Strategieë om grondsuurheid in BL-stelsels te beheer

Gepubliseer: 12 Julie 2021

138
Dr Hendrik Smith,
bewaringslandbou­fasiliteerder, ASSET Research/Mielietrust
Dr Pieter Swanepoel,
senior dosent: Agro­nomie, Departement Agronomie, Universiteit Stellenbosch Adriaan Liebenberg,
MSc-kandidaat, Depar-tement Agronomie, Universiteit Stellenbosch
Ruan van der Nest,
MSc-kandidaat, Depar­tement Agronomie, Universiteit Stellenbosch

Fertasa se grondsuurheidswerkgroep* in samewerking met Graan SA, kyk in hierdie reeks artikels na die oorsake, slaggate, invloed van en oplossing vir grondsuurheid. In hierdie elfde artikel in die reeks ondersoek die outeurs die agtergrond en uitdagings rondom grondsuurheid onder bewaringslandbou.

Die bestuur van grondsuurheid onder bewaringslandbou is omstrede en baie produsente het vrae daaroor. ’n Reeks studies is al hieroor in Suid-Afrika gedoen, veral deur navorsers in KwaZulu-Natal (onder andere deur drs Mart Farina, Neil Miles, Alan Manson en Guy Thibaud), die Wes-Kaap (drs Pieter Swanepoel, Johan Labuschagne en Ailsa Hardie) asook in die Hoëveld (onder andere dr Koos Bornman en Kobus van Zyl).

In veral die Wes-Kaap is daar ’n groot aanvaarding van bewaringslandbou, waar 51% van graanprodusente dit toepas. Daar is ook ’n baie positiewe groei in KwaZulu-Natal (38%), Noordwes (37%), Mpumalanga (24%), Gauteng (33%) en Limpopo (27%) (FAO, 2021). Die groei in die aanvaarding van bewaringslandbou beteken dat produsente grondsuurheidsbestuur tot ’n groot mate onder die knie kry en ook voortdurend navorsing op en ontwikkeling van hulle praktyke moet doen om die grondsuurheidsprobleem korrek te bestuur.

Die stadige beweging van kalk in geenbewerkingstelsels is reeds wyd gerapporteer. Daar is al bevind dat kalk slegs 5 cm binne een jaar beweeg en 10 cm tot 20 cm na drie jaar nadat kalk toegedien is. Afhangend van die klimaat en ander omgewings­faktore soos grondtekstuur, -struktuur en -gesondheid, reënval, windspoed tydens die kalktoediening en die pH van die grond, kan die tempo waarteen kalk in grond beweeg egter verskil. Die eienskappe van die kalk, soos die vorm, chemiese suiwerheid, fynheid en toedieningspeil, is ook bevind om kalkbeweging te beïnvloed.

Bewaringslandbou met rotasies en vee-integrasie.

In ’n onlangse grondopname wat in die Wes-Kaap asook in die Hoëveld gedoen is, is bevind dat grondsuurheid wyd verspreid is. In die Swartland het byna 20% van die gronde ten minste een grondlaag waar die pH laer as 5 is. In die Noordwes­Vrystaat en die Noordwes is daar gevind dat die bo- en ondergrond se pH verlaag, die uitruilbare suurheid verhoog en dat kalsium- en magnesium-katione (Ca- en Mg-katione) verlore gaan (Fertasa-grondsuurheidseminaar, 2019).

Dieselfde soort probleme met grond­suurheid kan voorkom in ander dele van die land waar soortgelyke bestuurspraktyke toegepas word. Verdere navorsing word tans deur die Departemente van Agronomie en Grondkunde by Universiteit Stellenbosch in samewerking met die Wes-Kaapse Departement van Landbou gedoen. Dit vind plaas in die vorm van veldproewe in die Overberg om die effek van die vorm, fynheid en suiwerheid van kalk asook die effek van grond­versteuring op kalkbeweging en die neutralisering van grondsuurheid te ondersoek.

Multispesiedekgewasse

Wat veroorsaak dat gronde suur word?
Alhoewel suurgronde baie wyd in die natuur voorkom, veral in vrygedreineerde sandgronde in hoëreënvalgebiede soos KwaZulu-Natal, kan die volgende menslike aktiwiteite die situasie vererger:

  • Die verkeerde en oormatige gebruik van veral ammoniumstikstofkunsmis. Dit is waarskynlik die primêre oorsaak van grondsuurheid onder graanverbouing in die grootste deel van Suid-Afrika.
  • Verkeerde of onvoldoende bekalkingspraktyke (sien beste praktyke hieronder).
  • Die verwydering van basiskatione (Ca, Mg en kalium [K]) deur die oes van gewasse en diereprodukte.
  • Versnelde afbraak van grond- organiese mate­riaal as gevolg van bewerking.
  • Suurreën, wat deur lugbesoedeling veroorsaak word. Dit is ’n groot bydraende faktor in die oos­telike Hoëveld van Suid-Afrika waar daar heelwat kragstasies is.

