Koolstofopslag in de bodem, klimaatvriendelijke teelten en

Koolstofopslag in de bodem,
klimaatvriendelijke teelten en organische
stofkringlopen
Klim-O-dag
Tommy D’Hose – Eenheid: P - Teelt, Bodem en Omgeving
Organisatie vanuit ELK - Expertisecentrum Landbouw en Klimaat
ILVO
20-04-2017
Onderzoekers
ILVO
Tommy D’Hose
Greet Ruysschaert
Bart Vandecasteele
Bert Reubens
Johan Van Waes
Joke Pannecoucque
Alex De Vliegher
Thijs Vanden Nest
Koen Willekens
Victoria Nelissen
Topics
• Koolstofopslag in de bodem
• Klimaatvriendelijke teelten
ILVO
• Organische stofkringlopen
Topics
ILVO
• Koolstofopslag in de bodem
Koolstofopslag in de bodem
CO2
JRC-ESDAC
Mineralisatie
Mineralisatie
Humificatie
Bodem organische stof
Nutriënten
(N,..)
Afbraak: 2-2.5%/jaar
Vb. OC-gehalte van 1.75%
 Afbraak 1450 kg C/ha in
0-25cm laag
ILVO
VLM-fiche organische stof
Koolstofopslag in de bodem
Landgebruik en Land (bodem)beheer
ILVO
Grasland
Akkerland
Koolstofopslag onder grasland
Literatuurstudie + eigen onderzoek (doc. Inge Mestdagh, Linde3)
Akker
Gras
Bos
ADEME 2014
ILVO
 Gelijkaardige bevindingen voor België (Lettens et al. 2005)
Contact: [email protected]
[email protected]
Koolstofopslag onder grasland
 Hoe snel wordt koolstofvoorraad onder grasland opgebouwd?
2,50
2,00
t C ha-1 jaar-1
Sink: 0,5 – 1,0 t C ha-1 jaar-1
1,99
1,50
1,28
1,01
1,00
1,00
0,70
0,50
0,72
0,60
0,49
0,47
0,60
0,37
0,55
0,33
ILVO
5-10 jaar
5-10
jaar
11-20 jaar
11-20
jaar
21-40 jaar
21-40
jaar
Bron: D’Hose en Ruysschaert 2017 – ILVO Mededeling 231
40 jaar
> 40 >jaar
IPCC 2000
Post en Kwon 2000
Lugato et al. 2015
Poeplau et al. 2011
Fornara et al. 2016
Arrouays et al. 2002
Tyson et al. 1990
Conant et al. 2001
Arrouays et al. 2002
Poeplau et al. 2011
Kämpf et al. 2016
Leifeld et al. 2011
Ongep. data ILVO
0,00
Koolstofopslag onder grasland
 Hoeveel koolstof gaat verloren bij scheuren van grasland?
jaar
<10<10jaar
>20 jaar
> 20
jaar
Gregory et al. 2016
Freibauer et al. 2004
Poeplau et al. 2011
Soussana et al. 2004
Loiseau et al. 1996
Loiseau et al. 1996
Freibauer et al. 2004
11-20 jaar
11-20
jaar
0,00
-0,50
-0,47
t C ha-1 jaar-1
-1,00
-0,95
-1,00
-1,50
-1,70
-1,81
-2,00
ILVO
-2,50
-3,00
Source: 1,0 – 2,0 t C ha-1 jaar-1
-2,80
-3,20
-3,50
Koolstofopslag onder grasland
kg OC m-1 (0-60cm)
1. Maaien vs. Grazen
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
4 GVE/ha
1-2 sneden+
4 GVE/ha
2-4
sneden
Grazen
Maaien
Maaien +
Grazen
Mestdagh et al. 2006
2. Mineraal vs. Organisch
ILVO
3. Intensief vs. Extensief
Soussana, Klump et al. (in prep.)
