Wetenschap - 23 mei 1996

Elke vierkante meter met kleefkruid vraagt een eigen bestrijding

Elke vierkante meter met kleefkruid vraagt een eigen bestrijding

Onkruidkundige Kropff streeft naar precisie-landbouw

De nieuwe hoogleraar Onkruidkunde dr Martin J. Kropff wil boeren afhelpen van het spuiten van vaste volumes bestrijdingsmiddelen. Hij pleit voor precisie-landbouw. Daartoe bouwt zijn groep gewas-onkruidmodellen, ontwerpt ze onkruidonderdrukkende rassen en test ze nieuwe bestrijdingsstrategieen op proefbedrijven en bij ecologische boeren.


Veel mensen wieden graag in hun tuintje wat onkruid. Werden ze echter geconfronteerd met hanepoot op een hectare-groot maisveld of met kleefkruid in tarwe, dan zou de lol er gauw af zijn. Ecologische boeren kost het al gauw jaarlijks 1500 tot 2000 uur wieden om hun velden schoon te houden. En in Afrika wordt de grootte van een cassave- of rijstveldje steeds vaker bepaald door de arbeidskracht die beschikbaar is om ongewenste woekeraars te onderdrukken. Natuurlijk, chemische onkruidbestrijders besparen veel tijd. Maar de Nederlandse overheid tracht juist het gebruik van deze gifstoffen terug te dringen.

De nieuwe Wageningse hoogleraar Onkruidkunde, prof. dr Martin J. Kropff, reist naar tropische en westerse landen om milieuvriendelijke, onkruidonderdrukkende teeltstrategieen met collega's te bespreken. Kropff, in Utrecht afgestudeerd als bioloog, werkte tot 1990 op de Wageningse vakgroepen Luchtkwaliteit en Theoretische produktie-ecologie (TPE). Daar bouwde hij computermodellen om te voorspellen wie het bij een bepaalde bestrijding wint: gewas of onkruid. Op het Filipijnse rijstinstituut IRRI ontwierp hij een onkruidonderdrukkend rijstras. En sinds vorig jaar leidt hij drie dagen per week de onkruidkundigen op de vakgroep TPE, naast zijn werk op het Instituut voor Agrobiologisch en Bodemvruchtbaarheidsonderzoek (AB-DLO).

Waar voorganger prof. dr P. Zonderwijk de onkruiden alleen bestudeerde in veld, kas en laboratorium, gebruikt Kropff tevens simulatiemodellen. Ook op andere punten vult hij de onkruidkunde eigentijds in. Zo koppelt hij zijn onkruidkundige kennis aan de insektenkennis van de vermaarde entomoloog P.E. Kenmore. Kenmore test in Zuidoost-Azie een geintegreerd bestrijdingsprogramma waarbij het opnemen van traditionele boerenkennis en het trainen van trainers belangrijke pijlers zijn. Kropffs nieuwe onderzoeksprogramma is een LUW/DLO-samenwerking met tien ecologische boeren, ecologisch agronomen, proefbedrijfmedewerkers en modellenbouwers.

De lange-termijn-problemen van de ecologische bedrijven sturen de experimenten op gewasniveau.", licht Kropff toe. Met computermodellen schalen we de uitkomsten op naar bedrijfsniveau en die modellen testen we op het proefbedrijf en bij de tien boeren."

Welke gegevens stoppen onkruidkundigen in een gewas-onkruidmodel?

We bestuderen groei en blad- en hoogte-ontwikkeling van zowel gewas als onkruid. Blad- en hoogte-ontwikkeling worden bepaald door licht, temperatuur, nutrienten en regenval. De vraag is dan of het onkruid bij een zekere beginsituatie zo'n voorsprong krijgt op het gewas, dat het schade veroorzaakt."

Opbrengstverlies

In complexe modellen zijn weergegevens en data van opkomst belangrijke inputgegevens. Maar voor boeren zijn deze gegevens en modellen niet bruikbaar. Daarom testen we internationaal ook een eenvoudig model. De boer hoeft alleen het bladoppervlak van het onkruid te schatten en dat te delen door het totaal bladoppervlak van onkruid en gewas. Met een simpele formule bepaalt hij het te verwachten opbrengstverlies. Als dat verlies meevalt, kan hij beslissen het onkruid plaatselijk niet te bestrijden. Daarmee kan hij herbiciden en tijd besparen."

Natuurlijk is dit model niet perfect; het gaat uit van voldoende water en nutrienten. Voor bijvoorbeeld regenafhankelijke maisteelt heb je een complexer model nodig, want droogte is voor mais schadelijker dan voor het onkruid."

Een leuke toepassing van modellen is het ontwerpen van een ideaal onkruidonderdrukkend gewas. Op het IRRI ontdekten we dat de bladeren van rijst in het begin horizontaal moeten groeien om het onkruid te onderdrukken, en later weer meer verticaal opdat de bovenste rijstbladeren licht doorlaten voor de bladeren daaronder. Het Ivoriaanse instituut WARDA heeft via kruising met wilde rijst die eigenschappen al aardig in een rijstras kunnen brengen."

