Klimaatsverandering: Kan dekgewasse impak versag?

Gepubliseer: 4 November 2021

112
Dr Danie Beukes,
onafhanklike
grondkundige
Dr André Nel,
onafhanklike
akkerboukundige
Gerrie Trytsman,
spesialiskonsultant

Die semi-ariede sandgronde van die Noordwes-Vrystaat het ontwikkel uit eoliese moedermateriaal wat sowat 1,8 miljoen tot 5 miljoen jaar gelede in die Plioseentyd­perk afgeset is op ’n golwende paleo-oppervlak wat bestaan het uit swak gedreineerde, kleierige verwe­ringsprodukte van doleriet, moddersteen, kalkreet en skalie (Henning, 1991).

Tydelike vlak watertafels, wat ’n groot voordeel is as dit kom by gewasproduksie, kom algemeen voor op hierdie gronde. Dié gronde is egter ook bekend vir hul inherente verdigtingsprobleem, lae organiesemateriaal- en voedingstofinhoud, lae waterstoorvermoё en vatbaarheid vir winderosie.

Mielieprodusente in die Noordwes-Vrystaat wil ’n holistiese benadering volg met die toetsing van volhoubare en winsgewende verbouingspraktyke waar aspekte van bewaringslandbou, die be­vordering van grondgesondheid asook die vermindering van die impak van klimaatsverandering ingesluit word. Een so ’n praktyk is om verskillende dekgewasse in wisselboustelsels met kontantgewasse in te sluit en die praktyk te toets. Die vele voordele van dekgewasse behels onder meer die toevoeging van bo- en ondergrondse biomassa of organiese materiaal, verhoogde waterinfiltrasie en waterhouvermoë, hersirkulering van voedingstowwe en verhoogde mikrobiologiese aktiwiteit (Smith, 2014; Kuschke & Botha, 2020).

Klimaatsverandering toon ’n direkte negatiewe verband met die watersiklus (IPCC, 2021). Vir Suid-Afrika beteken dit ’n toename in droogtes soos wat die verande­ring in reënvalpatrone toeneem. Uit ’n ander hoek: Volgens die Swiss Re Index van 2020 het Suid-Afrika die sensitiefste biodiversiteit- en ekosisteemstelsels op aarde, wat direk toegeskryf kan word aan waterskaarste. Beide hierdie perspektiewe behoort in ag geneem te word by landbou onder droëlandpraktyke. Die Sandgrondontwikkelingskomitee (SOK) het­ ten doel om verskeie verbouingspraktyke te toets op die watertafelsandgronde wat onderhewig is aan relatief lae en wisselvallige reënval. Finansiële ondersteuning word op ’n jaarlikse basis deur die Mielietrust vir die doel bewillig.

Agtergrondinligting en proefpraktyke
In November 2016 is vyf stroke oor ’n kommersiële land (totaal 8 ha) gebruik om ’n wissel­bouproef met somer- en winterdekgewasse uit te lê vir die duur van drie groeiseisoene op die plaas Deelpan van Danie Crous in die Kroonstad-distrik. Van die doelwitte van die proef was om die groei en opbrengs van mie­lies in wisselbou met dekgewasmengsels met dié van mono­kultuurmielies te vergelyk asook om aspekte soos waterverbruik en grond­water en -temperatuur, wat verband hou met klimaatsverandering, te evalueer.

Beide die somer- en winterdekgewasse het bestaan uit mengsels van grane, peul- en knolgewasse. Die somerdekgewasse is soos mielies in die lente geplant, terwyl die winterdekgewasse in Februarie geplant is en dus vanaf Mei op gestoorde water aange­wese was. Skeurploegbewerkings (rip op ry) is met die aanvang van die proef op al vyf lande gedoen. Hierdie bewerking is jaarliks herhaal vir die monokultuurmielies asook op twee mielie/dekgewaslande voor die mielie-aanplantings. Die daaropvolgende dekgewas is onder geenbewerking gevestig. Vir die orige twee mielie/dekgewaslande is geenbewerking by beide gewasstelsels toegepas.

Kunsmistoedienings is gebaseer op grondontledings en aanbe­velings. Die proefgrond is ’n Avalon-vorm/Blackmoor-familie (10% klei;­89% sand; pH(KCl) = 4,7; 0,47% koolstof; 40 mg fosfor/kg; 159 mg kalium/kg, 9 mg nitraat-stikstof/kg; 18 mg ammonium-stikstof/kg). Die seisoenale watertafeldiepte het tussen 300 mm en 1 900 mm gewissel. Seisoenale reënval (September tot Mei) het van 416 mm tot 466 mm gewissel. Kapasitansiepeilers is vir die duur van elke groeiseisoen op al die lande geïnstalleer ten einde grondtemperature en grondwater­inhoud aaneenlopend op ses dieptes te meet.

