels en de temperatuur- en geluidsisolerende eigenschappen
(Waegebaert en Mey, 2019). /120 De dikke en droge stengels (chips) van miscanthus zijn goed te gebruiken in mulching, kippen-
stallen of beddingmateriaal voor melkkoeien of pluimvee. Voorbeelden • Promis ©Belux (België): levert miscanthus wortelstokken en biedt volledige begeleiding
bij de teelt en aankoop van productie. • Promis ©Belux (België): levert miscanthus wortelstokken en biedt volledige begeleiding
bij de teelt en aankoop van productie. • Miscanthus Nursery Limited (MNL) (UK): 36 boeren aandeelhouders telen verse wortel-
stok voor teelt, oogst en handel. Zij onderhandelen zelf over contracten voor eindgebruik
en geven advies over alle aspecten van de teelt en verkoop van Miscanthus. Potentiële toepassingen Miscanthuschips hebben een hoog
absorptievermogen, ze drogen snel en plakken niet aan elkaar, ook kunnen ze stikstof opne-
men waardoor slechte geuren van ammoniak worden verminderd (Waegebaert en Mey, 2019). Vergeleken met stro hebben miscanthuschips geen verschillen met betrekking tot bacteriegroei
of diercomfort (Van Weyenberg et al. , 2016). In het geval van mulchen zijn miscanthuschips
ook een goede optie, voor het beheersen van onkruidgroei en het absorberen van overtollig
vocht. Er is een groeiende belangstelling voor meer duurzame tuinbouwsubstraten (b.v. Horti-BlueC),
waarbij turf kan worden geëlimineerd of ten minste vervangen. Miscanthusvezels kunnen wor-
den gebruikt om turf in groeimedia gedeeltelijk te vervangen na verschillende fysische en che-
mische behandelingen. Verwerkte plantenvezels vertonen een lage stikstoffixatie en worden
gemakkelijk gekoloniseerd door schimmel-biocontrole-stammen, die de behoefte aan chemi-
sche gewasbescherming verminderen (Vandecasteele et al. , 2018). Miscanthus kan ook milieudiensten leveren zoals koolstofvastlegging en lage broeikasgase-
missies (Waegebaert en Mey, 2019; Ben Fradj et al. , 2020). Aangezien het gewas waterniveaus
onder de bodemoppervlakte vereist, is er geen risico op methaanemissies zoals bij de teelt
van lisdodde. Wanneer het gewas als bouwmateriaal wordt gebruikt, blijft de koolstof tijdens
de levensduur van het materiaal gefixeerd, wat mogelijkheden biedt voor koolstofvastlegging
(Bestman et al. , 2019). Tot slot heeft miscanthus een efficiënte nutriëntenopname door het
meerjarige wortelstoksysteem, dat de meeste plantenvoedingsstoffen bevat, en heeft het over
het algemeen geen stikstofbemesting nodig (Waegebaert en Mey, 2019). Beperkingen Er wordt in de EU slechts 20000 ha Miscanthus geteeld voor commerciële doeleinden, waarvan
de helft in het Verenigd Koninkrijk (Lewandowski et al. , 2016). In België was er in 2018 ongeveer
268 ha aangegeven (Waegebaert en Mey, 2019). De hoge investeringseisen en het gebrek aan
beschikbare markten maken boeren huiverig om dit gewas te telen en alleen lokaal gebruik is
mogelijk. In vergelijking met andere gangbare gewassen is miscanthus zeer arbeidsintensief,
en ook de verwerking van biomassa voor energieproductie 2.4.3
Veenmos (Sphagnum sp.) Veenmos groeit bij waterniveaus van ongeveer 10
cm onder het grondoppervlak en permanente en stabiele natte omstandigheden zijn funda-
menteel voor een optimale productiviteit. In tegenstelling tot andere paludicultuurgewassen
hebben voedselarme bodems en zure omstandigheden de voorkeur om concurrentie met al-
gen of onkruid, ook een lage PH, te vermijden (Collins et al. , 2019). Voedingsstoffen worden
aan het water onttrokken, waardoor een zuur milieu ontstaat dat de concurrentie met andere
planten vermindert, maar ook de afbraak van het organische materiaal, dat de belangrijkste
bron van broeikasgassen is in veengebieden (Holtuis et al. , 2021). Brakke omstandigheden zijn
niet geschikt voor de teelt van veenmos (IPV, 2022). Vermeerdering van sphagnum gebeurt via
fragmenten of microvermeerderde planten (Collins et al. , 2019; Gaudig et al. , 2017). Oogsten
kan normaal gesproken het hele jaar door, zolang er geen natuurbeschermingsvoorschriften
of hoge waterstanden zijn (Collins et al. , 2019). 2.4.3
Veenmos (Sphagnum sp.) Sphagnum mos komt veel voor in moerassige gebieden, het heeft een groot vermogen om
water vast te houden tot 16-26 keer zijn eigen droge gewicht (Duursen et al. , 2016). Na hon- /121 Figuur 64: Sphagnumveldproef in het project PROSUGA aan de universiteit van Greifswald (Greifswald
Mire Center, 2020). Figuur 64: Sphagnumveldproef in het project PROSUGA aan de universiteit van Greifswald (Greifswald
Mire Center, 2020). derden jaren vormde het langzaam bevochtigde oude veenmos het sphagnumveen. Sphag-
numteelt is de teelt van dit veenmos, voor hernieuwbare biomassaproductie, veenbehoud en
vermindering van de uitstoot van broeikasgassen (Greifswald Mire Center, 2020). Veenmos kan
potentieel worden geteeld in gedegradeerde veengebieden die momenteel worden gebruikt
voor grasland, en kan zorgen voor een duurzaam en klimaatvriendelijk landgebruik op deze
venen, terwijl het een vervanger voor turf in tuinbouwkweekmedia produceert (Gaudig et al. , 2017). De opbrengst bedraagt ongeveer 3,5 ton DM ha-1 jr-1 volgens sphagnumkweeklocaties
in Duitsland (Greifswald Mire Center, 2015). Veenmos groeit bij waterniveaus van ongeveer 10
cm onder het grondoppervlak en permanente en stabiele natte omstandigheden zijn funda-
menteel voor een optimale productiviteit. In tegenstelling tot andere paludicultuurgewassen
hebben voedselarme bodems en zure omstandigheden de voorkeur om concurrentie met al-
gen of onkruid, ook een lage PH, te vermijden (Collins et al. , 2019). Voedingsstoffen worden
aan het water onttrokken, waardoor een zuur milieu ontstaat dat de concurrentie met andere
planten vermindert, maar ook de afbraak van het organische materiaal, dat de belangrijkste
bron van broeikasgassen is in veengebieden (Holtuis et al. , 2021). Brakke omstandigheden zijn
niet geschikt voor de teelt van veenmos (IPV, 2022). Vermeerdering van sphagnum gebeurt via
fragmenten of microvermeerderde planten (Collins et al. , 2019; Gaudig et al. , 2017). Oogsten
kan normaal gesproken het hele jaar door, zolang er geen natuurbeschermingsvoorschriften
of hoge waterstanden zijn (Collins et al. , 2019). derden jaren vormde het langzaam bevochtigde oude veenmos het sphagnumveen. Sphag-
numteelt is de teelt van dit veenmos, voor hernieuwbare biomassaproductie, veenbehoud en
vermindering van de uitstoot van broeikasgassen (Greifswald Mire Center, 2020). Veenmos kan
potentieel worden geteeld in gedegradeerde veengebieden die momenteel worden gebruikt
voor grasland, en kan zorgen voor een duurzaam en klimaatvriendelijk landgebruik op deze
venen, terwijl het een vervanger voor turf in tuinbouwkweekmedia produceert (Gaudig et al. , 2017). De opbrengst bedraagt ongeveer 3,5 ton DM ha-1 jr-1 volgens sphagnumkweeklocaties
in Duitsland (Greifswald Mire Center, 2015). Voorbeelden • Bio-Kultura: volgens Duursen et al. (2016) gebruikt dit bedrijf ongeveer 20% sphagnum
in hun substraten. Potentiële toepassingen Sphagnum wordt voornamelijk gebruikt en onderzocht voor tuinbouwsubstraten en potgron-
den dankzij de eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van turf. Deze eigenschappen
omvatten structurele stabiliteit, watervasthoudend vermogen, luchtigheid, zuurgraad en ge-
halte aan voedingsstoffen en organische stoffen. Veenmos is niet erg bekend, maar wordt
al wel gebruikt in de markt voor orchideeënsubstraten (Duursen et al., 2016). Producenten /122 van land- en tuinbouwsubstraten zijn op zoek naar veenalternatieven om hun koolstofvoet-
afdruk te verkleinen (CANAPE, 2020). Deze markt is momenteel zeer concurrerend omdat er
aan specifieke productspecificaties moet worden voldaan, wat varieert met sphagnumsoorten
(Duursen et al. , 2016). van land- en tuinbouwsubstraten zijn op zoek naar veenalternatieven om hun koolstofvoet-
afdruk te verkleinen (CANAPE, 2020). Deze markt is momenteel zeer concurrerend omdat er
aan specifieke productspecificaties moet worden voldaan, wat varieert met sphagnumsoorten
(Duursen et al. , 2016). Sphagnum kan op korte termijn ook gebruikt worden als decoratiemateriaal in bloemstukken
en andere toepassingen. Er is een kleine maar groeiende markt op dit gebied omdat produc-
tiehoeveelheden, kennis en investeringsbehoeften duidelijk zijn (Duursen et al. , 2016). Voor
dit doel zijn waterretentie en groen fundamenteel. Andere toepassingen zijn filtering van af-
valwater, biologisch afbreekbaar adsorbens van koolwaterstoffen en bekleding van terraria
(CANAPE, 2020). Beperkingen Net als de andere paludicultuurgewassen, berusten de beperkingen van de sphagnumteelt
op de kleine marktmogelijkheden, het gebrek aan bewustzijn bij producenten en consu-
menten, en het feit dat verder onderzoek nodig is om optimale variëteiten en teeltmetho-
