Informatiefiche Agroforestry en impact op ecosysteemdiensten

Het introduceren van bomen op het veld of in de weide beïnvloedt op korte of langere termijn de bodem, de waterhuishouding, het (micro)klimaat, de biodiversiteit, andere ecosysteemfuncties waaronder erosiegevoeligheid en finaal ook gewasopbrengst en -kwaliteit. Deze biofysische en agronomische effecten, maar ook veranderingen op vlak van culturele diensten, beschrijven we in dit luik.

Bodem

Koolstofopslag

Organische koolstof speelt een belangrijke rol in de bodemvruchtbaarheid door in te werken op de biologische, chemische en fysische eigenschappen in de bodem. Bomen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan het verhogen van de bodemorganische koolstof. Om te weten hoe groot dat effect precies is voor landbouwpercelen in onze contreien, werd in 2015 en 2016 de koolstofvoorraad in de bodem bepaald op 11 akkerbouwpercelen met relatief volgroeide bomenrijen (15 tot 47 jaar oude populieren (Populus x canadensis) en een gemiddelde leeftijd van 25 jaar) in België. Hierbij werd in de bouwvoor (0-23 cm diepte), op een afstand tussen 2 en 30 m van de populierenrijen, een gemiddelde toename in organische koolstof gevonden van 5.3 ton/ha in vergelijking met een controlezone zonder bomenrij (zie figuur). Dit komt overeen met een gemiddelde stijging van 0.21 ton C/ha/jaar, wat in lijn ligt met resultaten uit de literatuur uit Frankrijk en Canada. Uit metingen op jonge agroforestry-percelen (boomleeftijd 3 à 5 jaar) bleek dat dit effect de eerste jaren nog niet waarneembaar is. De verhoging naast oudere bomen is voornamelijk te verklaren door input van organisch materiaal via bladval, en in mindere mate door takval. In principe kan ook de afbraak van fijne boomwortels hieraan bijdragen. Dit effect wordt echter verondersteld beperkt te zijn aangezien boomwortels in agroforestry-systemen eerder de diepere bodemlagen opzoeken om competitie met het gewas te vermijden en omdat deze lagen minder of niet verstoord worden door perceelsbewerkingen. Hoewel geen metingen uitgevoerd werden op graslandpercelen blijkt uit buitenlands onderzoek dat agroforestry ook hier aan koolstofopbouw kan bijdragen.

Bemerk dat bovenvermelde cijfers enkel op de koolstofvoorraad in de bouwvoor slaan nabij populierenrijen. De totale koolstofopslag in agroforestry-systemen is zeer situatie specifiek en bijgevolg moeilijk te veralgemenen. Dit onder meer door het effect van boomdichtheid, boomsoort, boomleeftijd en bodembeheer. Als ruwe schatting kan uitgegaan worden van een ondergrens van 1.02 ton C/ha/jaar en een bovengrens van 2.75 ton C/ha/jaar.

Nutriëntenhuishouding

In bovenvermeld onderzoek werden niet enkel hogere bodemorganische koolstofgehaltes waargenomen nabij de populierenrijen, maar ook hogere bodemnutriëntenstocks. Meer specifiek was er in de bouwvoor op een afstand tussen 2 m en 30 m van de bomenrijen een toename van gemiddeld 556 kg totale N/ha, 86 kg P/ha, 108 kg K/ha, 45 kg Mg/ha en 16 kg Na/ha in vergelijking met de controle zonder bomenrij. Bomen beïnvloeden de nutriëntencyclus in de bodem dan ook via verschillende processen (hoewel het voorkomen en de grootte van deze effecten wellicht beïnvloed wordt door de boomsoort/variëteit):

• Zoals hierboven aangehaald, brengen bomen organisch materiaal, en dus ook nutriënten, aan in de bodem via bladval, snoeimateriaal en afgestorven wortels. Voor de populierenbomen in bovenvermeld proefopzet werd een jaarlijkse nutriënten-input via bladval van 10.9 kg P/ha, 12.6 kg K/ha, 5.8 kg Mg/ha en 0.1 kg Na/ha becijferd. Buitenlands onderzoek in een alley cropping systeem met populier duidt op een totale N input via bladstrooisel van 11.0 kg N/ha/jaar. Door aanrijking met nutriënten afkomstig van atmosferische depositie kan verder ook neerslag die via het bladerdek op de bodem terechtkomt een bron van nutriënten-input zijn. Resultaten uit een agroforestry-systeem in Canada leren dat dit effect voor K drie maal belangrijker is dan de input via bladval. Voor N blijkt dit effect dan weer vier keer lager te liggen.