4. Vernieuwing
Koolstofopslag onder akkerland
Eigen onderzoek (veldproeven, projecten, doctoraten)
• Organische bemesting/bodemverbeteraar
• Gewasresten inwerken (vb. stro)
• Niet-kerende bodembewerking
ILVO
• Groenbedekkers
Rotaties/gewassen
Bemesting
MAP
Bewerking
Gewasproductie
Fysisch
Chemisch
OS
Biologisch
Nutriëntenbenutting
Bewerkbaarheid
Onkruid/ziektes
ILVO
…
N, P
Proef
Product
Dosis
Duur
Verhoging
%C
C retentie
(%)
Bemestingsproef
(UGent)
Drijfmest
3 ton C/ha.j
7 jaar
+11%
20%
Bemestingsproef
(UGent)
Stalmest
3 ton C/ha.j
7 jaar
+23%
42%
Bemestingsproef
(UGent)
GFT-compost
3 ton C/ha.j
7 jaar
+31%
56%
Bemestingsproef
(UGent)
Boerderijcompost lage C:N
3 ton C/ha.j
7 jaar
+19%
35%
Bemestingsproef
(UGent)
Boerderijcompost hoge C:N
3 ton C/ha.j
7 jaar
+25%
45%
Boerderijcompostproef
(UGent)
Boerderijcompost
1.9 tonC/ha.j
50m³
6 jaar
+17%
29%
VEGTILCO
Boerderijcompost
1.8 tonC/ha.j
15 ton
3 jaar
+5%
34%
VEGTILCO
Boerderijcompost
5.5 tonC/ha.j
45 ton
3 jaar
+11%
26%
BOPACT
Boerderijcompost
2.1 tonC/ha.j
4 jaar
+13%
62%
BIOCHAR
Compost
10.9 tonC
2 jaar
+12%
37%
BIOCHAR
Biochar
13.6 tonC
2 jaar
+33%
78%
BIOCHAR
Biochar
10.9 tonC
2 jaar
+18%
54%
BIOCHAR
Biochar-compost
10.9 tonC
2 jaar
+17%
51%
ILVO
Organische bemesting/bodemverbeteraars
Bron: divers ILVO onderzoek
Gewasresten inwerken
Stro van winter- en zomergranen
Maïsstro
ILVO Mededeling 231 - 2017
Phd Hui Xu
0,6
0,4
0,4
0,46
0,5
0,41
0,3
0,2
ILVO
Smith et al. 1997
Kick en Poletschny 1980
Smith et al. 2000
0
Houot et al. 1989
0,1
0,1
Powlson et al. 1987
t C ha-1 jaar-1
0,5
• Bijdrage van maïsstro aan
de stabiele koolstof in de
bodem
Gewasresten inwerken
Maïsstro
ILVO
Phd Hui Xu
Contact: [email protected]
Gewasresten inwerken
Gewasrest
C-opslag/
Bodemkwaliteit?
Gewasresten tuinbouw: inkuilen en
composteren om N-verliezen tijdens de
winter te verminderen
Teelt
C
Bioeconomie
?
Bijdrage aan C-opbouw in de bodem:
Wortels maïs >> korrelmaïsstro
(Doctoraat Hui Xu, UGent-ILVO)
ILVO
(Doctoraat Jarinda Viaene, ILVO)
Contact: [email protected]
Niet-kerende bodembewerking
• Verschillende Vlaamse studies
– vb. D’Haene 2008, Vermang 2012
– Effectief tegen erosie
– Koolstofherverdeling ipv. koolstofopbouw
Koolstofstocks (0-30cm)
4,50
4,00
3,50
kg C m-2
3,00
2,50
10-30 cm
2,00
0-10 cm
1,50
1,00
ILVO
0,50
0,00
Ploegen
Niet kerend
ILVO BOPACT-proef – D’Hose et al. 2016
Groenbedekkers
ILVO
• Afhankelijk van type en ontwikkeling
• Streven naar verlengen groeiperiode
• Mengsel met betere benutting bodem?