den voor verschillende toepassingen te vinden. Uitgangsmateriaal is momenteel duur en er
zijn hogere initiële investeringen nodig (Duursen et al. , 2016) Er zijn slechts beperkte proef-
/onderzoeksprojecten, voornamelijk in Duitsland (Sphagnum Farm Barver, site Ramsloh), die
nog steeds lopen. Ook laten de specifieke teeltomstandigheden (d.w.z. voedselarme bodems,
zure omstandigheden) de teelt van andere natte gewassen niet toe, wat een beperkende factor
kan zijn in het kader van natuurbeschermingswetten. 2.4.4
Riet (Phragmites australis) Riet is wereldwijd de meest voorkomende moerasplant, het komt voor in Europa, het Midden-
Oosten en Amerika. In Europa wordt riet vooral aangeplant in Zuid-Zweden, Oostenrijk en
Estland (Köbbing et al. , 2013). Dit gewas wordt al eeuwenlang gebruikt, hetzij als veevoer
wanneer het in de zomer wordt geoogst, hetzij als bouwmateriaal voor riet, papierproductie
of isolatie wanneer het in de winter wordt geoogst (Köbbing et al. , 2013). Riet is een hoog
en dun gras dat 3 tot 4 m hoog kan worden, de wortels kunnen zeer diep in de bodem
groeien waardoor het gewas goed bestand is tegen droogte of schommelingen in het waterpeil
(Bestman et al. , 2019). De opbrengst is afhankelijk van klimaat, watervoorziening, bodem en
voedingsstoffen en kan oplopen tot 30 ton ha-1 jr-1 (Köbbing et al. , 2013), hoewel opbrengsten
van rond de 10 ton ha-1 jr-1 realistischer zijn (Bestman et al. , 2019). In de winter worden
voedingsstoffen opgeslagen in de wortels, waardoor de opbrengsten in de winter stabieler zijn. In de zomer verspreiden voedingsstoffen zich naar de bovengrondse biomassa. Riet presteert
beter bij hoge (+20 cm) of relatief lagere waterstanden (-20 cm) (Bestman et al. , 2019). Tijdens
de vestigingsfase kan riet kwetsbaar zijn voor onkruiden en aquatische herbivoren (Geurts en
Fritz, 2018). /123 Figuur 65: Gewoon riet dat spontaan groeit op de oevers van de Vaart Leuven-Mechelen. Figuur 65: Gewoon riet dat spontaan groeit op de oevers van de Vaart Leuven-Mechelen. Potentiële toepassingen Volgens Köbbing et al. (2013) kunnen de potentiële toepassingen van riet worden onderver-
deeld in industriële, energie-, landbouw- en milieutoepassingen. Binnen de industriële toepas-
singen is riet waarschijnlijk het meest traditionele gebruik van riet dankzij zijn duurzaamheid,
flexibiliteit en stevigheid. Voor dit doel moet het vochtgehalte lager zijn dan 18 % en daarom
wordt het riet geoogst in de winter, wanneer de plant al droog is. Riet ging vroeger 50 tot 100
jaar mee, maar momenteel is dit door de vervuiling gedaald tot maximaal 30 jaar. Een ander
industrieel gebruik is isolatiemateriaal voor muren en daken en panelen. Hier kunnen ook de
bladeren en resten van riet worden gebruikt omdat de vereiste kwaliteit lager is. Riet heeft
een laag warmtegeleidingsvermogen van (λ) van 0,055 W m-1K-1 dat niet veel onderdoet voor
traditionele isolatiematerialen, en zorgt voor een hoge volume-gewichtsverhouding (Bestman
et al. , 2019; Köbbing et al. , 2013), uitstekend om voor een passend binnenklimaat te zorgen. Verder kan rietpulp worden gebruikt voor papierproductie dankzij de cellulose en hemicel-
lulose die aanwezig zijn in rietbiomassa. Deze toepassing wordt in Europa echter niet meer
onderzocht vanwege de ontoereikende rietvoorraad en om milieuredenen (Köbbing et al. ,
2013). In termen van energiegebruik kan rietbiomassa worden gebruikt voor verbranding, biogas en
de productie van biobrandstof (Köbbing et al. , 2013). Wintergeoogst riet met een laag vocht-
gehalte wordt gebruikt voor verbranding en biobrandstof, terwijl zomergeoogst riet met een
hoog vochtgehalte wordt gebruikt voor biogas. In de winter is het gehalte aan voedingsstof-
fen en as in de bovengrondse biomassa laag, wat gunstig is tegen corrosie van apparatuur
en emissies na verbranding. De calorische waarde of energie aanwezig in rietbiomassa is
ongeveer 14-17 MJ kg-1 (Bestman et al. , 2019; Köbbing et al. , 2013), vergelijkbaar met hout-
pellets. Rietbiomassa neemt een groot volume in beslag door de lage dichtheid, daarom is
het comprimeren tot pellets of briketten belangrijk voor gemakkelijk vervoer en minder op- /124 slagvereisten. Een verwerking op lokale schaal heeft ook de voorkeur. Voor de productie van
biogas (d.w.z. methaan) is vers zomerriet met een hoog nutriëntengehalte nodig, aangezien
het proces anaërobe vergisting door bacteriën omvat. Het methaan dient vervolgens voor de
productie van warmte en elektriciteit. Bij de productie van biobrandstof wordt na voorbehan-
delingen glucose gewonnen uit rietcellulose. Dit gebruik is nog in onderzoek (Köbbing et al. ,
2013). Potentiële toepassingen Figuur 66: Energiecyclus van teelt tot eindproduct voor riet (Greifswald Mire Center, 2015) Figuur 66: Energiecyclus van teelt tot eindproduct voor riet (Greifswald Mire Center, 2015) Gebruik in de landbouw omvat veevoer en meststoffen. In de zomer geoogst riet heeft een
matig ruw eiwitgehalte van ongeveer 60-115 gr kg-1 DM (Bestman et al. , 2019), en een hoog
stikstof-, kalium- en mangaangehalte, waardoor riet een zeer voedzaam veevoeder is (Köbbing
et al. , 2013). Winterriet kan ook worden gebruikt als strooisel voor dieren. Voor gebruik als
meststof wordt riet eerst gehakseld en samen met tuinafval gecomposteerd om het stikstof-
gehalte te verhogen. Ook zijn de resten van de biogasproductie klaar voor planten (Köbbing
et al. , 2013). Riet kan ook milieudiensten aanbieden zoals waterzuivering, wateropslag en turfconserve-
ring. Deze diensten kunnen gemakkelijk worden gecombineerd met andere productieve toe-
passingen. Rietproductie voor voedergewassen of biogas kan ook dienen voor het zuiveren
van met nutriënten vervuilde wateren. Voor een opbrengst van minimaal 10 ton DM ha-1 kan
de koolstofvastlegging 4-14 ton C bedragen, en de verwijdering van nutriënten 150-600 kg N
ha-1, 10-60 kg P ha-1, en 50-350 kg K ha-1 (Geurts et al. , 2020). Riet kan de veenvorming en
-conservering bevorderen wanneer het er overheen groeit. Aangezien riet goed bestand is te-
gen overstroomde omstandigheden, kan het ook samen met waterbergingsprojecten worden
gebruikt (Bestman et al. , 2019). Beperkingen De teelt van riet heeft te maken met dezelfde beperkingen als andere paludicultuurgewas-
sen. Er is nog verder onderzoek nodig om de teelt en de voedingsdynamiek te optimaliseren
voor een langetermijnperspectief van de paludicultuur. Bovendien zijn sommige potentiële
toepassingen, zoals papierproductie, in de vergetelheid geraakt en kunnen deze niet opnieuw
worden onderzocht wegens het geringe aanbod. Er kunnen ook conflicten ontstaan tussen
natuurbehoud en energieproductie (Becker et al. , 2020). 2.4.5
Wilg (Salix sp.) Figuur 67: Wilgenboom Bron: Natuurpunt Figuur 67: Wilgenboom Bron: Natuurpunt Wilgenbomen of struiken zijn in Vlaanderen wijdverspreid in de grenzen tussen land en wa-
ter. Er zijn vele variëteiten en soorten, geleidelijk aan toleranter voor ziekten en met een
hogere opbrengst (Natuurpunt, 2022; Larsen et al. , 2016). Ze kunnen typisch groeien in over-
stromingszones langs rivieren of in voedselarme en vochtige gebieden. Wilgen kunnen groeien
in waterstanden van -40 tot 20 cm, maar lagere waterstanden hebben de voorkeur (Collins
et al. , 2019). Ze zijn bestand tegen korte periodes van overstroming (minder dan 10 weken),
gevolgd door een droge periode waarin herstel kan plaatsvinden (Bestman et al. , 2019). De
typische soort is witte wilg (Salix alba), deze kan tot 20 m hoog worden (Natuurpunt, 2022). Vermeerdering gebeurt met twijgstekken van 20-30 cm en aanplant met een dichtheid van
16000 planten ha-1. De opbrengst is gemiddeld 4,3 ton DM ha-1, wat afhangt van de leeftijd
van de boom, en kan afnemen bij een te hoge waterstand (Bestman et al. , 2019). Wilgen kun-
nen voordeliger zijn dan andere natte gewassen omdat ze op arme gronden kunnen groeien
(Larsen et al. , 2016). Voorbeelden /125 • Verwarmingsinstallatie op biomassa Malchin (Duitsland): Sinds 2014 wordt riet en
riet van de bevloeide weilanden bij het Kummerow-meer in Mecklenburg-Vorpommern
gebruikt voor de productie van warmte, die in de stad Malchin wordt gebruikt. • Verwarmingsinstallatie op biomassa Malchin (Duitsland): Sinds 2014 wordt riet en
riet van de bevloeide weilanden bij het Kummerow-meer in Mecklenburg-Vorpommern
gebruikt voor de productie van warmte, die in de stad Malchin wordt gebruikt. 2.4.5
Wilg (Salix sp.) 2.5
Verdienmodellen Tabel 3 beschrijft enkele mogelijke bedrijfsmodellen voor Vlaanderen met betrekking tot pa-
ludicultuur in opnieuw bevochtigde gebieden, die in onderzoek zijn of reeds in andere landen
worden toegepast. Verder onderzoek is zeker nodig. Voorbeelden • AGFORWARD WP5 (Nederland): Wilg voor runderen en geiten • AGFORWARD WP5 (Nederland): Wilg voor runderen en geiten
