Effekten van bodemverdichting op
gewasopbrengst nog moeilijk voorspelbaar
Wortellaboratorium kan meer inzicht geven
Wat is het CABO?
Wageningen krijgt
Wortellaboratorium
Op maandag 17 april organiseer
den het Centrum voer Agrobio-
logisch Onderzoek (CABO) en de
vakgroep Theoretische
Produktie-ecologie van de Land
bouwuniversiteit in Wageningen
een themamiddag rond bodem
verdichting en gewasopbrengst.
Drie sprekers gingen in op de
stand van zaken bij het onder
zoek naar de relatie tussen bodem
eigenschappen en gewasgroei.
Zij onderstreepten het grote be
lang van meer inzicht in deze re
latie ten behoeve van goede
grondbewerkingsadviezen
Grondbewerking en berijding ver
oorzaken vooral onder ongunstige
omstandigheden struktuurverlies en
verdichting van de bodem. Het wan
neer en hoe van de schade aan het
gewas of de opbrengstvermindering
zou aanwijzingen moeten geven over
de situaties waarin korrigerende
grondbewerkingen nodig zijn. De
sprekers gaven aan dat een aantal
beperkende faktoren inmiddels goed
bekend en beschreven is, maar zij
kwamen tot de konklusie dat een
kant en klaar antwoord nog niet te
verwachten is.
Bodemverdichting en
gewasgroei
De drie sprekers gaven een overzicht
van de laatste ontwikkelingen rond
het onderzoek naar de invloed van
verdichting op processen in de bo
dem en de gevolgen voor gewas
groei. Bodemverdichting verandert
onder andere het zuurstoftransport
in de bodem, de mechanische weer
stand en de waterbeschikbaarheid,
en beïnvloedt zo de groei van het
wortelstelsel.
Ir. J.W. Bakker (Staring Centrum)
ging als eerste spreker in op de na
tuurkundige aspekten van het
zuurstoftransport in de bodem. De
opbrengst van een gewas is sterk af
hankelijk van een goed funktione-
rend wortelstelsel, dat wil zeggen dat
het wortelstelsel voldoende water en
voedingsstoffen uit de bodem moet
kunnen halen. Voor deze aktiviteit
heeft de wortel zuurstof nodig, die
via luchtkanalen ongehinderd vanuit
de lucht de wortel moet kunnen be
reiken. Het gaat hierbij per groeisei
zoen om vele tonnen zuurstof per
Het Centrum voor Agrobiolo-
gisch Onderzoek (CABO) is
gesticht in 1976 en is onderdeel
van de Direktie Landbouwkun
dig Onderzoek (DLO) van het
Ministerie van Landbouw en Vis
serij. Het is gevestigd in Wage
ningen en heeft naast
laboratorium- en fytotronfacili-
teiten de beschikking over twee
proefboerderijen.
Het CABO heeft als doel het "ver
beteren van de landbouwproduk-
tie, het bevorderen van de kwali
teit van het landelijk gebied en
het milieu en het verhogen van de
kwaliteit van het plantaardig
produkt. Om dit te bereiken
wordt kennis verworven over het
funktioneren van planten, ge
wassen, natuurlijke vegetaties en
agro-ecosystemen. Deze kennis
wordt vervolgens toegepast bij
het oplossen van problemen in de
praktijk. Het CABO vervult zo
een brugfunktie tussen het we
tenschappelijk onderzoek aan de
universiteiten en het op de prak
tijk gerichte onderzoek door
proefstations.
hektare. In een gezonde bodem zal
verder ook nog zuurstof nodig zijn
voor de omzetting van organisch
materiaal door bodemorganismen.
Deze omzettingen leiden onder an
dere tot mineralisatie van stikstof.
Het voor de plant zeer belangrijke
zuurstoftransport kan gehinderd
worden door hoge vochtgehalten in
de grond. Beginnend met de kleinste
poriën worden de luchtholten geheel
of gedeeltelijk gevuld met water,
waardoor de open en doorgaande
verbindingen met de buitenlucht ver
dwijnen. Zuurstof kan hierdoor veel
moeilijker nabij de wortel komen
omdat zuurstof zich veel langzamer
verplaatst door met water gevulde
kanalen dan door met lucht gevulde.
Verdichting versterkt dit effekt in
hoge mate doordat de grootste po
riën het eerst dichtgedrukt worden.
Zuurstofverplaatsing daalt daardoor
sterk in de nauwe kanalen en komt
vrijwel tot stilstand bij hoge vocht
gehalten.
Dichte, verslempte lagen zijn dan
ook funest voor kiemend zaad, maar
ook voor latere ontwikkeling van het
gewas. In feite is er sprake van een
trajekt van vochtgehalten waarbij
"te nat" zuurstofgebrek veroor
zaakt en "te droog" hoge mechani
sche weerstand en vochttekort.