Seisoenale waterverbruik (evapotranspirasie) van die gewasse is bereken volgens die waterbalansvergelyking van Hillel (1982). Mie­liegraanopbrengste is met ’n stroper bepaal. Die dekgewasse is nie bewei nie, maar droëbiomassabepalings is as alternatief gedoen. Waterverbruiksdoeltreffendheid (WVD) kan gedefinieer word as die massa graan of biomassa wat per millimeter waterverbruik geproduseer word – die sogenaamde crop per drop-frasering. In die semi-ariede saaigebiede is die hoeveelheid reënval en gestoorde grondwater seker van die beperkendste faktore vir gewasgroei en opbrengs en behoort dit derhalwe so doeltreffend moontlik gebruik te word.

Seisoenale reënval
Grafiek 1 toon dat die seisoenale reënval met meer as 100 mm gewissel het. Die langtermyn- gemiddelde syfer vir die omgewing is 550 mm. Terwyl die seisoenale verspreiding relatief gunstig was gedurende die eerste twee seisoene, sou die lae maandelikse neerslae en swak verspreiding in die derde seisoen (2018/2019) onvoldoende wees vir goeie groei en opbrengs van die aangeplante gewasse. Die opbrengssyfers sal toon dat die hoё neerslag van 203 mm in April 2019 te laat was om ’n bydrae te lewer tot goeie opbrengste.

Grafiek 1: Seisoenale reënval op die proeflokaliteit.

Groei en opbrengs
Foto 1 tot Foto 3 toon uitstekende vegetatiewe groei van rip-op-ry-mielies en die somer- en winterdekgewasse in die eerste twee seisoene. Foto 1 toon ook ’n redelike stoppeldeklaag afkomstig vanaf die vorige mielieseisoen.

Foto 1: Vegetatiewe groei van rip-op-ry-mielies op 21 Februarie (2017/2018-seisoen).
Foto 2: Vegetatiewe groei van somer­dekgewasse op 2 Februarie (2016/2017-seisoen).
Foto 3: Vegetatiewe groei van winterdekgewasse op 24 Julie (2017/2018-seisoen).

Droëbiomassa-opbrengste: Grafiek 2 toon dat die gemiddelde droëbiomassa-opbrengs van die drie mieliestelsels 16,3 t/ha vir die 2017/2018-seisoen was. In vergelyking met mielies na somerdekgewasse (M_S/dek) en mielies na winterdekgewasse (M_W/dek), het monokultuurmielies (Mono_M) die beste gevaar met 18,9 t/ha. Die somerdekgewasse (S/dek) het oor twee seisoene ’n beduidend hoër opbrengs (15,7 t/ha) gegee as die winterdekgewasse. ’n Moontlike verklaring hiervoor is dat, in teenstelling met die somerdekgewasse, die winterdekgewasse hoofsaaklik op gestoorde grondwater aangewese was. Die lae maandelikse reënval in die 2018/2019-seisoen (Grafiek 1) het baie lae droëmateriaalopbrengste vir al die gewasstelsels meegebring. Dit is duidelik dat die meer as 200 mm reënval in April 2019 nie die gewasse kon red nie.

Grafiek 2: Droëbiomassa-opbrengs van gewasstelsels.

Graanopbrengste: Oor die eerste twee seisoene het Mono_M gemiddeld die beste graanopbrengs van 7,9 t/ha gegee, met M_W/dek wat die swakste gevaar het met 4,8 t/ha in die 2017/2018-seisoen (Grafiek 3). Die rede vir hierdie heelwat swakker opbrengs kan moontlik toegeskryf word aan die feit dat die voorafgaande winterdekgewas ’n veel droër grondprofiel vir die opvolgmielies gelaat het. Die seisoenale gestoorde grondwater onder M_W/dek was 180 mm in vergelyking met 300 mm onder Mono_M en 340 mm onder M_S/dek. Die lae maandelikse reënval in die 2018/2019-seisoen het ook veel laer graanopbrengste tot gevolg gehad. Die langtermyngraanopbrengs vir die plaas is 6,3 t/ha.