• LEGCOMBIO (België): Wilg voor kippenhok • LEGCOMBIO (België): Wilg voor kippenhok Potentiële toepassingen Meer haalbare toepassingen voor wilg zijn agroforestry en andere rendabele toepassingen
zoals diervoeder en wateropslag. Twijgen, jonge takken en groene bladeren kunnen worden
gebruikt als voedsel voor koeien, geiten en schapen, omdat ze een ruw eiwitgehalte tot 190 g
kg-1 DM en een hoog selenium- en zinkgehalte bevatten, waardoor wilgen goed zijn als ruwvoer
(Bestman et al. , 2019). Wilgen kunnen ook dienen als schuilplaats voor scharrelkippen om ze
te beschermen tegen wind, regen, fel zonlicht of roofdieren (Bracke et al. , 2020). Dit is ook
gunstig voor het verbeteren van de vlees- en ei kwaliteit en de fysieke gezondheid van kippen. /126 Andere toepassingen zijn houtvezels voor energieproductie, vanwege hun hoge calorische
waarde van 18 MJ kg-1 (Bestman et al. , 2019). Andere toepassingen zijn houtvezels voor energieproductie, vanwege hun hoge calorische
waarde van 18 MJ kg-1 (Bestman et al. , 2019). In tijdelijke waterbergingsgebieden (dus in de winter) kan wilg worden geteeld, zolang over-
stromingsperioden worden gevolgd door droge perioden (Bestman et al. , 2019). Volgens LIFE
Veenherstel kan wilg ook dienen als buffer voor natte natuur en landbouwgronden, om ne-
gatief effect van beide kanten te voorkomen, en ook bloemen leveren voor veel bestuivers
zoals solitaire bijen, honingbijen en zweefvliegen. Dit milieugebruik kan gemakkelijk worden
gecombineerd met productief gebruik. Beperkingen De belangrijkste beperkingen zijn het gebrek aan regelgeving, de complexiteit van het werk
en het gebrek aan kennis over het beheer van de bomen. Gebieden met wilgenbomen kunnen
worden aangemerkt als bos in plaats van landbouwgrond, waardoor de prijs ervan kan dalen. Ook is onkruidbestrijding nodig tijdens de vestiging van wilgen, wat de initiële investerings-
kosten verhoogt (Luske, 2014). (Collins et al. , 2019)
(Greifswald Mire Cen-
ter, 2015) Geschikt
voor
hoog-
veen waar sphagnum
kan worden gekweekt (Collins et al. , 2019)
(Compeer en Mattheij,
2019) (Bracke et al. , 2020)
(Luske, 2014) Telen van substraten
voor tuinbouw Bomen
zoals
wilgen
die aangepast zijn aan
natte omstandigheden
kunnen voedsel en on-
derdak bieden aan die-
ren. Biomassa voor energie-
productie (Collins et al. , 2019) 2.6
Onderzoeksperspectieven De volgende aanbevelingen voor verder onderzoek in Vlaanderen zijn grotendeels gebaseerd
op Ziegler et al. (2021) en de resultaten van verschillende proefprojecten die reeds in Nederland
en Duitsland zijn uitgevoerd. • Ssamenwerking zoeken met andere bedrijven en organisaties die geïnteresseerd zijn in
het testen en verder ontwikkelen van paludicultuur. • Opzetten van langlopende pilots of demonstratieprojecten om de unieke eigenschappen
van paludicultuurgewassen te onderzoeken en hun levensvatbaarheid in Vlaanderen aan
te tonen. Deze proeven kunnen ook dienen om gewasmodellen te kalibreren voor deze
natte teelten. • Bij onderzoeksprojecten en nieuwe initiatieven aandacht hebben voor het opzetten van
een participatief traject met belanghebbenden, om hun behoeften en kennis mee te
nemen, het bewustzijn over klimaatverandering te vergroten en een nieuwe cultuur van
duurzame landbouw tot stand te brengen. /127 Tabel 17: Mogelijke verdienmodellen in Vlaanderen Tabel 17: Mogelijke verdienmodellen in Vlaanderen
Verdienmodel
Beschrijving
Pros/Cons
Bron
Vee in natte weiden
Vee aangepast aan nat-
te weiden
omstandigheden
(d.w.z. water
buf-
falo)
voor
vlees-
en
melkproductie kunnen
worden gecombineerd
met paludicultuur (b.v. riet) voor diervoeder
+ Goed voor veehou-
ders die reeds ervaring
hebben. Lage investe-
ringen
-
Wetenschappelijke
ondersteuning
voor
de
controle
van
de
waterstanden
(Collins et al. , 2019)
(Greifswald Mire Cen-
ter, 2015)
(Ziegler et al. , 2021) Multifunctioneel
gebruik
van
natte
graslanden + Slechts kleine ver-
anderingen
in
het
oogsten van biomassa. Biomassa kan dienen
voor verschillende toe-
passingen naar keuze
van de landbouwer. - De transportkosten
naar de bedrijven zijn
hoog. + Slechts kleine ver-
anderingen
in
het
oogsten van biomassa. Biomassa kan dienen
voor verschillende toe-
passingen naar keuze
van de landbouwer. Paludicultuur en na-
tuurlijk grasland kun-
nen worden gebruikt
voor compost, diervoe-
der en bouwmateria-
len, in combinatie met
milieudiensten. - De transportkosten
naar de bedrijven zijn
hoog. +
Hoge
vraag
naar
teeltsubstraten
en
turfalternatieven in de
markt. +
Hoge
vraag
naar
teeltsubstraten
en
turfalternatieven in de
markt. -
Hoge
kosten
voor
aangepaste
machines
of hydrologische infra-
structuur. - Landbouwers moe-
ten
onderzoek
doen
naar de winstgevend-
heid van de markt. Natuurbehoud Paludicultuur kan wor-
den gebruikt
in
bufferzones
of
natuurgebieden
voor
CO2-emissiereductie
en
biodiversiteitsher-
stel. +
Verscheidene
en
belangrijke milieudien-
sten
- Biomassa kan niet
op elk moment wor-
den geoogst, behalve
sphagnum. (Collins et al. , +
Verscheidene
en
belangrijke milieudien-
sten - Biomassa kan niet
op elk moment wor-
den geoogst, behalve
sphagnum. - Biomassa kan niet
op elk moment wor-
den geoogst, behalve
sphagnum. Biomassa voor energie-
productie Voor de verbranding
kunnen gewassen zo-
als lisdodde, miscan-
thus of riet worden ge-
bruikt. + Nuttig voor biomassa
van lage kwaliteit. + Nuttig voor biomassa
van lage kwaliteit. -
De
verwarmingsin-
stallatie moet dicht bij
de boerderijen staan. - De machines moeten
worden aangepast. Agroforestry Paludicultuur en na-
tuurlijk grasland kun-
nen worden gebruikt
voor compost, diervoe-
der en bouwmateria-
len, in combinatie met
milieudiensten. (Collins et al. , 2019) (Collins et al. , 2019) (Collins et al. , 2019) Agroforestry +
Verschillende
pro-
ductieve
en
milieu-
diensten
die
kunnen
worden
verhandeld
om
extra
inkomsten
en/of diversificatie te
genereren. /128 g
- Devaluatie van de
grondprijs door gebrek
aan regelgeving. g
- Devaluatie van de
grondprijs door gebrek
aan regelgeving. • De in andere landen toegepaste bedrijfsmodellen als voorbeeld gebruiken om aangepas-
te verdienmodellen voor Vlaanderen te creëren. Onderzoek ook andere bedrijfsmodellen
die geschikt zijn voor natte gronden, zoals het gebruik van gras in natte omstandigheden
voor energieproductie of compost. • Een economische analyse maken van de waardeketen, van teelt tot eindproduct, van de
meest geschikte paludicultuurgewassen zodat geïnteresseerden duidelijker kunnen zien
wat de transitie naar ‘natte landbouw’ kan betekenen. • Een economische analyse maken van de waardeketen, van teelt tot eindproduct, van de
meest geschikte paludicultuurgewassen zodat geïnteresseerden duidelijker kunnen zien
wat de transitie naar ‘natte landbouw’ kan betekenen. • Prikkels en beleid ontwikkelen om investeringen in paludicultuur en meer diverse toepas-
singen te stimuleren, waardoor de inkomsten zullen toenemen. Subsidies en betalingen
voor ecosysteemdiensten (bvb. koolstofkredieten) en beheersovereenkomsten voor wa-
teropslag zouden ook kunnen worden ingevoerd. 2.7
Bibliografie S. Abel, J. Couwenberg, T. Dahms en H. Joosten. De Databank van Potentiële Paludicultuurplan-
ten (DPPP) en resultaten voor West-Pommeren. Plant Diversity and Evolution, 130(3-4):219-228,
dec 1 2013. ISSN 1869-6155. doi:10.1127/1869-6155/2013/0130-0070. URL http://dx.doi.org/10.1127/1869-
6155/2013/0130-0070. L. Becker, S. Wichmann en V. Beckmann. Gewoon riet voor strooisel in Noord-Duitsland: Esti-
mating the Market Potential of Reed of Regional Origin. Resources, 9(12):146, dec 16 2020. ISSN
2079-9276. doi:10.3390/resources9120146. URL http://dx.doi.org/10.3390/resources9120146. J. Belle. Natte teelt voor waterkwaliteit Verkenning van de bijdrage van paludicultuur aan
waterkwaliteitsverbe- tering in een Friese polder. techreport, Hogeschool Van Hall Larenstein,
2021. URL https:// beterwetter.nl/wp-content/uploads/2022/01/Natte-teelt-voor-waterkwaliteit-
v1.1def.pdf. N. Ben Fradj, S. Rozakis, M. Borzęcka, en M. Matyka. Miscanthus in de Europese bio-economie:
Een netwerkanalyse. Industrial Crops and Products, 148:112281, 6 2020. ISSN 0926-6690. doi:10.1016/j.indcrop.2020.112281. [Online; bekeken op 2022-02-25]. M. Bestman, J. Geurts, Y. Egas, K. Houwelingen, F. Lenssinck, A. Koornneef, J. Pijlman, R. Vroom,
en N. Eekeren. Natte teelten voor het,veenweidengebied Verkenning van de mogelijkheden van
lisdodde, riet, miscanthus en wilg. techreport, 2019. J. Bracke, E. Haas, L. Van Vooren, P. Pardon, V. Nelissen, T. Decroos, D. Van Grembergen, F. Tuyttens, en B. Reubens. Meerwaarde creëren in de biologische landbouw door duurzame combinaties van
plantaardige teelten met uitloop voor pluimvee Eindrapport project LEGCOMBIO (2017-2020). pagina 126, 2020. ISSN 1784-3197. URL https://pure.ilvo.be/ws/portalfiles/portal/17622589/266_ilvo_mededeling_ LEGCOMBIO.pdf. CANAPE. Paludicultuur. 2020. URL https://northsearegion.eu/canape/paludiculture/. [Online; /129 ac- cessed 2022-06-15]. R. Collins, P. Leadbitter, C. Fritz, en G. J. Duinen. Deliverable nr. T1.1.2 State of the Art (SotA)
