Steeds genoeg water met actief grondwaterpeilbeheer

Klimaatverandering en intensivering van teelten heeft in de akkerbouw geleid tot een zoektocht naar methoden voor verbetering van de bodemvochthuishouding. Eén van die methoden is drainage in combinatie met subirrigatie, ook wel omgekeerde drainage genoemd. De kracht van deze methode is, dat die ingrijpt op zowel de ontwatering als de bewatering van percelen.

In de basis is bewatering via drains niet nieuw. In de praktijk van alledag wordt dit al veel vaker toegepast. Daarbij wordt het slootpeil opgezet tot boven de drains. De akkerbouwinnovatieclub HWodKa in de Hoeksche Waard is een project gestart om deze methode te verfijnen, het POP3-project HW2O. HWodKa is in 2020 begonnen met de aanleg van de eerste van vijf systemen voor drainage en subirrigatie, zogenoemde aGPS-systemen (actief GrondwaterPeilbeheerSysteem).

Vijf gesloten aGPS-systemen

De vijf aGPS-systemen zijn door twee bedrijven aangelegd. De eerste is van de combinatie Barth-KnowH2O, de andere vier van Heerschap/Promeco. De geschiktheid van de percelen is onderzocht door adviesbureau Delphy. De systemen bestaan uit gangbare drainagebuizen die water in- en uitlaten. Aan de inlaatkant zijn de buizen gekoppeld aan een verdeelbuis, aan de uitlaatzijde aan een verzamelbuis. Het betreft hier dus gesloten systemen, in die zin dat de buizen niet toegankelijk zijn voor onderhoud.

HWodKa heeft voor deze relatief dure gesloten systemen gekozen in de wetenschap dat ingesloten lucht, of vaker nog bodemgas, een belemmering vormt voor de stroming van water door de drains. Een tweede argument is, dat het inlaat- en uitlaatwater dezelfde kant op stroomt, waardoor er minder kans op verstopping is. Nog een argument is, dat het stelsel van drainagebuizen centraal doorgespoeld kan worden. Naar verwachting heeft het gesloten systeem een langere levensduur dan een systeem dat eenzijdig water in- en uitlaat.

De drainagebuizen liggen op 5 meter hart-op-hart en waar mogelijk iets dieper dan de bestaande drainagesystemen. Het onder water houden van de drains is een mogelijkheid om roestvorming te vermijden.

Met de relatief intensieve drainage wordt er op gehoopt dat het bodemprofiel in de winterperiode sneller lucht inlaat na neerslag. Dit in de overtuiging dat dit allerlei biotische (bodemleven) en a-biotische (structuurvorming, denitrificatie) bodemprocessen ten goede komt.

_{Tekst gaat verder onder de schematische weergaven van aGPS-systemen}

Zomerslootpeil is geen grondwaterpeil

Uiteraard is de vlaklegging van een perceel van invloed op de grootte van de peilvakken. Bij veel akkerbouwers heerst de gedachte dat het grondwaterpeil in het perceel min of meer gelijk is aan het zomerpeil in de omringende sloten. Dit klopt in zijn algemeenheid niet. De grondwaterstand vertoont in de regel een dip in de zomerperiode, die tot meer dan 1 meter kan reiken onder het zomerpeil van de omringende sloot.

Het idee is nu om door middel van het bufferen van regenwater en inlaten van slootwater te zorgen dat de grondwaterstand niet zover wegzakt dat de bodem in de bewortelde zone zover uitdroogt dat het gewas niet langer voldoende vocht op kan nemen. Doel is een ongestoorde ontwikkeling van de gewassen. Een maximale bewortelingsdiepte van 30 cm (uien) tot 50 cm wordt wel als richtlijn gehanteerd. Het streven is dan om het vochtgehalte in de bewortelde zone op veldcapaciteit te houden c.q. niet te droog – niet te nat, op basis van info vochtsensoren.

Het aGPS-systeem moet beregening overbodig maken. Hooguit een beregeningsbeurt meteen na het zaaien voor een vlotte de kieming.

