Nieuws
Bulkdichtheid en indringingsweerstand van de bodem meten met een sensor
Om een goed beeld te krijgen van de groeiomstandigheden voor planten en de infiltratie- en waterbergingscapaciteit is het van belang de bulkdichtheid en indringingsweerstand van de bodem te kennen. Bij voorkeur op diverse plaatsen op een perceel zonder de bodem te verstoren. Daarom wordt gekeken naar de mogelijkheden van de inzet van sensoren. In het Bedrijvennetwerk Bodemmetingen hebben onderzoekers van Wageningen Environmental Research op 27 locaties een aantal nieuwe en bestaande methoden getest om bulkdichtheid en verdichting in het veld te bepalen. Werken ze? Mogelijk, we weten het nog niet zeker, daarom hier een tussenstand.
Meten van dichtheid: 3 methodes
Al tientallen jaren is de standaardmethode om de dichtheid van de bodem te meten het graven van een kuil en daar ringen met een bekend volume in de bodem te duwen, die uit te graven, netjes af te snijden en in het lab te wegen, drogen en weer wegen. Dan weet je zowel de veldvochtige bulkdichtheid, het vochtgehalte van de bodem op dat moment en de droge bulkdichtheid (massa per volume: g/cm3, wordt beïnvloed door de textuur en structuur/porositeit). Dat is een nogal bewerkelijke methode die veel tijd kost, de bodem verstoort en inzet van het lab vraagt.
Als alternatief is in 2018 in een grote meetcampagne door heel Nederland de bulkdichtheid bepaald door met een guts een mengmonster van 5 steken te nemen over de diepte 0-30 cm en 30-100 cm diepte. De grond in de guts over die diepte is (na afsnijden) in een zak naar het lab gebracht, daar gedroogd en gewogen en zo is de droge bulkdichtheid bepaald. Dat gaat een stuk sneller, verstoort minder en zou een vergelijkbare nauwkeurigheid moeten hebben. Maar deze methode geeft alleen een gemiddelde over een bepaalde diepte.
Een derde methode die onlangs is ontwikkeld en die we graag wilden testen is een bulkdichtheidssensor die in een gutsgat past en tot maximaal één meter diep iedere 5 cm de veldvochtige bulkdichtheid kan meten. Het is een bestaande methode in een nieuwe behuizing die meer mogelijkheden moet geven. Zo kan een bulkdichtheidsprofiel worden gemeten, dus de verandering en absolute waarden van de bulkdichtheid tot een meter diep, zonder een kuil te graven. Daarmee zie je waar waterdruppels en wortels tegenaan lopen en op welke diepte.
Indringingsweerstand
Tot nu toe is de enige manier om (zonder een kuil te graven) inzicht te krijgen in de weerstand die de wortels ondervinden het meten van de indringingsweerstand van de bodem met een penetrometer (meet alleen) of penetrologger (legt het ook vast). Daarbij wordt een ijzeren pen met constante snelheid en druk in de bodem geduwd en de weerstand die de pen ondervindt wordt gemeten door een druksensor. Deze meting wordt meestal 5 keer uitgevoerd op 1 locatie en vervolgens wordt het gemiddelde genomen. Hiermee wordt dus niet de dichtheid gemeten, maar de indringingsweerstand. Deze is afhankelijk van de textuur, het vochtgehalte en de structuur/de porositeit van de bodem.
Vocht
Alle metingen hierboven worden beïnvloed door de textuur, het vochtgehalte en de structuur/porositeit van de bodem. Om metingen van bodems makkelijker met elkaar te kunnen vergelijken wordt vaak de droge bulkdichtheid bepaald en gerapporteerd. Hoe natter een bodem hoe hoger de veldvochtige bulkdichtheid; water weegt immers meer dan lucht. De indringingsweerstand kan nog niet goed worden gecorrigeerd voor vochtgehalte, maar wordt er wel sterk door bepaald. Daarbij geldt dat hoe natter de bodem is, hoe lager de indringingsweerstand, ook voor wortels. Daarom is een vergelijking van de methoden onder veldvochtige omstandigheden reëler. Als we tussen percelen willen vergelijken is het vochtgehalte wel relevant om te weten, zodat er of vooraf gecorrigeerd kan worden, of het meegenomen kan worden in de beoordeling van het gemeten profiel.
Resultaat: werkt het?
Iedere methode werkt anders en levert andere gegevens op. De bulkdichtheid op één diepte, de gemiddelde bulkdichtheid over een grotere diepte, het profiel van de veldvochtige bulkdichtheid, het profiel van de indringingsweerstand. Om ze toch te kunnen vergelijken hebben we aangenomen dat de ringen de waarheid zijn, de echte veldvochtige bulkdichtheid. En hebben we de metingen van de ringen (op twee dieptes genomen tussen 7.5 en 22.5 cm) en de bulkdichtheidssensor (6 metingen in 0-30 cm) gemiddeld en uitgezet tegen de gutsmetingen van 0-30 cm. We wilden ook twee andere ringen per locatie meenemen in de analyse maar daarvan hebben we helaas alleen de droge bulkdichtheid, dus dat lukt niet. Ook hebben we geen ringen beneden 30 cm, wat betekent dat we weinig tot geen ringen hebben met een hoge bulkdichtheid. Hierdoor kunnen we alleen een deel van het meetbereik vergelijken. Het resultaat staat in Figuur 3. Daaruit blijkt dat er zeker een trend in de data zit, dat zowel de guts als de bulkdichtheidssensor zinvolle data levert, ook op de verschillende grondsoorten en teelten die zijn bemeten in het Bedrijvennetwerk. Ook kunnen we de profielen van bulkdichtheidssensor en penetrologger vergelijken en zien of dat klopt met elkaar. En we kunnen kijken of we bij locaties met veel spreiding in met de guts gemeten bulkdichtheid, ook veel spreiding in de penetrologgermetingen zien. Dat lijkt het geval te zijn. Deze voorlopige conclusies geven weliswaar nog geen uitsluitsel, maar ze geven wel aan dat het de moeite waard is om verder te gaan en een bredere proef op te zetten met deze verschillende meetmethoden.
Doorkijk
We kunnen dus niet alle conclusies trekken die we wilden trekken op basis van deze data, maar het geeft zeker aanleiding tot een vervolg. We willen in de toekomst graag een bredere studie opzetten waarbij we weer op verschillende grondsoorten en in verschillende teelten meten met deze methoden. Maar dan met ringen en metingen over het hele meetbereik (bulkdichtheid) en de diepte, met verschillend vochtgehalte. Mochten er nieuwe resultaten zijn, dan zal hierover zeker worden bericht.