Groenbedekker
Ceff (t C ha-1)
Italiaans raaigras
0,42
Gele mosterd
0,30
Phacelia
0,25
Bladrammenas
0,34
Voederwikke
0,29
Sleutel et al. (2007)
Groenbedekkers
Latere vernietiging
=> grotere bovengrondse + ondergrondse biomassa
Vb. 1
Grasklaver ingezaaid september
•
1.3 ton bovengrondse droge biomassa/ha – vernietiging maart
•
4.7 ton bovengrondse droge biomassa/ha – vernietiging mei
Vb. 2
Rogge-erwt ingezaaid oktober
• 1.5 ton bovengrondse droge biomassa/ha – vernietiging 21/04
• 5.0 ton bovengrondse droge biomassa/ha – vernietiging 25/05
ILVO
=> Nieuwe aangepaste technieken vernietiging groenbedekker en daaropvolgende
bodembewerking nodig
Contact: [email protected] – projecten CORE Organic TILMAN-ORG en SOILVEG
Ruimere context: Vlaanderen
Percelen met koolstofgehalte onder de streefzone (%) Percelen met koolstofgehalte onder de streefzone (%)
60
60
Grasland
Akkerland
5
- '1
1
'1 2
- '1
7
'0 8
- '0
3
'0 4
- '0
9
'0 0
- '9
5
'9 6
- '9
1
'9 2
- '9
4
'8 5
5
- '1
- '8
'8 2
1
- '1
'12
7
- '0
'08
3
'04
- '0
'00
'96
'92
'89
'85
'82
9
0
- '9
0
5
10
- '9
10
1
20
- '9
20
8
30
- '8
30
4
40
- '8
40
8
0-6 cm
0-23 cm
'8 9
50
- '8
50
Akkerland
Akkerland
Bron: MIRA-rapport, cijfers BDB
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐶
ILVO
C –gehalte (%)= 𝑚𝑎𝑠𝑠 𝑑𝑟𝑜𝑔𝑒 𝑔𝑟𝑜𝑛𝑑 x 100
C –stock (ton C/ha)= %CxBDxdiepte
Scenario-analyse
Combinatie van eigen onderzoek, literatuur en koolstofmodel
Periode: 2016-2030
Maatregel
BAU
Scenario
C-aanvoer
tC
CO2-equiv.
t CO2
Areaal blijvend
grasland
-1% jaar-1
behoud
195.000
710.000
Compostgebruik
13%
26%
15.000-44.000
55.000-160.000
Groenbedekkers
areaal
+30%
100.000
370.000
30%
60%
40.000-240.000
150.000-890.000
Stro inwerken
Totaal:
1.700.000
ILVO
 113 kton CO2-equivalenten per jaar
 10% van de jaarlijkse CO2-uitstoot van akker en tuinbouw
 1,6% van de jaarlijkse CO2, CH4 en N2O - uitstoot van de landbouw (incl. veeteelt)
“4 per 1000” initiative
• Frankrijk, http://4p1000.org/understand
• C in de bodem 0,4% verhogen
=> verhoging CO2 in atmosfeer compenseren
Vlaanderen (Lettens et al. 2005)
Landgebruik
0-30cm
t C/ha
0,4%
t C/ha
Areaal 2015
ha
0,4%
kt C
0,4%
kt CO2
Akker
Gras
52
86
0,2
0,3
420.000
170.000
87,4
58,5
Som:
320
215
535
ILVO BOPACT-veldproef (5 jaar)
ILVO
 535 kton CO2-equivalenten per jaar
Dierlijke
mest,
groenbedekkers en stro
 46% van de jaarlijkse CO2-uitstoot van
akker en
tuinbouw
 8% van de jaarlijkse CO2, CH4 en N2Oinwerken
- uitstoot van de landbouw (incl. veeteelt)
 0,7 ton C/ha.jaar
+ compost
 2,1 ton C/ha.jaar
Topics
ILVO
• Klimaatvriendelijke teelten
Klimaatvriendelijke teelten
Eigen onderzoek (veldproeven, doctoraten, projecten)
• Agroforestry
• (Voeder)sorghum
• Gras-klaver
• Soja
ILVO
• Quinoa
Agroforestry
• Bodem: metingen doctoraat Paul Pardon (ILVO-UGent)
ILVO
C% in functie van afstand tot de perceelsrand met een
bomenrij. Curves werden gefit dmv regressie obv de
geanalyseerde bodemstalen per locatie. Rood:
transecten loodrecht op de bomenrij, blauw: transecten
loodrecht op de boomloze rand. Grijs: 95% confidentie
interval (doctoraat Paul Pardon, ILVO-UGent)
Contact: [email protected] - www.agroforestryvlaanderen.be
Agroforestry
ILVO
Opportuniteiten adaptatie!
• Water: Bufferende werking bij extreem droge of extreem natte omstandigheden
• Wind: lagere windsnelheden, minder winderosie, minder legering
• Temperatuur => globaal tot 4°C lagere dagtemperaturen (vermijden van hittepiek
op warmste dagen) en tot 2 à 3 °C hogere nachttemperaturen (hittestress)
(www.agroforesterie.be)
Contact: [email protected] - www.agroforestryvlaanderen.be
Perceelsranden/houtkanten
• Bodem: metingen doctoraat Laura Van Vooren (ILVO-Ugent-VITO)
ILVO
Van Vooren et al. (submitted)
Contact: [email protected]
(Voeder)sorghum
Voordelen/opportuniteiten
• Mogelijk derde gewas in rotatie (gewasdiversificatie – GLB)
• Lagere waterbehoefte dan maïs (droogteresistentie)
• Resistent tegen maïswortelboorder (quarantaine-organisme)
• Hogere stikstofefficiëntie
• Kan later gezaaid worden dan maïs (na bvb. snede Italiaans raaigras)
Nadelen
• Hoge bodemtemperatuur voor kieming
• Lagere DS-opbrengst (en DS-gehalte =>inkuilen?)