documenten (landtypes, gewastypes, waterstanden). Interreg NWE Carbon Connects, 2019. R. Collins, P. Leadbitter, C. Fritz, en G. J. Duinen. Deliverable nr. T1.1.2 State of the Art (SotA)
documenten (landtypes, gewastypes, waterstanden). Interreg NWE Carbon Connects, 2019. A. Compeer en S. Mattheij. Inventarisatie en economische analyse biomassastromen Vlaande-
ren en Noord-Brabant. techreport, Interreg Grensregioprogramma-GrasGoed, 2019. URL htt-
ps://www.grensregio.eu/ assets/files/site/Grasgoed-rapport-inventarisatie.pdf. A. Compeer en S. Mattheij. Inventarisatie en economische analyse biomassastromen Vlaande-
ren en Noord-Brabant. techreport, Interreg Grensregioprogramma-GrasGoed, 2019. URL htt-
ps://www.grensregio.eu/ assets/files/site/Grasgoed-rapport-inventarisatie.pdf. M. de Jong, O. van Hal, J. Pijlman, N. van Eekeren, en M. Junginger. Paludicultuur als paludifuture
op Nederlandse veengronden: An environmental and economic analysis of Typha cultivation
and insulation production. Science of The Total Environment, 792:148161, 10 2021. ISSN 0048-
9697. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.148161. URL http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148161. M. de Jong, O. van Hal, J. Pijlman, N. van Eekeren, en M. Junginger. Paludicultuur als paludifuture
op Nederlandse veengronden: An environmental and economic analysis of Typha cultivation
and insulation production. J. J. M. Geurts en C. Fritz. Paludicultuur pilots en experimenten met focus op kattenstaart en
riet in Nederland. 510, 2018. doi:10.13140/RG.2.2.12916.24966. 2.7
Bibliografie Science of The Total Environment, 792:148161, 10 2021. ISSN 0048-
9697. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.148161. URL http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148161. A. De La Haye, C. Devereux en S. Herk. Peatlands across Europe: Innovation and Inspiration |. techreport, Bax & Company, Barcelona, 6 2021. URL http://www.decadeonrestoration.org/es/node/4649. [Online; bekeken op 2022-03-18]. J. Duursen en A. N. al. Marktverkenning Paludicultuur Kansen voor de landbouw in veenwei-
degebieden met behoud van veen. techreport, 5 2016. URL https://www.veenweiden.nl/wp-
content/uploads/2018/09/ Marktverkenning-Paludicultuur.pdf. J. Duursen, A. Nieuwenhuijs, G. Meijers, K. Leeuw, B. Riet, N. Hogeweg, R. Gerwen, en C. Fritz. Marktverkenning Paludicultuur Kansen voor de landbouw in veenweidegebieden met behoud
van veen. techreport, 5 2016. URL https://www.veenweiden.nl/wp-content/uploads/2018/09/Marktverkenning-Paludicultuur.p E. D. R. (EDR). Paludicultuur Interreg Deutschland Nederland. 2022. URL https://bioeco-edr.eu/nl/
paludicultuur. [Online; geraadpleegd 2022-04-08]. W.-J. Emsens, C. Aggenbach, C. Dictus, F. Smolders, E. Verbruggen, en R. Diggelen. Laagveen-
herstel door vernatting Terug naar oernatuur in de vallei van de Zwarte Beek. Natuurfocus,
pagina 7, 2019. G. Gaudig, M. Krebs, en H. Joosten. Sphagnumkweek op maaiveld in NW Duitsland: Langeter-
mijnstudies naar de groei van Sphagnum. Mires and Peat, (20):1-19, 14 mei 2017. ISSN 1819-754X. doi:10.19189/MaP.2016.OMB.238. URL https://doi.org/10.19189/MaP.2016.OMB.238. G. Gaudig, M. Krebs, en H. Joosten. Sphagnumkweek op maaiveld in NW Duitsland: Langeter-
mijnstudies naar de groei van Sphagnum. Mires and Peat, (20):1-19, 14 mei 2017. ISSN 1819-754X. doi:10.19189/MaP.2016.OMB.238. URL https://doi.org/10.19189/MaP.2016.OMB.238. J. J. Geurts, C. Oehmke, C. Lambertini, F. Eller, B. K. Sorrell, S. R. Mandiola, A. P. Grootjans, H. Brix, W. Wichtmann, L. P. Lamers en C. Fritz. Nutrient removal potential and biomass production by
Phragmites australis and Typha latifolia on European rewetted peat and mineral soil. Science
of The Total Environment, 747:141102, 12 2020. ISSN 0048-9697. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.141102. URL http://dx.doi.org/10. 1016/j.scitotenv.2020.141102. W. Wichtmann, L. P. Lamers en C. Fritz. Nutrient removal potential and biomass production by
Phragmites australis and Typha latifolia on European rewetted peat and mineral soil. Science
of The Total Environment, 747:141102, 12 2020. ISSN 0048-9697. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.141102. URL http://dx.doi.org/10. 1016/j.scitotenv.2020.141102. J. J. M. Geurts en C. Fritz. Paludicultuur pilots en experimenten met focus op kattenstaart en
riet in Nederland. 510, 2018. doi:10.13140/RG.2.2.12916.24966. /130 URL http://rgdoi.net/10.13140/RG.2.2.12916.24966. Greifswald Mire Center. Paludicultuur Duurzaam productief gebruik van opnieuw bevochtigde
veengebieden. 2015. URL https://www.moorwissen.de/doc/infothek/Broschure Paludiculture
EN.pdf. Greifswald Mire Center. Sphagnum landbouw. 2020. URL https://www.moorwissen.de/en/paludikultur/
imdetail/torfmooskultivierung.php. [Online; geraadpleegd 2022-06-15]. Greifswald Mire Center. Sphagnum landbouw. 2020. URL https://www.moorwissen.de/en/paludikultur/
imdetail/torfmooskultivierung.php. [Online; geraadpleegd 2022-06-15]. C. Hartung en E. Meinken. Fen plantenbiomassa als groeimediumbestanddeel - vermindering
van stikstofimobilisatie door compostering. Acta Horticulturae, (1317):93-98, 8 2021. URL https://www.mdpi.com/2311-7524/ 7/7/164. Nummer: 7 Uitgever: Multidisciplinary Digital
Publishing Institute. URL https://www.mdpi.com/2311-7524/ 7/7/164. Nummer: 7 Uitgever: Multidisciplinary Digital
Publishing Institute. I. Lewandowski, J. Clifton-Brown, J. Scurlock en W. Huisman. Miscanthus: Europese ervaring
met een nieuw energiegewas. Biomassa en bio-energie, 19(4):209-227, 10 2000. ISSN 0961-9534. doi:10.1016/s0961- I. Lewandowski, J. Clifton-Brown, J. Scurlock en W. Huisman. Miscanthus: Europese ervaring
met een nieuw energiegewas. Biomassa en bio-energie, 19(4):209-227, 10 2000. ISSN 0961-9534. doi:10.1016/s0961- 9534(00)00032-5. URL http://dx.doi.org/10.1016/S0961-9534(00)00032-5. I. Lewandowski, J. Clifton-Brown, L. M. Trindade, G. C. Linden, K.-U. Schwarz, K. Müller-Sämann,
A. Anisimov, C.-L. Chen, O. Dolstra, I. S. Donnison, K. Farrar, S. Fonteyne, G. Harding, A. Hastings,
L. M. Huxley, Y. Iqbal, N. Khokhlov, A. Kiesel, P. Lootens, H. Meyer, M. Mos, H. Muylle, C. Nunn, M. Özgüven, I. Roldán-
Ruiz, H. Schüle, I. Tarakanov, T. Weijde, M. Wagner, Q. Xi, en O. Kalinina. Progress on Optimizing
Miscanthus Biomass Production for the European Bioeconomy: Resultaten van het EU FP7-
project OPTIMISC. Frontiers in Plant Science, 7, 2016. ISSN 1664-462X. URL https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fpls. 2016.01620. [Online; bekeken op 2022-
04-25]. H. Schüle, I. Tarakanov, T. Weijde, M. Wagner, Q. Xi, en O. Kalinina. Progress on Optimizing
Miscanthus Biomass Production for the European Bioeconomy: Resultaten van het EU FP7-
project OPTIMISC. Frontiers in Plant Science, 7, 2016. ISSN 1664-462X. p
j
URL https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fpls. 2016.01620. [Online; bekeken op 2022-
04-25]. B. Luske. Initial Stakeholder Meeting Report Fodder trees for cattle and goats in the Nether-
lands. techreport, Louis Bolk Instituut, 2014. URL https://www.agforward.eu/documents/WP5_NL_fodder_trees.pdf. G. A. Moore, Agriculture Western Australia en National Landcare Program (W.A.). Soilguide: a
handbook for understanding and managing agricultural soils. Agriculture Western Australia,
South Perth, W.A., 1998. OCLC: 38903946. J. F. Morton. Kattenstaarten (Typha spp.) - Onkruidprobleem of potentieel gewas? Economic
Botany, 29(1):7-29, 1 1975. ISSN 1874-9364. doi:10.1007/BF02861252. URL https://doi.org/10.1007/BF02861252. [Online; bekeken op 2022-04-06]. H. Muylle, S. Van Hulle, A. De Vliegher, J. Baert, E. Van Bockstaele, en I. Roldán-Ruiz. Yield
and energy balance of annual and perennial lignocellulosic crops for bio-refinery use: Een 4-
jarig veldexperiment in België. European Journal of Agronomy, 63:62-70, 2 2015. ISSN 1161-0301. doi:10.1016/j.eja.2014.11.001. URL http://dx.doi.org/10.1016/j.eja.2014.11.001. Natuurpunt. Wilgen. 2022. URL https://www.natuurpunt.be/pagina/wilgen. [Online; geraad-
pleegd 2022-06- 17]. K. Samaras, M. L. Pappas, E. Fytas, en G. D. Broufas. Pollen Provisioning Enhances the Perfor-
mance of Amblydromalus limonicus on an Unsuitable Prey. Frontiers in Ecology and Evolution,
7, apr 18 2019. ISSN 2296-701X. doi:10.3389/fevo.2019.00122. SEIL. Miscanthus, een revolutionair biomassa-gewas. 2012. URL http://www.recrops.com/miscanthus. [Online; bekeken op 2022-06-14]. SEIL. Miscanthus, een revolutionair biomassa-gewas. 2012. SEIL. Miscanthus, een revolutionair biomassa-gewas. 2012. URL http://www.recrops.com/miscanthus.
