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 modelkader 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 nutriënten, 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 conventionele 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 grondwaterbeheer 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:
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 landbouwpraktijken waarbij machines worden gebruikt, omdat natte bodems minder draagvermogen 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 worden 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 Vlaanderen kunnen een beperkende factor zijn om paludicultuur rendabel te maken en voldoende 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 omstandigheden.
Regionale analyse en plausibiliteitscontrole
- Op Vlaamse schaal leidt droogte tot een grotere afname van de gewasopbrengst dan natte omstandigheden. Aardappel, voedermaïs en suikerbiet zijn gevoeliger voor waterstress dan gras en wintertarwe. De grote variabiliteit van weersomstandigheden, bodem- en grondwaterstanden bepaalt de variabiliteit van de opbrengst in tijd en ruimte. In gebieden 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 gewasparameters 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.
- 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 hogere grondwaterstanden als gevolg van mogelijke vernattingsstrategieën op de landbouw in het studiegebied, aangezien er tot aan de afsluiting van dit project geen grondwaterscenario's beschikbaar waren van de ecohydrologische studie voor het gebied.