• Aangezien boomwortels veel dieper gaan dan die van de meeste landbouwgewassen kunnen zij nutriënten die uitspoelen naar diepere bodemlagen alsnog opnemen en zo deels recirculeren naar de gewasgroeizone via bladval. De bomen functioneren daarbij dus als een veiligheidsnet of ‘safety-net’ waarbij bijvoorbeeld de uitloging van N naar grondwater tegengegaan wordt. Verder is er mogelijk ook minder uitspoeling naar de diepere bodemlagen vlakbij de bomenrij, vermits de bomen de hoeveelheid neerslag die de bodem bereikt kunnen reduceren.

• Hoewel onderzoek hieromtrent beperkt is, biedt agroforestry potentieel een betere omgeving voor de associatie van plantwortels met mycorrhiza-schimmels. Dit zijn schimmels die via hun fijnvertakte en diep reikende netwerk de opnamecapaciteit van plantwortels (onder meer van fosfor uit diepere bodemlagen) exponentieel vergroten. De voor micorrhizae gunstige omgeving ontstaat met name door de aanwezigheid van de boomstrook die minder verstoord wordt door bodembewerkingen en een potentieel hogere plantendiversiteit en worteldensiteit heeft, wat hun kolonisatie vergemakkelijkt. De vorming van hyfen verbetert verder ook de bodemaggregatie en –structuur.

• Een hoger nutriëntengehalte in de bodem in een agroforestry-systeem kan ook verklaard worden door een afname van de nutriëntenexport nabij de bomen. Het hoger organische koolstofgehalte in de bodem kan leiden tot een hogere CEC (kationuitwisselingscapaciteit), waardoor de capaciteit om nutriënten vast te houden in de bodem toeneemt. Door competitie voor water en licht kan in agroforestry-systemen daarnaast de groei van het landbouwgewas gereduceerd worden wat leidt tot een lagere opname van nutriënten door dit gewas en bijgevolg hogere restconcentraties. Hieruit zou kunnen afgeleid worden dat minder bemesting nodig is in agroforestry-systemen. Er moet dan echter rekening mee gehouden worden dat de bodemnutriëntenstatus erg heterogeen kan zijn op veldniveau in functie van afstand tot de bomen, en dat deze status verandert naarmate de bomen ouder worden. Ook zal er na de oogst van de volwassen bomen initieel een daling in organische stof- en nutriëntengehaltes plaatsvinden. In tegenstelling tot minerale meststoffen zal de vrijstelling van nutriënten die door bladval aangevoerd worden daarnaast afhankelijk zijn van de mineralisatiesnelheid van het organische materiaal. Deze mineralisatie zal mogelijk niet samenvallen met de noden van het gewas.

Meer lezen? Zie ook het projectrapport over de impact van agroforestry op koolstofopslag en nutriëntenhuishouding.

Stikstofdynamiek

Een element dat binnen de nutriëntenhuishouding bijzondere aandacht verdient, is stikstof (N). Uitspoeling van minerale N uit de landbouw oefent in Vlaanderen een grote druk uit op de kwaliteit van het oppervlakte- en grondwater. Zoals hiervoor beschreven beïnvloedt agroforestry de nutriëntencyclus op meerdere wijzen. Om de impact van een volwassen bomenrij op het minerale N-gehalte in de wortelzone van het gewas in te schatten in Vlaanderen, werden zes landbouwpercelen met een aanpalende rij van volwassen populieren gedurende twee groeiseizoenen (2015 en 2016) onderzocht. Er werd een onderscheid gemaakt tussen drie teeltgroepen: maïs (korrelmaïs en hakselmaïs), wintergranen (wintertarwe en wintergerst) en groenbedekkers (voornamelijk gele mosterd). Voor de wintergranen werden in het voorjaar ( februari-maart) en bij de oogst in de zomer (juli-augustus) geen effecten van de bomenrij op het minerale N-gehalte waargenomen (blauwe lijnen in de figuur). Wanneer bij maïs echter gekeken werd naar het verschil in minerale N tussen de zomer en de oogst in het najaar (oktober-november), bleek dat er bij de oogst een significant lagere mineraal N-gehalte in de bodem achterbleef nabij de bomenrij (rode lijn). Dit wijst er op dat de boomwortels in de late zomer nog een belangrijke opname van minerale N kunnen verwezenlijken in de wortelzone van het gewas. Bij de percelen waar na wintergranen een groenbemester gezaaid werd, werden in het najaar geen lagere minerale N-gehaltes nabij de bomenrij waargenomen (groene lijn), mogelijk omdat deze gehaltes over het algemeen eerder laag zijn na de oogst van de wintertarwe.