Grafiek 3: Graanopbrengs van die mieliegewasstelsels.

WVD van die gewasstelsels
Droë biomassa: Gemiddeld vir twee seisoene het die S/dek en W/dek uitsonderlik gepresteer met onderskeidelik 32,2 kg en 43,5 kg biomassa/ha/mm water verbruik. Vir die mieliegewasstelsels het Mono_M die beste gevaar met 28,9 kg biomassa/ha/mm (Grafiek 4). Die lae maandelikse reënval in die 2018/2019-seisoen het swak WVD-syfers tot gevolg gehad. Hierdie resultate verskaf dus nog ’n rede hoekom dekgewasse in semi-ariede oftewel waterskaars landbougebiede in wisselboustelsels ingesluit moet word.

Grafiek 4: WVD betreffende biomassaproduksie deur die gewasstelsels.

Graanproduksie: Gemiddeld vir twee seisoene het Mono_M die beste WVD gelewer teen 13,6 kg graan/ha/mm water verbruik. M_W/dek het die swakste gevaar met 9,6 kg graan/ha/mm in die 2017/2018-seisoen (Grafiek 5). Die rede vir hierdie laer WVD-syfer kan weer eens toegeskryf word aan die feit dat die voor­afgaande winterdekgewas ’n veel droër grondprofiel vir die opvolgmie­lies gelaat het. Die lae maandelikse reënval in die 2018/2019-seisoen het ook swak WVD-syfers vir graan tot gevolg gehad. Bennie en Hensley (2001) het in ’n goeie reënjaar WVD-syfers van 7 kg tot 10 kg graan/ha/mm behaal onder verskillende waterbewa­ringspraktyke.

Grafiek 5: WVD betreffende graanproduksie deur die gewasstelsels.

Samevatting en gevolgtrekkings
Die hoeveelheid reënval asook die seisoenale verspreiding daarvan se impak op gewasgroei en opbrengs is weer eens gedemonstreer. Die lae maandelikse reënval in die 2018/2019-seisoen het lae biomassa- en graanopbrengste meegebring asook swak WVD deur die verskillende gewasstelsels. Die uitstekende biomassa-opbrengste van die somerdekgewasse asook van Mono_M in die eerste twee proefseisoene, beklemtoon onderskeidelik die waarde daarvan vir beweiding en die voordele van die toevoeging van ’n organiese deklaag tot die grond. Die goeie graanopbrengste van beide Mono_M en M_S/dek is selfs beter as die plaasgemiddelde. Die heelwat droër grondprofiel na winterdekgewasse het ’n veel laer mieliegraanopbrengs tot gevolg gehad en dit is gevolglik ’n praktyk wat nie aanbeveel kan word nie.

Die WVD van die somer- en winterdekgewasse om biomassa te produseer was uitsonderlik. Dit verskaf nog ’n rede waarom produ­sente dekgewasse moet plant: om een impak van klimaatsverande­ring, naamlik waterskaarste, teen te werk en terselfdertyd organiese materiaal op en in die grond te bevorder – veral op sandgronde in semi-ariede omgewings. Om ’n lansie te breek vir rip-op-ry-mielies om waterverbruik doeltreffend aan te wend vir graanproduksie: Beide Mono_M en M_S/dek het dubbelsyfers behaal.

Bronne

    1. Bennie, ATP & Hensley, M. 2001. Maximizing precipitation utilization in dryland agriculture in South Africa – a review. Journal of Hydrology 241:124 – 139.
    2. Henning, JAG. 1991. Die invloed van variërende vrywatervlakke in grond van
      die noordwestelike OVS op verbouing van gewasse (veral mielies). PhD-proefskrif. Potchefstroomse Universiteit vir Christelike Hoër Onderwys, Potchefstroom. 125 pp.
    3. Hillel, D. 1982. Water balance and energy balance in the field. Introduction to soil physics, 304 – 320. Academic press, Elsevier Inc.
    4. Kuschke, R & Botha, P. 2020. Boots die natuur na met mengsel van spesies. SA Graan/Grain Nov 2020, 26 – 28.
    5. IPCC. 2021. Sixth Assessment Report: AR6: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/ (Accessed 11 August 2021).
    6. Smith, M. 2014. Belowende dekgewasse vir droёland. Landbouweekblad, 54 – 57.
    7. Swiss Re Index. 2020. A fifth of countries worldwide at risk from ecosystem collapse as biodiversity declines. https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=swiss+re+index. (Accessed 11 August 2021).