Schaars zoet water goed benutten met druppelirrigatie

Met druppelirrigatie kan het twee kanten op, besparing op water of een hogere opbrengst. Dat laat het project Deltadrip dit jaar zien.Druppelirrigatie in plaats van bovengronds beregenen spaart tot 40% aan beregeningswater zonder aan gewasgroei in te leveren. Dat blijkt uit de eerste resultaten uit het project Deltadrip dat door Acacia Water uitgevoerd wordt in Zeeland.ZoetwaterlenzenZoet oppervlaktewater is in Zeeland nauwelijks beschikbaar en het grondwater is veelal te zout. Telers die hun gewassen willen beregenen zijn daardoor afhankelijk van onttrekking uit zoetwaterlenzen in de ondergrond. Zoetwaterlenzen zitten in zandige kreekruggen en de hoeveelheid zoet water is beperkt, zodat telers er zuinig mee om moeten gaan.Permanente druppelslangenDeltadrip wordt uitgevoerd op een perceel van Maatschap Waverijn in Philippine (Zld). Er is gekozen voor permanente druppelslangen die op 40 centimeter diepte in de bodem liggen met een onderlinge afstand van 75 centimeter. Met gps worden aardappel- en peenruggen precies boven de druppelslangen gelegd. Ook de 1,5 meter brede uienbedden liggen precies boven twee slangen zodat het druppelwater zich goed over het bed kan verdelen._{Lees verder onder de foto}Beeld van het proefveld waar op een hectare ondergrondse druppelslangen liggen. Afgelopen zomer zijn telers uitgenodigd om ter plaatse uitleg te krijgen over het lopende onderzoek. - Foto: Acacia WaterResultaten druppelirrigatieOp één hectare van het 10 hectare grote perceel zijn ondergrondse druppelslangen aangelegd. De resultaten van de druppelirrigatie worden vergeleken met beregenen met een haspelinstallatie. In een deelproef wordt ook nog gekeken wat het effect is van fertigatie via het druppelwater op de benutting van de mineralen. Waverijn beregent traditioneel oppervlakkig met een spuithaspel en kanon en haalt daarvoor water via diepdrains uit zoetwaterlenzen onder de percelen. Deze situatie geldt volgens Acacia Water-onderzoeker Simon van Meijeren voor zo’n 30-40% van de Zeeuwse percelen. Ondergrondse druppelirrigatieIn de proef is gekozen voor ondergrondse druppelirrigatie. Ondergrondse slangen kunnen volgens Van Meijeren wel 10 jaar blijven functioneren en hebben weinig onderhoud nodig. De bodem in het perceel van Maatschap Waverijn bestaat uit lichte zavel. Hierin kan het water uit de ondergrondse slangen vrij makkelijk opstijgen tot aan het maaiveld, zodat het in de hele wortelzone beschikbaar komt voor het gewas. Niet alle grondsoorten zijn echter even geschikt voor ondergrondse druppelirrigatie. Zwaardere gronden krijgen problemen met de bodemstructuur en lek door scheurvorming. Dat bleek uit het project Spaarwater dat in Borgsweer (Gr.) uitgevoerd is. BodemstructuurZwaardere gronden zijn voor een goede bodemstructuur afhankelijk van een afwisseling van zwel en krimp. Door de grond met druppelirrigatie continu nat te houden, werkt de grond veel minder. Het probleem is vooral dat als de bodem nat gehouden wordt grote hoeveelheden neerslag niet meer goed verwerkt kunnen worden. Bij een uitdrogende zware bodem en scheurvorming treedt juist weer lek op van druppelwater naar de drains in het perceel. Hogere opbrengstenToch leverden de pootaardappelen op het proefperceel hogere opbrengsten dan de niet geïrrigeerde aardappelen. Ook grovere zandgrond is volgens Van Meijeren minder geschikt voor ondergrondse druppelirrigatie. De capillaire opstijging in deze grondsoort is te gering waardoor het druppelwater eerder naar beneden zakt dan dat het opstijgt in de wortelzone.Bijna 40% op water bespaard met druppelirrigatieHet onderzoek laat zien dat, afhankelijk van het gewas, met druppelirrigatie tot bijna 40% op water bespaard kan worden ten opzichte van beregenen met haspelinstallatie met kanon. Daarbij spelen meerdere factoren een rol. Een deel van het water uit een kanon verdampt voordat het op de grond komt, en een deel waait weg. Daarbij is de verdeling vaak ook niet optimaal zodat op sommige plekken te veel water komt en op andere te weinig. _{Lees verder onder de foto}De druppelslangen liggen op 40 centimeter diepte. Door de capillaire werking van de zavelgrond bereikt het druppelwater de hele wortelzone. - Foto: Acacia WaterVerdamping direct vanaf het loofEen andere belangrijke factor die volgens Van Meijeren vaak onderschat wordt, is de verdamping direct vanaf het loof van het gewas ofwel interceptie. In de zomer van 2019 is 78 millimeter beregend. Uit metingen van interceptie en bodemvocht bij haspelberegening blijkt dat er gemiddeld 24% van het irrigatiewater verloren ging door directe verdamping in de lucht, verwaaiing of interceptie van water door het gewas.Naarmate de gewasdichtheid gedurende het groeiseizoen toeneemt, neemt ook het irrigatieverlies toe, oplopend tot 38% bij een volgroeid aardappelgewas. De verliezen verschillen per gewas. Zo gaat in aardappelen met een volledige loofbedekking van de bodem veel meer