ILVO
=> Aangepaste rassen nodig (vroegrijpheid)
Contact: [email protected]
[email protected]
Gras-klaver
• Gebruik makend van de N-fixatie van vlinderbloemigen kan bij de
productie van (ruw)voeders veel bespaard worden op het gebruik
van N-kunstmeststoffen
• Veldproeven op verschillende locaties in Vlaanderen (zand,
zandleem)
• Vb. veldproef (LCV) in Moortsele (2014-2016), Gras-klaver vs. Gras
=> DS-opbrengst: +18,5%
=> N-besparing: 135 N/ha.jaar
ILVO
=> 11.500 kton CO2-equivalenten (Vlaanderen: 10.000ha)
=> 990% van de jaarlijkse CO2-uitstoot van akker en tuinbouw
=> 167% van de jaarlijkse CO2, CH4 en N2O - uitstoot van de
landbouw (incl. veeteelt)
Contact: [email protected]
Soja
ILVO
Voordelen/opportuniteiten
• Mogelijk gewas voor eigen eiwitproductie
• Minder afhankelijk van eiwit-import
• Vraag naar niet-GG soja
• Zowel voor humane als dierlijke voeding
Nadelen/Knelpunten
• Klimaat (kort groeiseizoen)
• Zaaidatum (nachtvorst)
• Aanwezigheid van sojaspecifieke Rhizobiumbacteriën
• Opbrengst
• Gewasbeschermingsmiddelen
Soja
Stand van zaken
• 20 ha in 2016 bij landbouwers in Vlaanderen (project)
• Action lab: Vlaamse soja
– kleinschalige projecten met ganse keten (binnen kader “De
Voedingsketen verduurzaamt”) + begeleiding ILVO
– Verwerking van sojabonen (voor humane en dierlijke voeding)
ILVO
• Demoplatforms 2017 (coördinatie ILVO, samenwerking met
praktijkcentra en landbouwers)
• Uitzaai van 50- 60 ha bij landbouwers in 2017
• Teelthandleiding
• Nieuw aangepaste rassen (2019)
Contact: [email protected]
[email protected]
[email protected]
Quinoa
ILVO
Voordelen/opportuniteiten
• Hoge nutritionele waarde (eiwit, AZ,…)
• Volwaardige vleesvervanger
• Peru en Bolivia: 90% van de wereldproductie => Korte keten?
Nadelen/Knelpunten
• Economisch duurzaam/interessant voor Vlaamse landbouwer?
• Rassenkeuze (afrijping, opbrengst,…)
• Zaai- en oogsttijdstip
• Optimale bemesting
• Gewasbeschermingsmiddelen
• Onkruidbeheersing
Contact: [email protected]
[email protected]
Topics
ILVO
• Organische stofkringlopen
Compostering
Lokaal sluiten van kringlopen via kleinschalige compostering
Akkerbouwer
preiresten
Tuinbouwer
Boomkweker
Natuurbeheerder
roggestro
houtsnippersaardbeisubstraat
Chemisch
Fysisch
ILVO
OS
Oa.
Genesys-project, doctoraat Jarinda Viaene (ILVO-UGent)
Contact: [email protected]
Biologisch
Substraatteelt
Vervangen van witveen door hernieuwbare grondstoffen
=> Veenvervanging mogelijk door compost en plantenvezels zonder
groeivermindering of opbrengstverlies
Structuur
nutriënten
Structuur
Compost
Biodiversiteit
ILVO
Inoculatie met
biocontrole
organismen
Contact: [email protected] -
Proeven PCHoogstraten – ILVO en MIP-project DuPoCo (Vlaco-Peltracom-PCS-ILVO)
Plantenvezels
Inoculatie met
biocontrole
organismen
Contact
ILVO
Tommy D’Hose en Greet Ruysschaert
Eenheid: P – Teelt, Bodem en Omgeving
E-mail: [email protected]; [email protected]
Tel: 09/272.26.69; 09/272.26.98