Een van onze promovendi tracht nu de verspreidingspatronen van onkruid in tijd en ruimte te begrijpen, via wiskundige theorieen die chaotische processen beschrijven. Een veelbelovend gebied. We willen toe naar precisie-landbouw waarin de boer op het juiste tijdstip en op de juiste plaats de goede bestrijdingsstrategie toepast. Dan moet hij weten waar de onkruidpatches zitten. Een stap verder koppelen we deze modellen aan geografische informatie-systemen. In Amerika gebruiken ze zulke systemen al voor een preciezere bemesting."

U noemt in uw inaugurele rede de dynamiek van het zaad in de grond belangrijk voor onkruidkundigen. Waarom?

Onkruid dat blijft staan en zaad vormt, kan in een volgend gewas vermeerderd terugkomen. Daarom moeten onkruidkundigen denken vanuit een lange-termijnstrategie. Het liefst zouden we voorspellen hoe bij een bepaalde bestrijding het aantal zaden in de grond verandert en hoe deze zaden kiemen. Maar die dynamiek hangt van zoveel factoren af die plaatselijk zo verschillend uitpakken - predatie, levensduur van het zaad, bodemvochtigheid, bodemdichtheid, diepte van het zaadje, onkruidsoort, temperatuur, succes van de bestrijding - dat we niet moeten proberen dit exact te voorspellen. Beter kunnen we proberen de risico's van verschillende bestrijdingsstrategieen in te schatten. Daarbij helpt het dat vaak een factor dominant is. Zo ontdekten we met de vakgroep Plantenfysiologie dat het opkomsttijdstip van het onkruid vooral wordt bepaald door het tijdstip van grondbewerking."

Voordelig

Met dat gegeven bestudeerden we hoe zinvol het voor ecologische boeren is om het onkruid er helemaal uit te trekken. Volgens het model is dat op termijn heel voordelig. Die uitkomst vergeleken we met resultaten op het proefbedrijf en met de situatie op de tien ecologische bedrijven. En inderdaad zijn de boeren die het minste aantal uren wieden, degenen die gewoon zijn het laatste onkruidje eruit te trekken."

De ene ecologische boer besteedt per hectare peen vijftig uur aan wieden, de andere tweehonderd. U noemt onderzoek naar deze verscheidenheid aan managementstrategieen een bron van vernieuwing. Levert dit braakliggende terrein niet sneller resultaten op dan fysiologisch onderzoek naar de ingewikkelde zaadbankdynamiek?

Je moet het allebei doen. Als je boeren alleen interviewt over hun managementgewoontes weet je nog niet of ze minder onkruid hebben door het wieden tot op de laatste plant, of door andere factoren. De hypotheses die je uit hun verhalen haalt moet je checken met gegevens die je kunt meten. En andersom."

Landbouwkundigen ontwerpen al zo'n 25 jaar gewasgroeimodellen op de computer. Sijpelen hun inzichten al wereldwijd door naar de gangbare landbouw?

Het AB-DLO boekte onlangs nog succes. Nadat het onkruidonderdrukkende bieten had ontworpen is die onkruidonderdrukking als eigenschap erkend in de rassenlijst."

Meestal is de specifieke bijdrage van modelonderzoekers moeilijker aanwijsbaar. Modellen borduren voort op de experimenten die landbouwkundigen altijd al deden. Wel hebben we dankzij die modellen meer inzicht gekregen in landbouwkundige systemen. We kunnen proeven systematischer aanpakken, het is minder trial and error geworden."

En doorsijpelen naar de boeren? Wil je het gebruik van bestrijdingsmiddelen verder terugdringen, dan is er meer kennis nodig. Boeren spuiten nog vaste volumes. Hoewel ze vaak plaatselijk met minder toe kunnen, bijvoorbeeld omdat jong onkruid minder nodig heeft dan volwassen kruid. "

Er liggen momenteel behoorlijk wat technieken op de plank, zoals betere eggen om mechanisch te wieden. Ook zijn er een paar biologische onkruidbestrijdingsmiddelen gevonden. Nu duidelijk is dat we naar precisie-landbouw toe moeten, worden die interessant voor bedrijven."

Zijn er in ontwikkelingslanden genoeg plattelandsscholen en voorlichtingsdiensten om de kennis die nodig is voor precisie-landbouw te verspreiden?

Als je zoals Kenmore trainers van trainers opleidt, krijg je een exponentiele verspreiding. Zo denk ik ook dat inmiddels heel wat Nederlandse voorlichters en agrarische docenten dankzij het onderwijs van TPE met de systeemkunde vertrouwd zijn."

Een directe link tussen onderzoek en proefstations is ook belangrijk. Zulke links zijn er altijd wel geweest, maar alleen in losse projecten waarin elke onderzoeker zijn eigen contacten had. Die structuur voldeed ook lang; in de gangbare landbouw kun je een probleem met een afzonderlijke maatregel oplossen, bijvoorbeeld met spuiten. De geintegreerde landbouw heeft meerdere doelstellingen en vraagt daarom grote, samenhangende programma's."

Dat je vanwege die samenwerking minder kan publiceren in wetenschappelijke bladen, nee, daar heb ik geen last van. De toegenomen breedte hoeft de diepgang niet aan te tasten, want je hoeft niet langer alles alleen te doen."

Re:ageer