verloren dan in een open gewas zoals uien, waar bovendien het water veel sneller van het blad loopt.WatertekortenZuinig zijn met water is vooral van belang wanneer de waterbeschikbaarheid beperkt is. Dat geldt dan vooral voor Zeeland en andere kustgebieden waar uit zoetwaterlenzen beregend wordt. Echter, ook in andere gebieden kunnen watertekorten een rol gaan spelen. Denk aan de al dan niet tijdelijke onttrekkingsverboden die verschillende waterschappen deze zomer instelden omdat er niet voldoende water meer was, of omdat ze het niet snel genoeg aan konden voeren.Concreet zorgden de voorgaande twee droge jaren en beperkte aanvulling van zoet water in de winterperiode 2018-‘19 ervoor dat bij Waverijn één van de zoetwaterbronnen te zout werd voor beregening. Het kan dan wel een paar jaar duren voordat de zoetwaterbel weer groot genoeg is om uit te kunnen beregenen. Lagere onttrekkingssnelheidDoordat de onttrekkingssnelheid uit de bron bij druppelirrigatie ook lager is dan bij gebruik van een kanon heeft het water uit de lens ook meer tijd om toe te stromen. Met een haspel en kanon wordt al snel zo’n 60 kuub per uur onttrokken terwijl druppelirrigatie met 10 tot 20 kuub per uur toe kan. Een lagere onttrekkingssnelheid zou menging met zout water kunnen verminderen zodat ook de efficiëntie van onttrekking van water uit de zoete voorraad verhoogd kan worden.VochtsensorenOm een goed inzicht te krijgen hoe het druppelwater zich in de bodem gedraagt, wordt op drie verschillende dieptes het vochtgehalte in de bodem gemeten. De sensoren zitten op 20, 40 en 60 centimeter diepte. Met de diepste vochtsensor wordt gemeten of het druppelwater niet te ver wegzakt. Het onderzoek richt zich nu op hoeveel water gegeven moet worden om de bewortelde zone te bereiken zonder dat er verliezen naar de ondergrond optreden. Bij een ondiep wortelend gewas als uien zal er meer water gegeven moeten worden voordat de wortels er bij kunnen dan bij een dieper wortelend gewas als suikerbieten of graan. Dit jaar wordt in de uien geëxperimenteerd met hoeveelheden van 2,5 tot 4 millimeter water om de twee dagen. Ook wordt het proefperceel beregend volgens de gebruikelijke manier (haspel met kanon) om het verschil in watergebruik te meten. Uit de resultaten blijkt dat er tijdens het druppelen geen lekstroom van water en nutriënten naar de ondergrond optreedt, behalve wanneer er veel regen valt._{Lees verder onder de foto}Beeld van de testopstelling waarbij het waterverlies bij een traditionele manier van beregenen met haspel en kanon gemeten wordt. - Foto: Acacia WaterIrrigatiesysteem automatiserenMet hulp van de bodemvochtsensoren zou het irrigatiesysteem ook helemaal geautomatiseerd kunnen worden zodat de teler er nauwelijks werk meer aan heeft. De kosten voor aanleg van een ondergronds druppelirrigatiesysteem begroot Van Meijeren op € 8.000 tot € 10.000 per hectare. Hierbij is uitgegaan van een eenheid van 10 hectare zoals bij Waverijn is aangelegd. Dat is inclusief pompen, regelapparatuur en de mogelijkheid om fertigatie toe te passen. Vooralsnog wordt gerekend met een levensduur van tien jaar. OpbrengstmetingBij de uien is dit jaar de opbrengst van het gedruppelde deel hoger. Maar dat hangt volgens Van Meijeren ook samen met hogere watergift. De kern van de uitkomsten dit jaar is volgens de onderzoeker dat met druppelirrigatie tot wel 40% water bespaard kan worden. Of dit in de praktijk gebeurt, hangt ook af van hoe druppelirrigatie wordt ingezet. “Streven we naar een besparing van watergebruik, of naar maximalisatie van productie? In het laatste geval leidt druppelirrigatie vaak niet per se tot een besparing, omdat het gemakkelijk is om, bij voldoende waterbeschikbaarheid, het systeem even aan te zetten. Zeker wanneer hierdoor de productie met 20 ton per hectare kan stijgen. Er zal in die gevallen waarschijnlijk een hogere productiviteit zijn, dus meer kilo’s product per kuub water, maar totale waterbesparing blijft dan uit.”Zeeuws project met Europees geldDeltadrip onderzoekt gedurende minimaal twee jaar in welke mate besparing van water en nutriënten mogelijk is door innovatief gebruik van druppelirrigatie en fertigatie, als alternatief voor traditionele beregeningstechnieken (in dit geval een haspelinstallatie met kanon) en bemestingsmethoden. De aanvraag om het project een vervolg te geven loopt nog.
Het project genereert kennis over de verschillen in gebruik van water en meststoffen in de bodem tussen beide vormen van water- en nutriëntengift, waardoor telers betere beslissingen over toepassing van nieuwe technieken kunnen nemen voor adaptatie in het licht van dreigende watertekorten ten gevolge van klimaatverandering.
Deltadrip is een POP3-project waarin de provincie Zeeland met Europees geld participeert. De uitvoering van het project ligt bij ingenieursbureau Acacia Water, Landbouwbedrijf Maatschap Waverijn en onderzoeksbureau Delphy. Andere betrokken partijen zijn het Louis Bolk Instituut en Broere Beregening.