[Online; bekeken op 2022-06-14]. 2.7
Bibliografie ISSN 0567-
7572, 2406-6168. doi:10.17660/ActaHortic.2021.1317.11. C. Hartung en E. Meinken. Fen plantenbiomassa als groeimediumbestanddeel - vermindering
van stikstofimobilisatie door compostering. Acta Horticulturae, (1317):93-98, 8 2021. ISSN 0567-
7572, 2406-6168. doi:10.17660/ActaHortic.2021.1317.11. https://www.actahort.org/books/1317/1317_11.htm. [On- line; geraadpleegd 2022-04-21]. J.-u. Holtuis, J. Belle, en H. Mach. CANAPE Chats: Aflevering 2 - Sphagnumteelt in Barver. 6 2021. URL https://www.youtube.com/watch?v=Xw3eS07kV6A&t=1s. [Online; bekeken op 2022-06-15]. S. V. Hulle, C. V. Waes, A. D. Vliegher, J. Baert, en H. Muylle. Comparison of dry matter yield
of lignocel- lulosic perennial energy crops in a long term Belgian field experiment. In Gras-
land Science in Europe : Grass- land - a European Resource, blz. 499-501, 2012. URL htt-
ps://pureportal.ilvo.be/nl/publications/ comparison-of-dry-matter-yield-of-lignocellulosic-perennial-
energ. [Online; bekeken op 2022-04- 26]. IEA. Belgium 2022 Energy Policy Review. techreport, 2022. URL https://iea.blob.core.windows.net/
assets/638cb377-ca57-4c16-847d-ea4d96218d35/Belgium2022_EnergyPolicyReview.pdf. IPV. Samen 5 jaar zoeken naar duurzaam landgebruik in het veenweidegebied Eindrapportage
Innovatie Pro- gramma Veen 2017-2022. techreport, 2022. URL URL PDF. IUCN. Veengebieden en klimaatverandering. 11 2021. URL https://www.iucn.org/resources/issues-
briefs/ peatlands-and-climate-change. [Online; bekeken op 2022-02-14]. G. Kaur, G. Singh, P. P. Motavalli, K. A. Nelson, J. M. Orlowski, en B. R. Golden. Impacts and
management strategies for crop production in waterlogged or flooded soils: A review. Agro-
nomy Journal, 112(3):1475-1501, 5 2020. ISSN 0002-1962, 1435-0645. doi:10.1002/agj2.20093. URL
https://onlinelibrary.wiley.com/ doi/10.1002/agj2.20093. [Online; geraadpleegd 2022-03-17]. J. F. Köbbing, N. Thevs, en S. Zerbe. Het gebruik van riet (Phragmites australis): een overzicht. 2013. S. Larsen, D. Jaiswal, N. S. Bentsen, D. Wang, en S. P. Long. Comparing predicted yield and yield
stability of willow and Miscanthus across Denmark. GCB Bioenergy, 8(6):1061-1070, apr 30 2016. ISSN 1757-1693. doi:10.1111/gcbb.12318. URL http://dx.doi.org/10.1111/gcbb.12318. S. Larsen, D. Jaiswal, N. S. Bentsen, D. Wang, en S. P. Long. Comparing predicted yield and yield
stability of willow and Miscanthus across Denmark. GCB Bioenergy, 8(6):1061-1070, apr 30 2016. ISSN 1757-1693. doi:10.1111/gcbb.12318. URL http://dx.doi.org/10.1111/gcbb.12318. K. Leiber-Sauheitl, H. Bohne en J. Böttcher. First Steps toward a Test Procedure to Identify
Peat Substitutes for Growing Media by Meadow of Chemical, Physical, and Biological Material
Characteristics. Horticulturae, 7(7): 164, 7 2021. ISSN 2311-7524. doi:10.3390/horticulturae7070164. K. Leiber-Sauheitl, H. Bohne en J. Böttcher. First Steps toward a Test Procedure to Identify
Peat Substitutes for Growing Media by Meadow of Chemical, Physical, and Biological Material
Characteristics. Horticulturae, 7(7): 164, 7 2021. ISSN 2311-7524. doi:10.3390/horticulturae7070164. /131 URL https://www.mdpi.com/2311-7524/ 7/7/164. Nummer: 7 Uitgever: Multidisciplinary Digital
Publishing Institute. URL https://www.mdpi.com/2311-7524/ 7/7/164. Nummer: 7 Uitgever: Multidisciplinary Digital
Publishing Institute. Couwenberg. Greenhouse gas emission factors associated with rewet-
ting of organic soils. Mires and Peat, (17):1-28, apr 8 2016. ISSN 1819-754X. doi:10.19189/MaP.2016.OMB.222. URL URL https://www.mdpi.com/2311-7524/ 7/7/164. Nummer: 7 Uitgever: Multidisciplinary Digital
Publishing Institute. URL http://www.recrops.com/miscanthus
[Online; bekeken op 2022-06-14]. /132 E. Talpe en H. Crevits. Paludicultuur - Integratie in het Vlaamse landbouwbeleid. 2021. URL
https://docs. vlaamsparlement.be/pfile?id=1700755. E. Talpe en H. Crevits. Paludicultuur - Integratie in het Vlaamse landbouwbeleid. 2021. URL
https://docs. vlaamsparlement.be/pfile?id=1700755. S. Van Weyenberg, T. Ulens, K. De Reu, I. Zwertvaegher, P. Demeyer, en L. Pluym. Haalbaarheid
van Miscanthus als alternatief strooisel voor melkkoeien. Veterinární Medicína, 60(No. 3):121-
132, jul 15 2016. ISSN 0375-8427. doi:10.17221/8059-vetmed. URL http://dx.doi.org/10.17221/8059-
VETMED. B. Vandecasteele, H. Muylle, I. De Windt, J. Van Acker, N. Ameloot, K. Moreaux, P. Coucke, en J. De-
bode. Plantaardige vezels voor hernieuwbare groeimedia: Potentieel van defibratie, verzuring
of inoculatie met biocontrole schimmels om de N-trek en plantpathogenen te verminderen. Journal of Cleaner Production, 203:1143-1154, 12 2018. ISSN 0959-6526. doi:10.1016/j.jclepro.2018.08.16 B. Vandecasteele, S. Pot, K. Maenhout, I. Delcour, K. Vancampenhout, en J. Debode. Verzuring
van compost versus houtachtige beheersresiduen: Optimizing biological and chemical charac-
teristics for a better fit in growing media. Tijdschrift voor Milieubeheer, 277:111444, 1 2021. ISSN
0301- 4797. doi:10.1016/j.jenvman.2020.111444. [Online; bekeken op 2022-04-21]. R. J. Vroom, F. Xie, J. J. Geurts, A. Chojnowska, A. J. Smolders, L. P. Lamers, en C. Fritz. Typha lati-
folia paludiculture effectively improves water quality and reduces greenhouse gas emissions
in rewetted peatlands. Ecological Engineering, 124:88-98, 12 2018. ISSN 0925-8574. doi:10.1016/j.ecoleng.2018.09.008. R. J. Vroom, F. Xie, J. J. Geurts, A. Chojnowska, A. J. Smolders, L. P. Lamers, en C. Fritz. Typha lati-
folia paludiculture effectively improves water quality and reduces greenhouse gas emissions
in rewetted peatlands. Ecological Engineering, 124:88-98, 12 2018. ISSN 0925-8574. doi:10.1016/j.ecoleng.2018.09.008. S. Waegebaert en V. D. Mey. Teelthandleiding miscanthus. Ten behoeve van biocomposietmate-
rialen voor bouwapplicaties. techreport, 2019. URL https://www.grensregio.eu/assets/files/site/ S. Waegebaert en V. D. Mey. Teelthandleiding miscanthus. Ten behoeve van biocomposietmate-
rialen voor bouwapplicaties. techreport, 2019. URL https://www.grensregio.eu/assets/files/site/ Growing-A-Green-Future-Teelthandleiding-miscanthus-ten-behoeve-van-biocomposiet-materialen-
voor-bouw pdf. Growing-A-Green-Future-Teelthandleiding-miscanthus-ten-behoeve-van-biocomposiet-materialen-
voor-bouw pdf. S. Wichmann. Economische stimulansen voor klimaatslimme landbouw op veengronden in de
EU. techreport, Institute of Botany, 2018. URL URL PDF . S. Wichmann. Economische stimulansen voor klimaatslimme landbouw op veengronden in de
EU. techreport, Institute of Botany, 2018. URL URL PDF . W. Wichtmann, C. Schröder, en H. Joosten. Paludicultuur - productief gebruik van natte veen-
gebieden. 4 2016. W. Wichtmann, C. Schröder, en H. Joosten. Paludicultuur - productief gebruik van natte veen-
gebieden. 4 2016. g
URL https://www.schweizerbart.de/publications/detail/isbn/978351065283 ISBN: 9783510652839
Uitgever: Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung. URL https://www.schweizerbart.de/publications/detail/isbn/978351065283 ISBN: 9783510652839
Uitgever: Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung. D. Wilson, D. Blain, en J. https://doi.org/10.19189/MaP.2016.OMB.222. R. Ziegler, W. Wichtmann, S. Abel, R. Kemp, M. Simard, en H. Joosten. Gebruik van natte veen-
gronden voor klimaatbescherming - Een internationaal overzicht van innovaties in de paludi-
cultuur. Cleaner Engineering and Technology, 5: 100305, 12 2021. ISSN 2666-7908. doi:10.1016/j.clet.2021.100305. /133 Literatuuroverzicht • Te ondiepe grondwaterstanden veroorzaken opbrengstvermindering omdat de meeste
akkerbouwgewassen gevoelig zijn voor zuurstofstress, en natte omstandigheden kunnen
leiden tot de verspreiding van ziekten en plagen. Het heeft ook gevolgen voor landbouw-
praktijken waarbij machines worden gebruikt, omdat natte bodems minder draagver-
mogen hebben. Zo kan het land onbereidbaar zijn en leiden tot vertragingen bij zaaien
of oogsten. • De bodemtextuur bepaalt in grote mate hoeveel water in een bodem opgeslaan kan wor-
den en hoe beschikbaar het is voor planten. Bovendien bepaalt het ook mee hoe wortels
zich ontwikkelen en dus in welke mate planten toegang krijgen tot dat bodemwater. • De bodemtextuur bepaalt in grote mate hoeveel water in een bodem opgeslaan kan wor-
den en hoe beschikbaar het is voor planten. Bovendien bepaalt het ook mee hoe wortels
zich ontwikkelen en dus in welke mate planten toegang krijgen tot dat bodemwater. • Te natte omstandigheden leiden tot een gebrek aan zuurstof in de bodem, waardoor de
fysische en elektrochemische eigenschappen ervan drastisch veranderen. In deze nieuwe
omstandigheden zijn geadsorbeerde fosfor en organische koolstofverbindingen mobieler
en kunnen zij makkelijker in oppervlakte- en grondwater terechtkomen. • Natte landbouw of ‘paludicultuur’ kan in theorie een alternatief zijn voor conventionele
landbouw in gebieden waar vernatting gepland is. De kleinschalige percelen in Vlaan-
deren kunnen een beperkende factor zijn om paludicultuur rendabel te maken en vol-
doende afzetmarkten te creëren. Lokale samenwerkingsverbanden maken dan wellicht
het meeste kans. Onderzoek/proefprojecten zijn nodig om te bepalen of natte landbouw
een voldoende robuust en rendabel verdienmodel kan bieden in de Vlaamse omstandig-
heden. –DEEL VII–
Conclusies Het hoofddoel van deze studie was om een overzicht te geven van de mogelijke effecten die
hoge grondwaterstanden op de landbouwproductie in Vlaanderen hebben en een modelka-
