25-3-2015
Sturen op Nutriënten Sturen op Nutriënten Bijeenkomst 19 februari 2015 Jouke Velstra (Acacia Water)
4
Sturen met Water •
De basisgedachte is dat per perceel de grondwaterstand actief wordt geregeld.
•
Onderwater drainage (OWD) geeft een directe relatie tussen slootpeil en grondwaterpeil.
•
Doel •
De nutriëntenlevering vanuit de bodem is een complex proces waarbij verschillende factoren zoals de hoeveelheid organisch stof, ijzeroxiden, sulfaat, temperatuur, de duur van de anaerobie en de aanwezigheid van grensvlakken tussen aerobe en anaerobe fasen een sleutelrol spelen.
•
Om met een slim grondwaterbeheer de nutriëntenpiek terug te kunnen dringen, is het daarom van belang om de dynamiek van het systeem en de belangrijkste processen die afbraak van organisch stof veroorzaken, in tijd en ruimte, goed te begrijpen.
•
Dit project richt zich daarom op
Met een gericht beheer de grondwaterstand (in de tijd en per perceel) gestuurd worden op: – – – – – – – –
draagkracht, waterkwaliteit, zoetwatervraag, grasproductie- en kwaliteit, biodiversiteit (bodemleven en voedsel voor weidevogels), benutting nutriënten, emissies naar de lucht en afremmen bodemdaling.
Begrijpen – het zichtbaar maken van deze dynamiek – door middel van metingen en modellering, Praktijktoepassing – om uiteindelijk een praktisch toepasbaar advies te geven – voor het optimale beheer van bodemvocht en grondwater. 2
Sturen op Nutriënten
5
Waar kijken we naar
Sturen op Nutriënten •
In het veenweidegebied komen niet alleen nutriënten vrij door bemesting, maar ook door de afbraak van het veen. – Waterbeheerder: Uitspoeling en hoge gehaltes in oppervlaktewater – Agrariër: Het eiwit gehalte in het gras, de melk, en de uitscheiding van de koeien te hoog.
•
Uit eerdere studies is gebleken dat aanpassingen in de grondwaterstand de stikstofopbrengst (en afbraak) kunnen reduceren.
•
Sturen op nutriënten’ is als eerste veldexperiment gekozen, omdat hierin baten zitten voor zowel de boer en als de waterbeheerder.
•
Sturen op Nutriënten is een experiment op perceelsniveau, om de mogelijkheden en onmogelijkheden van Sturen met Water in de praktijk te onderzoeken gericht op de nutriënten die vrijkomen uit de bodem. 3
6
1
25-3-2015
Uitgangspunten
Bovenaanzicht metingen
•
Het experiment Sturen op Nutriënten sluit aan op eerdere onderzoeken naar de relatie tussen grondwaterstand, (al dan niet dynamisch) slootpeil, waterkwaliteit en nutriëntenbenutting.
•
Het grote verschil is dat gekeken wordt hoe actief gestuurd kan worden op nutriëntenbenutting en waterkwaliteit.
•
Voordelen:
Perceel 3 – Vast laag
Perceel 7 – Dyn - OWD
Perceel 13 – Vast hoog
– Bestaande percelen waar al jaren dezelfde behandelingen worden toegepast. – Chemie van het perceel heeft daardoor geen aanlooptijd nodig. – Direct kunnen beginnen. Kwestie van inrichten van een meetopstelling en uitvoering
7
Wat meten we allemaal
10
Doorsnede (schematisch)
Samenvattend leidt dit tot een groot aantal monsters bodemvocht, namelijk: • 4 percelen • 2 subbehandeling • 2 herhalingen subbehandeling per perceel • 3 dieptes • 1 mengmonster per diepte per subbehandeling per perceel (4x2x3=24 mengmonsters) • Totaal 24x2=48 monsters • Met een frequentie van een monstername per week
8
11
Metingen online te volgen
Proefpercelen en behandelingen
zegveld.acaciadata.com Vast Laag
gewenst (+/- 3 cm)
Correctie tov MV
Drooglegging
PR03
-81
26
55
PR08
H: -223, L: -247
202
21/45
PR13
-60
48
12
perceel
Dynamisch - OWD Vast Hoog
9
12
2
25-3-2015
Metingen online te volgen
Perceel 7 – Dynamisch met OWD
13
Perceel 3 – Vast Laag
16
Grondwaterstand
14
Perceel 3 – Vast Laag
17
Bodemvocht
15
18
3
25-3-2015
Temperatuur Analyses toplaag: Fosfaat
19
Bemonsteringsfrequentie (vb perceel 7) om de 8 weken
om de 4 weken Bodemeigenschappen proeflocaties
om de 2 weken
om de week
20
Analyses toplaag: Nitraat
Bodemeigenschappen proeflocaties
4
25-3-2015
Chemische processen • De totaal-fosfor en Olsen-P concentraties zijn sterk verhoogd in de bovenste 25-50 cm van de bodems en nemen sterk af in de diepte. Bodemeigenschappen proeflocaties
• De verhoogde concentraties in de toplaag worden veroorzaakt door bemesting en door de oxidatie van de toplaag van de bodem waarbij netto organisch materiaal verdwijnt en het hierbij vrijkomende fosfor, net als ijzer, aan de bodem gebonden blijft.
28
Bodemeigenschappen proeflocaties
Analyses van oppervlaktewater in de sloten (tot half juli 2014).
Analyses van poriewater met behulp van poreuze cups op verschillende diepten (tot half juli 2014). Voorbeeld van enkele resultaten
5
25-3-2015
Grasopbrengst
Modellering voorlopige resultaten Hydrus 2d berekeningen
•
Binnenkort ook de analyses van de snedes
31
34
Doel van de modellering
Voorspellingen De volgende stap van ‘sturen met water’ is gebruik maken van weersvoorspellingen om de verwachte grondwaterstand te bepalen
• •
Met de modellering wordt getracht de relevante processen die van belang zijn voor het sturen op nutriënten in beeld te brengen.
•
In de huidige modelleerpraktijk in Nederland wordt voor de modellering van nutriëntenuitspoeling vaak gebruik gemaakt van eendimensionale modelanalyses, de combinatie SWAP-ANIMO
dagnummer
0
Voor een goede beschrijving van stoftransport en relevante processen die van belang zijn voor nutriënten kan een meerdimensionale benadering wenselijk zijn.
•
Daarom zal gemodelleerd worden met verschillende modellen
Grondwaterstand (m tov mv)
•
0
10
20
30
40
50
60
70
-0.2 -0.4 -0.6 -0.8 Gemeten Update Simupdate
-1 -1.2
32
35
Voorspellingen
2D benadering Hydrus (2D) – Hydrus-2D is een modelleeromgeving waarmee grondwaterstroming en stoftransport in twee of drie dimensies kan worden gesimuleerd. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een eindige elementennetwerk.
•
Het slootpeil (stuwhoogte) kan worden aangepast om grondwaterstand in het perceel te sturen.
•
Er wordt inzicht gegeven in de te verwachten effecten als gevolg van peilbeheer, gegeven de weersverwachting. Dagnummer 0 Grondwaterstand (m tov mv)
•
0 -0.2
10
20
30
40
50
60
70 Oppervlaktewater Geen peilbeheer
-0.4
UpdateGeen Peilbeheer
-0.6
Gemeten continue
-0.8
Sim-upd-peilbeh
-1
Oppwater-Peilbeheer
-1.2
33
36
6
25-3-2015
Einde
37
7