Wortelgroei
Dr. B.W. Veen van het Centrum
voor Agrobiologisch Onderzoek
(CABO) gaf aan hoe met experimen
ten is nagegaan hoe de mechanische
weerstand en het vochtgehalte van
de bodem de snelheid van de wortel-
groei bepalen en hoe de hoeveelheid
zuurstof in de bodem de ademhaling
van de wortels beïnvloedt. Is er te
weinig zuurstof dan wordt de wor
telgroei geremd en dan gaat de wor
tel zijn stofwisseling aanpassen aan
deze gebrekssituatie. Ook op een an
dere wijze passen wortels zich aan:
bij zuurstofgebrek vormen maïswor-
tels inwendige luchtkanalen voor de
eigen zuurstofvoorziening. Bij een
hoge mechanische weerstand bou
wen de cellen in de wortels een ver
hoogde osmotische spanning op,
waardoor het wegdrukken van
Groei van plantewortels kan sterk geremd worden door een verdichte bodem. De wortelgroei in drie grondkolommen
met bodems met verschillende verdichtingen. Links normale, losse grond, midden iets verdichte grond en rechts sterk
verdichte grond.
gronddeeltjes aanvankelijk toch nog
mogelijk blijft. Daarnaast is de bo
dem ook erg heterogeen, wat de
plant kansen geeft de verdichte en
zuurstofloze plaatsen te ontwijken.
Dr. Veen wees erop dat er al vrij veel
gedetailleerde kennis beschikbaar is
over het funktioneren van wortels in
proeven met voedingsoplossingen of
potten. Er is echter nog een lange
weg te gaan naar een beter inzicht in
de invloed van het funktioneren van
wortels op de totale gewasopbrengst
in een heterogene grond, zoals het
geval is in de veldsituatie.
Toekomstig onderzoek
Ir. F.R. Boone van de vakgroep
Grondbewerking van de Landbouw
universiteit onderstreepte dit nog
eens en hij gaf aan welke problemen
er door de onderzoekers nog te over
winnen zijn bij hun stap van het lab
naar het veld. Vele onderzoeksgroe
pen werken ieder aan een stukje van
een grote puzzel: hoe beïnvloedt
grondbewerking de bodemstruk-
L.A.M. van der Heijden
(Centrum voor Agrobiologisch On
derzoek)
tuur; hoe beïnvloedt bodemstruk-
tuur het transport van water en
zuurstof in de bodem; welke invloe
den hebben mechanische weerstand
en zuurstofgebrek op het funktione
ren van de wortel; hoe weerspiegelt
het slechte funktioneren van de wor
tel zich in de uiteindelijke gewasop
brengst? De integratie van al deze
deelprocessen in rekenmodellen is
een probleem op zichzelf, omdat
verschillende gewassen en stadia van
ontwikkeling hun eigen vragen ken
nen. Bovendien wordt de waarde
van een toetsing van een deelproces
met veldgegevens sterk beperkt
doordat zelden sprake is van het
overheersen van één enkele faktor.
Zo worden gegevens uit bijvoor
beeld het extreem droge jaar 1976
nog graag gebruikt.
Konkluderend kan gezegd worden
dat de resultaten van het huidige on
derzoek redelijk veel inzicht geven in
situaties met een homogene bo-
demstruktuur en één limiterende
faktor. Bijvoorbeeld bodems met
een of twee homogene lagen in situa
ties waarin öf de mechanische bo
demweerstand öf de hoeveelheid
zuurstof een limiterende faktor is.
In de diskussie kwam ook naar vo
ren dat het breken van verdichte la
gen zoals oude ploegzolen door
diepwoelen en dergelijke niet altijd
een oplossing is. De draagkracht van
een dergelijke laag voorkomt name
lijk in een aantal situaties dat door
gaande kanalen zoals wormgangen
of kanalen van afgestorven wortels
dichtgedrukt worden. Deze zijn juist
van groot belang voor de beluchting
van de ondergrond en de afvoer van
water bij overvloedige regenval.
Toch is een situatie met een kleine
bewortelbare laag grond absoluut
ontoereikend. De kwetsbaarheid van
gewassen voor zowel droogte als wa
teroverlast is dan onaanvaardbaar
groot.
Vrijdag 19 mei 1989
Een bietenveld met links een slechte bodemstruktuur waardoor de planten aan watergebrek lijden. Op hetzelfde veld
staan rechts de planten er prima bij omdat de struktuur daar wel goed is.
In de loop van 1989 zal vooi het
CABO en enkele vakgroepen van
de Landbouwuniversiteit een
wortellaboratorium (rhizotron)
worden gebouwd. Daarin kan de
bestudering van wortelgroei en -
aktiviteit in de grond onder
nauwkeurig te regelen omstan
digheden plaats vinden. De expe
rimentele onderzoeksresultaten
zullen met rekenmodellen (simu
latie) naar de veldsituatie worden
vertaald.
Op grond van de vele en gedetail
leerde waarnemingen aan ver
dichte bodems kan over de bo-
demfysische processen met vol
doende kennis en inzicht worden
gesproken. De effekten op de ge
wasgroei zijn veel moeilijker
voorspelbaar. Het wortellabora
torium zal een antwoord moeten
geven op vragen als welk deel van
het wortelstelsel mag tijdelijk uit
vallen, en in welk groeistadium
of "hoe snel kan een plant een
stress overwinnen". In hoeverre
hierbij de sturing van de verhou
ding tussen bovengrondse plante
delen en wortel een rol speelt zal
nog moeten blijken.
13