Die algemene gevolgtrekking is dat ’n lae grond-pH aluminium (Al) vrystel. Hoë Al-vlakke in kombinasie met lae Ca, Mg en grond- organiese materiaal is baie nadelig vir plantwortels en plantproduksie. Dit is dus belangrik dat grond-pH bokant 4,5(KCL) en 5,5(H2O) gehou word om Al- en Mn-toksisiteit (mangaantoksisiteit) te vermy, asook genoeg voedingstowwe beskikbaar te maak, veral Ca, Mg en molibdeen (Mo).

Goeie grondbedekking in ’n geenbewerkingstelsel.

Geïntegreerde grondsuurheidsbestuur
In gewasverbouing kan grondsuurheidsbestuur volgens die volgende bewaringslandboubeginsels of -doelwitte benader word:

Verbeter grondgesondheid
Gesonde grond het hoë vlakke van biologiese aktiwiteit en diversiteit wat grond- organiese materiaal vinniger verhoog. Hoër grond- organiese materiaal skep ’n bufferkapasiteit en verbeter verskeie grond­ekostelsel-funksies en -dienste. Dit sluit onder meer die sirkulering van grondvoedingstowwe soos Ca en Mg in. Bioturbasie (grondvermenging) deur grondorganismes, soos erdwurms en miskruiers, kan kalk in die grond inwerk as hulle in gesonde populasies (voldoende hoe­veelhede) teenwoordig is.

Gesonde grond het ’n goeie struktuur wat die grond baie meer poreus maak en water, wortels en voedingstowwe (soos kalk) makliker deur die grond laat beweeg.

Optimale pH- of suurversadigingsvlakke is belangrik vir biologiese aktiwiteit en grondstruktuurvorming en moet dus reg bestuur word. Die meeste voordelige grondorganismes, veral mikrobes, word gestimuleer deur die toediening van kalk in suurgronde.

Minimaliseer grondbewerking of -versteuring
Grondversteuring is soos ’n tsunami wat die grond­biologie of grondvoedselweb tref. Dit ontwrig en be­skadig alle grondekostelsel-funksies en -dienste en lei tot grondaftakeling en die vernietiging van grond-organiese materiaal. Grondversteuring vernietig grondstruktuur en kniehalter dus die beweging van water en voedingstowwe in die grond as gevolg van die verlies in grondporositeit. Die voedingstofsirku­lering deur mikrobes word ook ernstig gestrem.

In gronde met ’n natuurlike ondergrondsuurheid (soos in dele van KwaZulu-Natal) en/of waar daar ’n stratifikasie van pH tussen grondlae voorkom, is dit somtyds nodig om kalk eenmalig dieper in die grond in te werk. Die gebrek aan bewerkingsaksies om kalk dieper in die grond in te werk, in kombinasie met die stadige beweging van kalk in die grond, kan tot hierdie probleme lei. Die stratifikasie van pH skep ’n bogrond met hoë pH-toestande en ’n suur ondergrond, waar die kalk nie kon reageer met grondsuurheid nie.

Waar oormatige N-kunsmis toegedien is, kan die bogrond suur wees en die ondergrond hoë pH-toestande hê. Kantbemesting met N-kunsmis lei tot ’n suurdak (acid roof) wat die chemiese beheer van onkruide, veral met ’n atrasienbevattende aktiewe bestanddeel (triasien), benadeel. Hierdie stratifikasie van grondsuurheid word nie gereeld in grondvrugbaarheidstoetse opgetel nie, omdat grondmonsters meestal geneem word tot op ’n diepte van 10 cm tot 15 cm. Die stratifikasie-effek word dus verdun en die grondontledings gee ’n gemiddelde pH oor die 10 cm tot 15 cm. ’n Verkeerde indruk kan so verkry word – die suurheid in die ondergrond kan potensieel beperkend wees vir sommige gewasse, alhoewel die bogrond se pH geskik is.

In gronde met natuurlike ondergrondsuurheids­probleme soos in KwaZulu-Natal, is dit nodig om op ’n punt kalk in die grond in te werk as die suurversadiging in die ondergrond te hoog styg, of die pH(KCl) onder 4,5 daal. Vorige navorsing wat gedoen is, beide op internasionale en plaaslike vlak, het bevind dat ’n eenmalige strategiese bewerking geen negatiewe effekte op die chemiese eienskappe van gronde of op die opbrengs van kleingrane het nie. Dit vernietig wel die grondstruktuur en baie grond- organiese materiaal gaan verlore (7% tot 10% per bewerkingsaksie). Beide hierdie grondeienskappe word oor dekades onder bewaringslandbou opgebou.

