Bevloeiing voor herstel watersysteem 't Klooster als gebiedsgerichte aanpak voor klimaatadaptatie

In het waterwingebied ’t Klooster treedt droogte op door klimaatverandering, het waterafvoersysteem in/rondom het gebied en doordat meer grondwater onttrokken dan aangevoerd wordt in ‘t Klooster. Deze droogte raakt meerdere grondeigenaren in het gebied, zoals melkveehouders. Zij meldden zich in 2019 bij programma Elke druppel de grond in. Waterschap Rijn en IJssel heeft de samenwerking verder vormgegeven met deze grondeigenaren met als doel de infiltratiecapaciteit te vergroten. Daaruit is bevloeien (water op land brengen) op landbouwpercelen ontstaan, waarbij kennisontwikkeling centraal staat om tot systeemherstel te komen. Partijen zoals Provincie, Vitens, gemeente Bronckhorst en LTO zijn hierbij betrokken. Vanuit de melkveehouders was het daarbij vooral de vraag in hoeverre kunnen we het (continue) tekort aan waterinfiltratie beperken. Immers zij willen in het voorjaar een vochtige bodem en hersteld grondwatervoorraad voor een goede gewasproductie.

Veldexperiment

In het waterwingebied ’t Klooster voerde Agro-innovatiecentrum De Marke een veldexperiment uit, waarbij in de periode van 17 januari tot 28 februari 2022, gedurende zes weken, vijf graslandpercelen en één bouwlandperceel (met winterrogge als groenbemester) bevloeid werden om de bodemvocht- en grondwatervoorraad aan te vullen en droogteschade te verminderen. Alle percelen lagen op een zandgrond, waarbij drie percelen relatief hoge grondwaterstanden en drie percelen relatief lage grondwaterstanden hadden. Agro-innovatiecentrum De Marke voerde de proef uit aan de hand van twee strategieën: het vullen van het natuurlijke watersysteem ‘van bovenaf’ op de hogere esgronden en het verhogen van de grondwaterstand ‘van onderaf’ in de lage beekdalen.

Opzet

Per locatie werd voor de bevloeiing het meest hoog gelegen gedeelte (NAP) van het betreffende landbouwperceel gekozen. De bevloeiing werd uitgevoerd met een systeem dat bestond uit een pomp, een aanvoerslang vanaf de pomp en een uitvloeiingsslang van 2 x 50 m. De percelen werden bevloeid door water vanuit oppervlaktewater via een uitvloeiingsslang op het maaiveld te pompen. Op de vijf graslandpercelen werd de grondwaterstand gemonitord in zeven tot tien peilbuizen, die in een raai geplaatst waren dwars op de uitvloeiingsslang tot maximaal 250 m van de slang. Op het bouwlandperceel 6 werd de grondwaterstand in één peilbuis gemonitord. Voor en na bevloeiing werden grondmonsters genomen om het effect op nitraatuitspoeling en de mineralenhuishouding vast te stellen. Het effect van bevloeien op de grasopbrengst is niet gemeten, maar werd gesimuleerd met de webapplicatie GrasSignaal van WLR.

Neerslag en bevloeiing

Tijdens de periode van bevloeien, viel in totaal 134 mm neerslag. Dit was gemiddeld 3,1 mm per dag en leidde tot een grondwaterstandstijging van ruim 60 cm in de referentiepeilbuizen buiten het bevloeiingsgebied. Op de proefpercelen 1, 3 en 5 met relatief hogere grondwaterstanden werd gemiddeld 11,8 mm per dag bevloeid en op de percelen 2, 4 en 6 met relatief diepere grondwaterstanden werd gemiddeld 17,8 mm per dag bevloeid. Zonder perceel 2, waar de infiltratie beperkt werd door bodemverdichting, was dit gemiddeld 1277 mm of 30 mm per dag. In totaal is op de zes percelen met een totale oppervlakte van bijna 14,5 hectare 90.628 m³ bevloeid. Dit is 626 mm of gemiddeld 14,6 mm per dag.

Afstroming

Door de veelal aanzienlijk hoogteverschillen binnen de proefpercelen trad afstroming van water naar laag gelegen delen van de percelen op, waardoor op een aantal plaatsen water op het maaiveld kwam te staan. Daar waar het gras langere tijd geheel onder water stond, leidde dit tot een beperkte schade aan de graszode in de vorm van een verminderde grasbezetting en een vertraagde start van de grasgroei. Bevloeien leidde niet tot een groter verlies aan minerale stikstof. Bevloeiing leidt eerder tot een verlaging van nitraat in het grondwater door een verdunningseffect.

Effect grondwaterstand

Gemiddeld over de proefpercelen verhoogde bevloeiing de grondwaterstand met 74 cm, op de plaats waar het effect op de grondwaterstand het hoogst was ten opzichte van een referentiepeilbuis in de omgeving. Dit was gemiddeld op 59 m van de uitvloeiingsbuis. De grondwaterstandverhoging duurde gemiddeld 101 dagen Het berekende aantal dagen met een verminderde beperking van de vochtbeschikbaarheid in de wortelzone voor grasland bedroeg gemiddeld vijftiendagen. Volgens de modelberekeningen reduceerde de grasgroei tijdens en direct na bevloeien en werd uiteindelijk de grasopbrengst verhoogd (minder droogte) met 580 kg droge stof per ha. De variatie in resultaten tussen percelen was echter groot. Zie Tabel 1 voor een overzicht van de resultaten.

Conclusies en aanbevelingen

Vooral op (hogere) percelen met een relatief lage grondwaterstand heeft bevloeien potentie voor herstel van het natuurlijk watersysteem. Voor een grotere invloedsfeer en het daadwerkelijk kunnen bijgedragen aan het herstel van het natuurlijk watersysteem zou het areaal bevloeiing nog aanmerkelijk vergroot moeten worden. Geïnventariseerd moet worden op welke schaal bevloeiing het grondwater substantieel aanvult. Het opbrengen van water kost echter veel energie. Het verdient aanbeveling om te zien of het energieverbruik voor het oppompen van water verminderd of verduurzaamd kan worden en of er alternatieve mogelijkheden zijn om infiltratie te bevorderen. Op relatief lage percelen is sub-irrigatie direct vanuit oppervlaktewater te overwegen, temeer omdat hier sneller groeireductie en schade aan de graszode optreedt.

Dit onderzoek is uitgevoerd door Agro-innovatiecentrum De Marke, een onderdeel van Wageningen Livestock Research en gefinancierd door Waterschap Rijn en IJssel. Hopelijk draagt de verworven kennis en inzichten bij aan het verminderen van de droogteproblematiek in ’t Klooster en vergelijkbare waterwingebieden. Op basis van dit onderzoek startte in februari een vervolg vloeiweiden in februari, wordt vervolgd.

Tabel 1. Gemeten: verhoging grondwaterstand, het aantal extra dagen met een verhoogde grondwaterstand ten opzichte van een referentie peilbuis in de omgeving (inclusief 43 dagen bevloeiing) voor de afstand tot de uitvloeiingsbuis waarbij het effect op de grondwaterstand het grootst was.

Berekend: het verminderde aantal dagen waarvoor vochtlimitatie optrad en de verhoogde grasopbrengst door bevloeiing. Per perceel is aangegeven welke bevloeiingsstrategie is gehanteerd; het vullen van het natuurlijke watersysteem ‘van bovenaf’ op de hogere esgronden en het verhogen van de grondwaterstand ‘van onderaf’ in de lage beekdalen.

Link naar het complete rapport. Zie video voor verdere illustratie.