der te ontwikkelen dat beleidsmakers en onderzoekers gemakkelijk kunnen gebruiken om die
effecten te voorspellen. We deden een uitgebreide literatuurstudie over de impact van te natte
omstandigheden op de landbouwpraktijk in het algemeen en op de mobilisatie van nutriën-
ten, en over de kansen en belemmeringen voor natte landbouw (paludicultuur) in Vlaanderen. We pasten het model SWAP-WOFOST toe op het hele Vlaamse landbouwareaal voor vijf con-
ventionele gewassen: gras, voedermaïs, aardappel, wintertarwe en suikerbiet en gebruikten
hiervoor publieke datalagen. We gebruikten het landbouwgebied rond De Zegge-Mosselgoren
als voorbeeld over hoe het model ook lokaal kan worden ingezet om impact van grondwa-
terbeheer op landbouw in te schatten. Het model en de bijbehorende documentatie is vrij
beschikbaar in de PEILIMPACT github repository. Hieronder vatten we de hoofdpunten van de studie samen: Regionale analyse en plausibiliteitscontrole • Op Vlaamse schaal leidt droogte tot een grotere afname van de gewasopbrengst dan /134 natte omstandigheden. Aardappel, voedermaïs en suikerbiet zijn gevoeliger voor water-
stress dan gras en wintertarwe. De grote variabiliteit van weersomstandigheden, bodem-
en grondwaterstanden bepaalt de variabiliteit van de opbrengst in tijd en ruimte. In ge-
bieden met zandleem- en leembodems schat het model de opbrengsten veelal hoger in
dan op kleigronden, omdat de lichtere texturen de wortelgroei minder beperken. natte omstandigheden. Aardappel, voedermaïs en suikerbiet zijn gevoeliger voor water-
stress dan gras en wintertarwe. De grote variabiliteit van weersomstandigheden, bodem-
en grondwaterstanden bepaalt de variabiliteit van de opbrengst in tijd en ruimte. In ge-
bieden met zandleem- en leembodems schat het model de opbrengsten veelal hoger in
dan op kleigronden, omdat de lichtere texturen de wortelgroei minder beperken. • Gemiddelde grondwaterstanden die minder diep zijn dan 1m hebben over het algemeen
een negatief effect op de opbrengst in natte jaren, maar zijn gunstig in droge jaren. De
optimale grondwaterstand over alle gewassen en bodemtypes heen is gemiddeld 1m in
normale en droge jaren, en 1,5 m in natte jaren. Deze drempels kunnen sterk veranderen
als gevolg van variabiliteit door gewassen, bodem, grondwaterdynamiek en het weer en
het is dus aangewezen deze complexiteit in rekening te brengen en niet uit te gaan van
deze algemene richtcijfers in concrete gevallen. • Uit de plausibiliteitscontrole van het model is gebleken dat SWAP-WOFOST in staat is
algemene meerjarige trends in de gemiddelde gewasopbrengst te beschrijven, ondanks
vele beperkingen in de invoergegevens en modelvereenvoudigingen. Het model heeft
echter de neiging de gewasopbrengst te onderschatten, behalve voor gras. Bij suikerbiet
was de onderschatting groot. Dit kan worden toegeschreven aan het gebruik van gewas-
parameters van verouderde variëteiten, soms ontbrekende informatie ivm veldbeheer
(bv. irrigatie), een beperkte opbrengstdataset voor de validatie en het onzekere verschil
tussen oogstresultaten van proefpercelen ten opzichte van velden van landbouwers. Casus ‘De Zegge-Mosselgoren’ Het model werd toegepast op de studiecase van het landbouwgebied rondom natuurgebieden
De Zegge en Mosselgoren voor gras en voedermaïs. Het model werd toegepast op de studiecase van het landbouwgebied rondom natuurgebieden
De Zegge en Mosselgoren voor gras en voedermaïs. • Ondiepe grondwaterstanden in het studiegebied zijn gunstig voor de gewasproductie in
droge jaren, maar veroorzaken zuurstofstress in gewassen in natte en licht natte jaren. De totale opbrengstvermindering als gevolg van te droge of te natte omstandigheden
en van indirecte effecten (bv. minder bewerkbaarheid, oogstvertraging) bedraagt voor de
twee betrokken gewassen normaliter niet meer dan 30% voor het huidige klimaat en
waterbeheer in het gebied. • Momenteel zijn het veldbeheer en de beheersing van het grondwaterpeil in het gebied
optimaal voor de teelt van gras en voedermaïs, vooral in droge jaren. Uit deze studie
konden nog geen gedetailleerde conclusies worden getrokken over het effect van hoge-
re grondwaterstanden als gevolg van mogelijke vernattingsstrategieën op de landbouw
in het studiegebied, aangezien er tot aan de afsluiting van dit project geen grondwater-
scenario’s beschikbaar waren van de ecohydrologische studie voor het gebied. /135 –DEEL VIII–
Aanbevelingen Het huidige modelkader is vrij beschikbaar en kan dus in principe door iedereen gebruikt wor-
den voor nieuwe beleidsvragen of effectenstudies. Het blijft echter nog noodzakelijk om basis-
kennis te hebben van programmeren om de tools die op Github beschikbaar zijn makkelijk te
kunnen gebruiken. Ook is enige kennis van bodem-plant interacties en gewasmodellering no-
dig om de huidige tekortkomingen correct in te schatten. Om overheden of landbouwers ook
zelf de mogelijkheid te geven met deze tool aan de slag te gaan is er nog een vertaalslag no-
dig naar de noden en achtergrond van deze eindgebruikers. Voor deze vertaalslag plaats
kan vinden, is het aangewezen om op korte termijn nog aan een aantal tekortkomingen te
werken in het model zelf en de input ervan. Het modelkader met SWAP-WOFOST en open datalagen voor Vlaanderen bleek de gewasop-
brengst bij benadering te simuleren, zelfs met beperkte invoergegevens en modelvereenvou-
digingen. Er is echter zeker nog ruimte voor verbetering, zeker bij de voorspellingen voor
suikerbiet. De opbrengstdatabank bevat waardevolle maar beperkte gegevens, voorlopig vooral afkomstig
van rassenproeven in West- en Oost-Vlaanderen. Meestal is er ook geen data beschikbaar over
grondwaterstanden. Het is enerzijds nodig om bestaande oogstdata van proeven in heel
Vlaanderen op te nemen in de databank, liefst via een gestructureerde samenwerking met alle
proefcentra. Daarnaast zouden gerichte veldexperimenten onder verschillende, gekende
hydrologische omstandigheden welkom zijn. Daarin zouden dan metingen van bodem- en
gewasgroei moeten plaatsvinden met speciale aandacht voor droogte- en zuurstofstress voor
de belangrijkste gewassen in Vlaanderen. Op die manier kunnen de gewasparameters worden
bijgewerkt tot recente variëteiten onder Vlaamse omstandigheden, en kunnen locatiespeci-
fieke beheersgegevens en omgevingsfactoren worden gebruikt voor modelvalidatie, waarbij
aanzienlijke verbeteringen in de simulaties kunnen worden verwacht. Modellen zijn slechts een vereenvoudiging van de werkelijkheid, en invoergegevens en pa-
rameters hebben inherent ook onzekerheid. Op regionale schaal waren alleen oude bode-
meigenschappen uit de Aardewerk-databank en de Belgische bodemkaart beschikbaar. De
maximale bewortelingsdiepte van de bodem werd benaderd op basis van het kleigehalte en
de berekende bulkdichtheid. In werkelijkheid kan bodemverdichting de bewortelingsdiepte in landbouwgebieden beïnvloeden. Het zou wenselijk zijn de bewortelingsdiepte voor elk
bodemtype te herzien en de bodemverdichting mee te nemen wanneer deze beschik-
baar is. Momenteel is loopt er een project gefinancieerd door het Departement omgeveing
van de Vlaamse overheid, nl. –DEEL VIII–
Aanbevelingen ‘Inschatting van de vochtretentiecapaciteit van bodems op basis
van bodem- en landgebruikskenmerken’, dat gegund werd aan Antea Belgium, Universiteit
Gent en de Bodemkundige Dienst van België en dat in februari 2025 klaar zal zijn. Het doel
van dit project is om voor Vlaanderen actuele pedotransferfuncties voor bodemvochtkarakte-
ristieken te bepalen via vlot meetbare bodemparameters. Deze informatie zal zeer waardevol 1
Achtergrond Het project OP-PEIL onderzoekt peilgestuurde drainage (CD) als één van de instrumenten
meer water te bufferen in het landbouwlandschap. Een van de doelstellingen is om het effect
van peilgestuurde drainage op verzilting in de poldercontext te monitoren. In het verleden
kwam het zeewater over het land in de huidige polders, wat ten dele verklaart dat het grond-
water zout is. Door de aanleg van dijken en een netwerk van grachten, stuwen en pompen
werd dit land op de zee gewonnen en drooggelegd om het geschikt te maken voor land-
bouw. Met de tijd en de regenval ontwikkelde zich een oppervlakkige (enkele meters) dikke
zoetwaterlens. Deze zoetwaterlens is essentieel voor gewassen, omdat de meeste klassieke
landbouwgewassen stress ondervinden of zelfs sterven onder direct contact met het zoute
water. Naarmate de buien intenser worden, heeft de neerslag echter minder tijd om te infil-
treren en de zoetwaterlens aan te vullen en wordt de neerslag vaak direct afgevoerd door het
bestaande grachten- en drainagesysteem. Bij droogte in de zomer wordt dit probleem accuut,
omdat de zoetwaterlens stelselmatig krimpt en het het zoute water gaat opstijgen naar de
wortelzone, waardoor de opbrengst in gevaar komt. Bij peilgestuurde drainage kan een landbouwer de watertafel onder zijn veld dynamische re-
gelen naar gelang van de meteorologische omstandigheden en het geplande veldwerk, door
het waterpeil in een controleput bij de moerbuis aan te passen. In de polder helpt peilge-
stuurde drainage om in de winter meer zoet water in de bodem te laten infiltreren om de
zoetwaterlens in stand te houden. In het kader van dit project werden twee naburige proefvelden in de polders geselecteerd om
de effecten van peilgestuurde drainage op het grondwaterpeil en het hydrologisch functio-
neren van de velden te monitoren. Van april 2021 tot november 2022 werden beide velden
conventioneel gedraineerd en gemonitord. Vanaf december 2022 werd een van de velden