Strategiese bewerking kan wel oorweeg word om ondergrondsuurheid te behandel deur kalk in die grond in te werk as laaste uitweg. Dit is egter belangrik om te beklemtoon dat gereelde bewerkingsaksies nie aanbeveel word nie en verskeie nadele inhou soos hierbo genoem. Geenbewerkingstelsels behoort nie aangepak te word voordat bestaande grondsuurheidsprobleme nie deur die hele profiel reggestel is nie. Indien grond-pH-regstellings nie effektief getakel is voor die aanvangs van geenbewerking nie, kan ’n eenmalige strategiese bewerking later oorweeg word.

Maksimaliseer biodiversiteit in plante- en dierespesies
Hier word verwys na ’n dinamiese gewasverbouingstelsel wat een- en meerjarige dekgewasse en lewende hawe insluit. Hoe meer plant­spesies van al drie die funksionele plantgroepe (dit is grasse, peulplante en koolgewasse/brassicas, wat aangepas is by die omgewing en die vermoë het om ’n bydrae te lewer) in gewasstelsels gebruik word, hoe beter. Die insluiting van plantspesies met sleutel- funksionele eienskappe (soos stikstofbinding deur peulgewasse) is in sommige gevalle dalk belangriker as groter diversiteit. Dit kan in wisselbou of assosiasies (metgeselgewasse) geïntegreer word.

Een van die verskeidenheid funksies wat hierdie beginsel skep, is ’n digte netwerk van wortelkanale in die grond waardeur water en voedingstowwe in die grond beweeg. Dit skei ook wortelsappe af wat die grondbiologie en grondchemie positief kan beïnvloed, alhoewel swak sure ook deur wortels uitgeskei word wat bydra tot grond­suurheid. Wortelkanale het laer vlakke van Al en hoër vlakke van Ca, Mg, fosfor (P) en K, asook meer grond- organiese materiaal (Al is onop­neembaar omdat dit deel vorm van organiese verbindings). Peulplante bind organiese N wat die behoefte aan sintetiese N-kunsmis verminder. ’n Groter verskeidenheid plantspesies se wortels wat vir so lank as moontlik in die grond is, help dat a) oortollige en skadelike N (hoofsaaklik van kunsmis) uit die grond deur plante opgeneem word; b) die kalk deur plantwortels en wortelsappe gemobiliseer en/of in die grond afbeweeg word en c) die grond baie vinniger herstel en struktuur (porieë) ontwikkel.

Die integrasie van vee in die gewasverbouingstelsel is belangrik. Dit word verkieslik gedoen deur middel van weiding op dekgewasse (eenjarig of meerjarig) wat as wisselbou met kontantgewasse gebruik word. Die algehele verwydering van plantmateriaal (byvoorbeeld hooimaak) het ’n groter versurende effek as beweiding. Resultate dui daarop dat die verwydering van 10 ton biomassa/ha grondversuring sal veroorsaak wat ekwivalent is aan ’n regstelling van 450 kg kalk/ha.

Grond met goeie struktuur en biologiese aktiwiteit.

Behou permanente organiese bedekking op die grondoppervlak
Grondbedekking deur oesreste en dekgewasse (verkieslik ’n kombina­sie daarvan) is vir die volgende redes belangrik:

  • Dit verhoed dat kalk en ander voedingstowwe, veral Ca, Mg, P en K, wegspoel of wegwaai deur erosie.
  • Dit verseker dat water in die (gesonde) grond infiltreer en voe­dingstowwe daarmee saambeweeg.
  • Sekere (dek)gewasse se reste skei organiese samestellings af (negatief gelaai), wat met Ca bind en so die beweging daarvan in die grond fasiliteer.

Beste praktyke vir geïntegreerde grondsuurheidsbestuur in bewaringslandbou

  1. Voordat daar begin word met bewaringslandbou, moet grond­suurheid so ver as moontlik opgehef word (indien dit wel voorkom) deur die regte tipe (of kombinasie), kwaliteit en hoeveelheid kalk in die grond in te werk. Ideaal sal dit die laaste keer wees dat die bewaringsprodusent se grond versteur word, maar dit sal hoofsaaklik afhang van hoe goed die doelwitte (beginsels) wat hierbo bespreek is, bereik word.
  2. N-kunsmis moet baie meer doeltreffend bestuur word deur:

    • toediening te verminder soos wat organiese N deur die grondbiologie voorsien word;
    • voor-planttoediening (bo- of ondergronds) te vermy;
    • in-die-ry-toediening met plant so ver moontlik te doen; en
    • ammoniumstikstofkunsmis so ver moontlik te vermy.
  3. Dit is beter om kleiner hoeveelhede kalk meer gereeld op die grondoppervlak toe te dien. ’n Basiese riglyn is die volgende:

    • Sandgronde: 1 000 kg/ha tot 1 500 kg/ha elke tweede jaar of die helfte daarvan elke jaar.
    • Mediumtekstuurgronde: 1 500 kg/ha tot 2 000 kg/ha elke tweede jaar of die helfte daarvan elke jaar.
    • Kleigronde: 2 000 kg/ha tot 2 500 kg/ha elke tweede jaar of die helfte daarvan elke jaar.