Niet beregenen is beter

Niet beregening met de haspel voorkomt de aanslag op de bodemstructuur door de inslag van waterdruppels, met korstvorming en verslemping tot gevolg. De HWodKa-telers vinden dat het belangrijkste voordeel van bewatering ten op zichte van haspelberegening.

HWodKa heeft gekozen voor een automatische bediening van de pomp voor het inlaten van water. De pompregeling zorgt ervoor dat de pomp wordt ingeschakeld wanneer de grondwater onder het ingestelde, gewenste niveau wegzakt. De pompregeling werkt via telemetrie samen met een dashboard op de smartphone. Het systeem heeft slechts één knop waarmee de gewenste grondwaterstand ingesteld kan worden en waarmee de capillaire aanvoer van water geregeld kan worden. HWodKa heeft als wens dat de ‘gewenste grondwaterstand’ (gws-gew) en de ‘actuele grondwaterstand’ (gws-act) getoond worden op het dashboard.

Vocht in bewortelde zone

Hoewel de grondwaterstand de geregelde grootheid is, gaat het de akkerbouwers in feite om de vochttoestand in de bewortelde zone, althans in het groeiseizoen. Nog liever zouden ze met de zuigspanning als geregelde grootheid werken, maar die laat zich moeilijker meten. Plan is om binnen het project vanaf 20121 het vochtgehalte op verschillende dieptes en de grondwaterstand gaan meten met behulp van de Aqua Pin van Fixeau en Acacia Water Fixeau Pin van AcaciaWater, waarin sensoren voor beide metingen geïntegreerd zijn.

Wanneer volgens de Fixeau Aqua Pin de plant-beschikbare vochtvoorraad in de bewortelde zone op dreigt te raken en geen neerslag verwacht wordt, kan de capillaire aanvoer worden vergroot door de grondwaterstand op te zetten. Uiteindelijk is het doel om data over de vochttoestand, de gewenste en de actuele, samen te brengen op één dashboard.

Het instellen van de gewenste vochttoestand in de bewortelde zone gebeurt dus niet automatisch, maar is gebaseerd op wat bij HWodka ABW wordt genoemd, Algemene Boeren Wijsheid. Het zal dus wat ervaring vergen om te oordelen hoe de grondwaterstand ingesteld moet worden om het gewenste vochtgehalte te bereiken en te handhaven. Uiteraard spelen de weersverwachtingen daarbij een belangrijke rol.

Het systeem Barth-KnowH2o werkte in 2020 technisch naar behoren. Alleen de filters van de pompen vergen inspectie en onderhoud. Omdat er nog geen vochsensren waren werd volstaan met een gewenste grondwaterstand, die ongeveer gelijk of iets hoger was dan het zomerpeil. Alleen het systeem van Barth-KnowH2O werkte in 2020, systeem Heerschap-Promeco is in het najaar 2020 aangelegd en zal in 2021 voor het eerst actief gebruikt worden. De pompen en de telemetrie worden nu geïnstalleerd.

Gelijke opbrengst, zeefbaarder grond

De telers met hun actief grondwaterpeilbeheer haalden opbrengsten die min of meer gelijk waren aan die van beregende percelen in de buurt. Opvallend was dat de grond op aGPS-percelen makkelijker zeefbaar was dan op percelen in de directe omgeving die beregend waren.

Het aGPS-systeem voor ontwatering en bewatering gaat dit jaar zijn tweede teeltseizoen in. De eerste ervaringen zijn positief. De komende jaren moeten meer informatie opleveren voor beantwoording van de vraag in hoeverre met aGPS de bodemvochthuishouding op sub-perceelschaal is beheren. En dan op zo’n manier dat daarmee het gewas en de bodem gediend worden in een klimaat waarin extreme condities steeds vaker voorkomen.

HWodKa-akkerbouwers redeneren dat een maximale bandenspanning van 1 bar en een asdruk van hoogstens 10 ton veilig is.

Medeauteur: Peter Lerink