uitgerust met een controleput, terwijl het andere als referentie dient voor conventionele drai-
nage. Beide velden zijn uitgerust met diverse sensoren om het grondwaterpeil, bodemvocht,
bodemtemperatuur en elektrische geleidbaarheid van de bodem op verschillende plaatsen in
elk veld te monitoren. Gezien het hoge niveau van instrumentatie en controle bieden deze velden een unieke gele-
genheid om na te gaan of fosfor (P) wordt gemobiliseerd naarmate het grondwaterpeil stijgt,
door het meten van het P-gehalte in watermonsters uit de drainagebuizen en in bodemstalen. De proefopstelling en de eerste resultaten worden hieronder beschreven. landbouwgebieden beïnvloeden. Het zou wenselijk zijn de bewortelingsdiepte voor elk
bodemtype te herzien en de bodemverdichting mee te nemen wanneer deze beschik-
b
i
l
l
fi
d d
h /136 zijn om de huidige bodemparameters in het model te verbeteren. De karakterisering van de seizoensgebonden grondwaterstandschommelingen was gebaseerd
op een eenvoudige sinusfunctie en geschatte kaarten van de gemiddelde hoogste grondwater-
stand (GHG) en de gemiddelde laagste grondwaterstand (GLG). Deze schommelingen kunnen
ook worden geschat op basis van de drainageklassen op de Belgische bodemkaart, maar die
zijn al verouderd en dus minder betrouwbaar. Er is momenteel een project gaande gefinan-
cierd door het Departement Omgeving van de Vlaamse overheid en uitgevoerd door oa Antea
groep, nl. ‘Update drainageklassen van de bodemkaart’. Dit project zo een geactualiseerde
kaart van grondwatertafels en drainageklassen moeten opleveren die ook als input voor
het model in dit project kan gebruikt worden. Daarnaast is er behoefte aan een regionaal
grondwatermodel dat de freatische grondwaterdynamiek beschrijft, die cruciaal is om
de impact ervan op de groei van akkerbouwgewassen te voorspellen. Het lopende onderzoeks-
project TURQUOISE, gefinancierd door FWO SBO, kan hier wellicht eerste stappen zetten. De weerbaarheid tegen de gevolgen van de klimaatverandering verhogen door vernatting
van wetlands en beekvalleien om infiltratie en wateropslag te bevorderen is een belangrijke
doelstelling in Vlaanderen. Landbouwers zullen zich in die gevallen moeten aanpassen aan
de gevolgen van die natte omstandigheden in minstens een deel van het jaar, zodat na-
tuurgebieden en (aangepaste) landbouw naast elkaar kunnen bestaan. De case-study bij De
Zegge-Mosselgoren is een goed voorbeeld van hoe deze twee vormen van landgebruik vaak
vlak naast elkaar bestaan en elkaar beïnvloeden en hoe er dus conflicten kunnen ontstaan. De ontwikkelde modelinstrumenten kunnen nu ingezet worden met lokale gegevens en door
alle relevante factoren mee te nemen (landbouwpraktijken, specifiek waterbeheer, …). Toe-
komstig onderzoek in dit soort gebieden kan dan de gevolgen van specifieke scenario’s voor
vernatting voor de landbouwpercelen inschatten. Het zou echter ook goed zijn om een aantal
pilootstudies te doen waarin de impact ook in de realiteit wordt gemonitord, zodat
het model verder gevalideerd en stelselmatig verbeterd kan worden. /137 1
Achtergrond Het jaar 2022 was
echter uitzonderlijk droog en er konden slechts drie watermonsters worden genomen voor
het einde van dit project vermits het grondwaterpeil onder de drainagediepte zat gedurende
een lange periode. In dit hoofdstuk worden de eerste experimentele gegevens gepresenteerd. ILVO zal de monitoring van de fosforconcentraties in het drainagewater de komende 2 jaar /138 voortzetten in het kader van het VLAIO LA-traject OP-PEIL. 2.1
Experimentele site Merk op dat het vlas eerst wordt
gekapt (”oogst” gebeurtenis) en vervolgens aan de oppervlakte blijft om te roten totdat het wordt
opgehaald (”ophaling” gebeurtenis). Veld
Gewas
Evenement
Datum
RD
Wintertarwe + bonen
het zaaien van
15/11/2021
RD
Gras
het zaaien van
20/11/2021
CD
Wintervlas
zaaien
25/11/2021
RD
Gras
geknipt
01/04/2022
RD
Gras
zaadoogst
07/07/2022
CD
Wintervlas
oogst
20/06/2022
CD
Wintervlas
collectie
12/08/2022
RD
Wintertarwe + bonen
oogst
12/08/2022
RD
Gras
geknipt
01/10/2022
CD
Wintertarwe
ploegen
20/09/2022
CD
Wintertarwe
zaaien
10/10/2022
RD
Wintervlas
zaaien
10/10/2022
CD
Wintertarwe
oogst
01/07/2023
RD
Wintervlas
oogst
01/08/2023
RD
Gras
oogst
01/10/2023
RD3. De specifieke ploeg-, plant- en oogstdata voor elk gewas en de verwachte oogstdata in
2023 zijn samengevat in Table 18. RD3. De specifieke ploeg-, plant- en oogstdata voor elk gewas en de verwachte oogstdata in
2023 zijn samengevat in Table 18. 2.1
Experimentele site De twee experimentele velden, een regelmatige drainage (RD) en een gecontroleerde drainage
(CD) liggen in Middelkerke (51° 8’ 23.26” N, 2° 48’ 51.86” E) en maken deel uit van dezelfde boer-
derij (figuur 1). Op elk veld werden drie locaties (CD1, CD2, CD3 of RD1, RD2, RD3) uitgerust met
drie piëzometers van verschillende lengte (150, 200 en 300 cm onder het oppervlak), een stok
met 16 elektroden om de elektrische geleidbaarheid van de bodem te meten, en bodemvocht-
en temperatuursensoren. De veldmonitoring omvatte grondwaterniveau- en elektrische geleid-
baarheidsmetingen (EC) van het grondwater op deze zes locaties. Handmatige metingen van
de piëzometrische stijghoogten werden sinds maart 2022 maandelijks uitgevoerd en automa-
tische duikers (DL-CTD10, Decentlab) werden sinds juli 2022 geïnstalleerd in vier piëzometers
(CD1, CD2, RD1 en RD2). In elk veld werden op 28 maart 2022 bodemmonsters genomen om
de chemische samenstelling en kenmerken ervan te analyseren. Figuur 68: Ligging van de proefvelden, samen met de positie van elk meetpunt en de drainagebuizen. In transparante overlay staat het bodemtype volgens de Belgische bodemkaart. Figuur 68: Ligging van de proefvelden, samen met de positie van elk meetpunt en de drainagebuizen. In transparante overlay staat het bodemtype volgens de Belgische bodemkaart. Uit de boringen voor de piëzometers hebben we op elk meetpunt de bodemprofielen afgeleid
(figuur 2). De bodem wordt gekenmerkt door een landbouwhorizont (Ap) van ongeveer 0,45
m die overeenkomt met de ploegdiepte, gevolgd door een geconsolideerde kleilaag (harde
klei) die soms een diepte van 3 m kan bereiken, en daaronder een zandige bodemlaag of een
veenlaag. De veenlaag kan op sommige plaatsen ongeveer 1 m dik zijn. In het eerste experimentele jaar (2022) werd wintervlas gezaaid in het gecontroleerde draina-
geveld (CD), terwijl in het reguliere drainageveld (RD) gras voor zaadproductie (RD1 en RD2)
en een combinatie van wintertarwe plus bonen werden geplant (RD3). Eind 2022 bestond de
nieuwe teeltcyclus uit wintertarwe in het CD-veld en gras voor RD1 en RD2 en wintervlas voor /139 Figuur 69: Bodemprofielen op elk meetpunt. De diepte van de bodemprofielen wordt uitgedrukt in
meters boven zeeniveau (mTAW). Figuur 69: Bodemprofielen op elk meetpunt. De diepte van de bodemprofielen wordt uitgedrukt in
meters boven zeeniveau (mTAW). Tabel 18: Landbouwpraktijken op de referentievelden en gecontroleerde drainagevelden tijdens de
experimenten. Vetgedrukte cijfers geven de verwachte oogstdata aan. 2.2
Weersomstandigheden en grondwaterstanden Figuur 3 toont de neerslag en het cumulatieve neerslagtekort (neerslag - referentie-evapotranspiratie
P-ET0), en de gemiddelde grondwaterstanddiepten, ten opzichte van het oppervlak, gemeten
in de proeflocatie gedurende het jaar 2022 en begin 2023. In figuur 3A geeft de oranje stippel-
lijn de datum aan waarop de bodemmonsters op het veld zijn genomen (28/03/2022) en de
zwarte stippellijnen de data waarop de watermonsters uit de drainagebuizen zijn genomen
(05/07/2022 en 02/12/2022). In figuur 3B geeft de zwarte stippellijn de datum aan waarop het
gecontroleerde drainagesysteem in het CD-veld werd geïnstalleerd, waarbij wordt getracht het
waterniveau stabiel te houden tot een niveau van ongeveer 25 cm onder het bodemoppervlak. /140 Een droge periode deed zich voor in augustus-september 2022 toen het neerslagtekort meer
dan 200 mm bedroeg. Het neerslagtekort daalde in de volgende maanden door meer neerslag
en lagere temperaturen en bereikte een neerslagoverschot van 100 mm in januari 2023. Dit is
te merken aan de ondiepere grondwaterstanden in de velden CD en RD. De grondwaterstand
is hoger in het CD-veld, vooral tijdens de drogere maanden. In het algemeen blijft het grond-
waterpeil in de winter boven de 100 cm, maar soms wordt het zeer ondiep. Volgens de ruwe
metingen bereikte het waterpeil zelfs het maaiveld op 12/01/2023. Figuur 70: Dagelijkse neerslag, cumulatief neerslagtekort (neerslag - referentie-evapotranspiratie, P-
ET0) (A), en gemiddelde grondwaterstand, ten opzichte van de oppervlakte, gemeten in de proeflocatie
(B). De oranje stippellijn in de bovenste figuur (A) staat voor de datum waarop de bodemmonsters zijn
genomen (28/03/2022) en de zwarte stippellijnen geven de data aan waarop de watermonsters uit de
drainagebuizen zijn genomen (05/07/2022 en 02/12/2022). In de onderste figuur (B) geeft de zwarte
stippellijn de datum aan waarop het gecontroleerde drainagesysteem in het CD-veld werd geïnstalleerd. Figuur 70: Dagelijkse neerslag, cumulatief neerslagtekort (neerslag - referentie-evapotranspiratie, P-
ET0) (A), en gemiddelde grondwaterstand, ten opzichte van de oppervlakte, gemeten in de proeflocatie
(B). De oranje stippellijn in de bovenste figuur (A) staat voor de datum waarop de bodemmonsters zijn
genomen (28/03/2022) en de zwarte stippellijnen geven de data aan waarop de watermonsters uit de
drainagebuizen zijn genomen (05/07/2022 en 02/12/2022). In de onderste figuur (B) geeft de zwarte