    Meer gereelde onderhoudskalktoediening is dus nodig, wat sal afhang van die kalkbehoefte en wat prakties/ekonomies moontlik is. Die idee is om die pH van grond bo 5,5 te handhaaf, aangesien dit kan bydra tot die beweging van kalk dieper in gronde in. Let wel dat ’n pH van 5,5 verkies word deur die meerderheid van eenjarige gewasse in produksiestelsels in Suid-Afrika, maar dat sommige gewasse suurder gronde verkies. Dit kan dus die pH waarvoor produsente mik, beïn­vloed.

  4. ’n Ander alternatief is die gebruik van mikrofyn, verkorrelde kalk, wat tans toeneem in gewildheid. Hierdie alternatiewe strategie is egter duurder. Dié korrels kan tydens die plantproses binne-in die gewasrye geplaas word of die korrels kan breedwerpig toegedien word. Daar is egter ’n praktiese beperking op die hoeveelheid korrels wat deur planters toegedien kan word en dus kan breedwerpige toediening van mikrofyn of verkorrelde kalk steeds nodig wees. Voorlopige veldproefuitslae in die Wes-Kaap dui daarop dat die klein hoeveelheid verkorrelde kalk wat deur planters neergelê kan word binne die gewasrye nie doeltreffend is om grondsuurheid te neutraliseer nie en dat breedwerpige kalktoediening steeds aanbeveel word. Faktore soos die oplosbaarheid van verkorrelde kalk asook die doeltreffendheid van hierdie produkte om grondsuurheid teen laer toedieningspeile as die mikrofyn kalke te korrigeer, word tans hewig betwis.
  5. Dekgewasse (of sogenaamde “vanggewasse”, byvoorbeeld radyse en grasse) kan gebruik word om oortollige N-kunsmis in die grondprofiel te verwyder en weer in sirkulasie te plaas. Vanggewasse kan kalk ook meer doeltreffend dieper in die grond kry, veral deur middel van hul oesreste, wortelkanale en wortelsappe asook die beweiding daarvan. Wanneer winter- of somerdekgewasse geplant word (tipies elke derde jaar), kan kalk volgens die riglyne hierbo net voor plant op die oppervlak gestrooi word.
  6. Die toediening van bees- of hoendermis (waar beskikbaar) het ’n positiewe impak op pH, want dit het ’n “bekalkingseffek” deur Ca- en Mg-katione te voorsien. Dit verlaag ook die konsentrasie van Al in die grond.
  7. Dit is van deurslaggewende belang om die grondsuurheidstatus in die grond voortdurend te moniteer, veral in die verskillende grondlae waar stratifikasie kan plaasvind. Gronde moet ten minste elke derde jaar gemoniteer word – of meer gereeld.
  8. Pas die bewaringslandboubeginsels so goed as moontlik toe – dit is ’n lewenslange reis na groter veerkragtigheid en volhou­baarheid.

Gevolgtrekking
Grondsuurheid is ’n probleem wat die meerderheid van produsente moet hanteer. Alhoewel kalktoediening die oplossing is om grond­suurheid reg te stel, is daar verskeie veranderlikes wat die doeltreffendheid van die kalktoediening kan beïnvloed. Daar is tans verskeie strategieë beskikbaar vir produsente om kalk toe te dien, maar die beste is om geïntegreerde grondsuurheidsbestuur te doen wat met bewaringslandboubeginsels gepaard gaan. Indien dit goed toegepas word, sal die grond-pH verhoog, meer Ca (+Mg) sal voorsien word, P sal meer beskikbaar raak en Al-oplosbaarheid sal verlaag word. Hierdie benadering sal gewis help om die produsent op die pad na volhoubare gewasproduksie te plaas.

Ekstra leesstof

    1. Bolliger et al. 2006. Taking stock of the Brazilian ‘Zero-till Revolution’: a review of landmark research and farmers’ practice. Advances in Agronomy, 91, 1 – 64.
    2. FAO, 2021. An assessment of the adoption of conservation agriculture in annual crop-livestock systems in South Africa. Draft report.
    3. Fertasa, 2019. Soil Acidity, Liming, Ca and Mg Nutrition Workshop. http://www.fertasa.co.za/publications/workshop/
    4. Liebenberg, A, Van der Nest, JRR, Hardie, AG, Labuschagne, J & Swanepoel, PA. 2020. Extent of Soil Acidity in No-Tillage Systems in the Western Cape Province of South Africa. Land, 9(10), p.361.