stippellijn de datum aan waarop het gecontroleerde drainagesysteem in het CD-veld werd geïnstalleerd. 2.3
Bemonstering en analyse van bodem en water De door het ILVO Eenheid Plant Laboratorium Teelt en Omgeving toegepaste methoden voor
monstervoorbereiding en verdere analyse worden hieronder beschreven. 2.3.1
Bodemstalen Op 28/03/2022 werden bodemstalen verzameld uit de bodemlagen 0-30 cm, 30-60 cm en
60-90 cm in beide velden. De stalen werden in plastic zakken gedaan en bij -20 °C bewaard
tot ze op 29/08/2022 konden worden geanalyseerd. 2.3.2
Waterstalen Op 07/05/2022 en 02/12/2022 werden waterstalen uit de afvoerleidingen verzameld in po-
lyethyleenbuizen. Ze werden opgeslagen bij -20 °C totdat ze konden worden geanalyseerd. De totale fosforconcentratie werd gemeten in gefilterde en ongefilterde monsters. De water-
monsters werden gefilterd met een papieren filter van 0,45 m om na te gaan of er wat P aan
colloïden vastzat. Beide reeksen monsters (gefilterd en ongefilterd) werden geanalyseerd met
een 5110 VDV Agilent ICP-OES (Agilent, Santa Clara, CA). Oxalaat - fosfaatverzadigingsgraad (FVG, fosfaatverzadigingsgraad) Met oxalaat extraheerbaar P, aluminium (Al) en ijzer (Fe) werden beoordeeld door extractie van
de bodem met 0,2 M ammoniumoxalaat en 0,14 M oxaalzuur bij pH 3 (extractieverhouding 1:20)
in donkere polyethyleenflessen, geschud gedurende 2 uur en de suspensie werd gefiltreerd in
donkere polyethyleenflessen die tot de analyse koel werden bewaard (4 C). P, Fe en Al werden
geanalyseerd met een 5110 VDV Agilent ICP-OES (Agilent, Santa Clara, CA). Het FVG, uitgedrukt in %, wordt als volgt berekend op basis van het fosfaatbindend vermogen
(FBV, fosfaatbindend vermogen) in mmol P.kg-1 luchtdroge grond: FBV = 0.5 ∗(Feox + Alox)
(IX.1) FV G =
Pox
FBV ∗100
(IX.2) (IX.2) Ammoniumlactaat Met ammoniumlactaat extraheerbaar fosfor (P), calcium (Ca), magnesium (Mg) en kalium (K)
(P-AL, Ca-AL, Mg-AL en K-AL) werden beoordeeld door extractie van de bodem met 0,1 M am-
moniumlactaat en 0,4 M azijnzuur bij pH 3,75 (extractieverhouding 1:20) in donkere polyethy-
leenflessen, geschud gedurende 4 uur en de suspensie werd gefiltreerd in donkere polyethy-
leenflessen die tot de analyse koel werden bewaard (4 °C). P-AL, Ca-AL, Mg-AL en K-AL werden
geanalyseerd met een 5110 VDV Agilent ICP-OES (Agilent, Santa Clara, CA). Voorbereiding van bodemmonsters /141 Visuele planten en wortels >2 mm werden uit het vochtige monster verwijderd. De grond werd
gedurende ten minste 24 uur gedroogd bij 40 +/-2 °C. Het monster werd vermalen met een
kaakbreker (breker op 1,5 mm) en gezeefd op 2 mm. Materiaal dat de zeef niet passeerde, werd
handmatig in een mortier fijngemalen en opnieuw op 2 mm gezeefd. 3
Resultaten: Fosformetingen Table 19 bevat P-AL, het gemeten fosforgehalte (P) in de bodem dat op lange termijn be-
schikbaar is voor gewassen (kleiner dan de totale fosforconcentratie in de bodem). De P-
AL-gehalten in de bodem waren hoger in de bovenste 30 cm van de bodem. P was bijna 50 /142 Tabel 19: Fosfor (P) gemeten door middel van ammoniumlactaatextractie (AmLact) en fosfaatbindings-
capaciteit (FVG) op 30 cm, 60 cm en 90 cm, in de CD- en RD-velden. Tabel 19: Fosfor (P) gemeten door middel van ammoniumlactaatextractie (AmLact) en fosfaatbindings-
capaciteit (FVG) op 30 cm, 60 cm en 90 cm, in de CD- en RD-velden. Tabel 19: Fosfor (P) gemeten door middel van ammoniumlactaatextractie (AmLact) en fosfaatbindings-
capaciteit (FVG) op 30 cm, 60 cm en 90 cm, in de CD- en RD-velden. Veld ID ->
CD
RD
Diepte
(cm)
P-AL
(mg/100g DS)
FVG
(%)
P-AL
(mg/100g DS)
FVG
(%)
0-30
48
91
49
76
30-60
25.4
62
11.2
50
60-90
19.6
59
10.8
46
mg/100g DS op 0-30 cm diepte in beide velden, en het daalde tot 25 mg/100g DS en 11 mg/100g
DS in de CD- en RD-velden, respectievelijk op 30-60 cm diepte. De waarden in de bovenste 30 Veld ID ->
CD
RD
Diepte
(cm)
P-AL
(mg/100g DS)
FVG
(%)
P-AL
(mg/100g DS)
FVG
(%)
0-30
48
91
49
76
30-60
25.4
62
11.2
50
60-90
19.6
59
10.8
46 mg/100g DS op 0-30 cm diepte in beide velden, en het daalde tot 25 mg/100g DS en 11 mg/100g
DS in de CD- en RD-velden, respectievelijk op 30-60 cm diepte. De waarden in de bovenste 30
cm worden als ”hoog” aangemerkt volgens (Tits et al., 2020), waarin wordt gespecificeerd dat
het streefcijfer tussen 12 en 18 mg/100 g DS moet liggen. mg/100g DS op 0-30 cm diepte in beide velden, en het daalde tot 25 mg/100g DS en 11 mg/100g
DS in de CD- en RD-velden, respectievelijk op 30-60 cm diepte. De waarden in de bovenste 30
cm worden als ”hoog” aangemerkt volgens (Tits et al., 2020), waarin wordt gespecificeerd dat
het streefcijfer tussen 12 en 18 mg/100 g DS moet liggen. mg/100g DS op 0-30 cm diepte in beide velden, en het daalde tot 25 mg/100g DS en 11 mg/100g
DS in de CD- en RD-velden, respectievelijk op 30-60 cm diepte. 3
Resultaten: Fosformetingen De waarden in de bovenste 30
cm worden als ”hoog” aangemerkt volgens (Tits et al., 2020), waarin wordt gespecificeerd dat
het streefcijfer tussen 12 en 18 mg/100 g DS moet liggen. Zoals uiteengezet in punt 3.1 van het hoofdstuk Effect van grondwaterstand op de mobiliteit
van nutriënten , heeft P een hoge affiniteit met kleideeltjes, Fe-, Al- en Ca-oxiden. Onder an-
aërobe omstandigheden wordt een deel van de Fe-oxiden gereduceerd tot oplosbare vormen,
waardoor het geadsorbeerde fosfor vrijkomt in de bodemoplossing. De fosfaatverzadigings-
graad (FVG) in tabel 2 is zeer hoog, vooral in de eerste 30 cm van de bodem. Bodems met
waarden boven 35 % worden volgens de Vlaamse Mestbank beschouwd als ”fosfaatverzadig-
de bodems” en hebben een risico op P-uitspoeling. Aangezien het grondwater gedurende
een grote periode ondieper blijft dan 100 cm, kunnen in grote delen van het bodemprofiel
anaërobe omstandigheden ontstaan en kan de P-mobilisatie toenemen. Gezien de hoge P-
concentratie en de hoge FVG is er een groot risico van P-mobilisatie en -transport naar het
oppervlaktewater wanneer het grondwaterpeil zich dicht bij het bodemoppervlak bevindt. Dit kan verder worden geanalyseerd wanneer meer gegevens beschikbaar zijn, met name bij
actieve wateropslag met gecontroleerde drainage. Table 20 toont het gemeten totaal P, Fe en Al in mg.l-1 in drie watermonsters, genomen uit de
drainagebuizen van de CD- en RD-velden. De concentratie van P in gefilterde en ongefilterde
monsters is bijna gelijk, wat aantoont dat P gehecht aan grotere colloïden ( >0,45 m, parti-
culate P) zeer laag is en het meeste P in oplossing (oplosbaar P) en kleinere nanodeeltjes zit. De concentratie van P in het drainagewater is lager in december 2022 dan in mei 2022, mo-
gelijk door een hogere disolutie in aanwezigheid van meer grondwater. Volgens de Vlaamse
wetgeving (Vlarem II, bijlage 2.3.1) moet de P-concentratie in het oppervlaktewater lager zijn
dan 0,1 mg.l-1 (algemene waarde afhankelijk van de fosformeting en het type waterlichaam). In dit geval ligt de P-concentratie soms ver boven de limiet en kan een probleem vormen voor
nabijgelegen waterbronnen. /143 Tabel 20: Fosforconcentratie in het drainagewater van de CD- en RD-velden. textbfDatum
Locatie
Oplosbaar P
(gefilterd monster)
[mg.l -1]
Totaal P
(ongefilterd
mon-
ster)
[mg.l-1]
07/05/2022
afvoer CD
1.83
1.85
02/12/2022
afvoer CD
0.64
0.63
02/12/2022
afvoer RD
0.14
0.15
3.1
Referenties
Tits, M., Elsen, A., Deckers, S., Bries, J., & Vandendriessche, H. (2020). 3
Resultaten: Fosformetingen Bodemvruchtbaarheid
van de akkerbouw- en weilandpercelen in België en Noordelijk Frankrijk (2016-2019) (p. 235)
[Techreport]. Publicatie van de Bodemkundige Dienst van België. Contact Sarah Garré
sarah.garre@ilvo.vlaanderen.be Deze publicatie kan ook geraadpleegd worden op:
www.ilvo.vlaanderen.be/pers en media/publicaties Vermenigvuldiging of overname van gegevens toegestaan mits duidelijke bronvermelding. Vermenigvuldiging of overname van gegevens toegestaan mits duidelijke bronvermelding. 3.1
Referenties Tits, M., Elsen, A., Deckers, S., Bries, J., & Vandendriessche, H. (2020). Bodemvruchtbaarheid
van de akkerbouw- en weilandpercelen in België en Noordelijk Frankrijk (2016-2019) (p. 235)
[Techreport]. Publicatie van de Bodemkundige Dienst van België. Tits, M., Elsen, A., Deckers, S., Bries, J., & Vandendriessche, H. (2020). Bodemvruchtbaarheid
van de akkerbouw- en weilandpercelen in België en Noordelijk Frankrijk (2016-2019) (p. 235)
[Techreport]. Publicatie van de Bodemkundige Dienst van België. Tits, M., Elsen, A., Deckers, S., Bries, J., & Vandendriessche, H. (2020). Bodemvruchtbaarheid
van de akkerbouw- en weilandpercelen in België en Noordelijk Frankrijk (2016-2019) (p. 235)
[Techreport]. Publicatie van de Bodemkundige Dienst van België. /144 ILVO ILVO Aansprakelijkheidsbeperking Aansprakelijkheidsbeperking Deze publicatie werd door ILVO met de meeste zorg en nauwkeurigheid opgesteld. Er wordt evenwel geen enkele garantie
gegeven omtrent de juistheid of de volledigheid van de informatie in deze publicatie. De gebruiker van deze publicatie
ziet af van elke klacht tegen ILVO of zijn ambtenaren, van welke aard ook, met betrekking tot het gebruik van de via
deze publicatie beschikbaar gestelde informatie. In geen geval zal ILVO of zijn ambtenaren aansprakelijk gesteld kunnen
worden voor eventuele nadelige gevolgen die voortvloeien uit het gebruik van de via deze publicatie beschikbaar gestelde
informatie. ILVO ILVO Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek
Burg. Van Gansberghelaan 92
9820 Merelbeke - België T +32 9 272 25 00
ilvo@ilvo.vlaanderen.be
www.ilvo.vlaanderen.be