Water

Een belangrijke voorwaarde voor een performant agroforestry-systeem is dat de bomen hoofdzakelijk bodemwater en nutriënten aanspreken die anders niet door het landbouwgewas gebruikt zouden worden, of zelf positief bijdragen aan een verhoogde waterbeschikbaarheid. Veldonderzoek naar agroforestry-systemen is recent aan een opmars bezig maar onderzoek waarbij de interactie tussen bomen en gewas op het vlak van wateropname becijferd wordt, is op dit moment nog beperkt, zeker in gematigde klimaten.

Bomen kunnen via hun wortelsysteem een belangrijke invloed uitoefenen op het bodemvochtgehalte. Zeker daar waar de waterbeschikbaarheid gedurende het groeiseizoen beperkt is, kunnen de bomen en het gewas met elkaar in competitie treden voor water, zo bleek uit eerder onderzoek. Anderzijds kunnen de bomen net ook zorgen voor een hogere waterbeschikbaarheid voor het gewas doordat de boomwortels water uit diepere bodemlagen opnemen en nabij het oppervlakte terug vrijgeven. Ook door hun schaduwworp en het creëren van een microklimaat (zie verder) met een hogere luchtvochtigheid kan de evapotranspiratie nabij de bomen dalen waardoor het bodemvochtgehalte hoger blijft. Ten slotte kan ook preferentiële afstroming van regenwater langs de boomstam er voor zorgen dat het bodemvochtgehalte nabij de bomen toeneemt.

Om het effect van een volwassen agroforestry-systeem op de waterhuishouding voor Vlaanderen in kaart te brengen, werd in Vlaanderen onderzoek uitgevoerd op een landbouwperceel met een aanpalende rij volwassen populieren (plantjaar 1969). De bomenrij was bij benadering noord-zuid georiënteerd, hetgeen optimaal is om de schaduwworp op het veld zo beperkt mogelijk te houden. Om het effect van de schaduwworp te onderscheiden van de vochtopname door de boomwortels, werd langsheen een deel van de bomenrij een plastieken barrière van 1.20 meter diep aangebracht tussen de boomwortels en het veld. Op deze manier kon de competitie voor licht onderscheiden worden van de competitie voor water.

Resultaten van dit onderzoek wijzen uit dat zowel competitie voor licht als competitie voor water een duidelijke impact hebben op de gewasgroei en –opbrengst van maïs (2016) en najaarsteelt van bloemkool (2018). De competitie tussen boom en gewas was het sterkst vlak bij de bomenrij, en namen stelselmatig af verder het veld in, tot er op 10 tot 15 meter geen effecten meer waargenomen werden. Voor korrelmaïs in 2016 woog zowel de competitie voor licht als voor water sterk door op de gewasopbrengst. Op 3.5 meter afstand van de bomenrij was de opbrengstdaling 35% wanneer er enkel competitie voor licht was, dit nam toe tot 73% wanneer zowel competitie voor licht en water konden spelen. Voor bloemkool in 2018 blijkt vooral de competitie voor licht sterk doorgewogen te hebben op de koolopbrengst, ook al werd ook hier een sterke verdroging nabij de bomen waargenomen. Competitie voor licht alleen zorgde voor een opbrengstdaling van 80%, bij de combinatie licht en water nam dit nog toe naar 90%. Op 9 meter afstand van de bomenrij waren deze opbrengstdalingen nog in minder mate aanwezig, op 19 meter werden ze niet meer aangetroffen. Competitie voor de nutriënten tussen boom en gewas kon op basis van metingen van minerale N en P uitgesloten worden.

De wateropname van een volwassen bomenrij kan dus leiden tot een significante verdroging in de wortelzone van het gewas nabij de bomen, met voor droogte gevoelige gewassen zoals maïs en bloemkool een opbrengstdaling tot gevolg. Indien het groeiseizoen van gewas en boom grotendeels overlappen, zoals bij korrelmaïs, dan wegen de effecten van competitie voor licht en water ongeveer even zwaar door. Bij een latere teelt in een droge zomer, zoals bloemkool in 2018, bleek vooral de competitie voor licht zwaar door te wegen op de finale koolopbrengst. Naarmate de leeftijd van de bomen toeneemt in een agroforestry-systeem, zal het dus steeds belangrijker worden om te kiezen voor tussenteelten waar het groeiseizoen zo min mogelijk overlapt met dat van de bomen. Bij wintergranen zoals wintergerst en (in mindere mate) wintertarwe wordt een minder sterke opbrengstdaling waargenomen nabij volwassen bomenrijen. Aangezien populier een boomsoort is met een hoge vochtvraag, die bovendien een eerder oppervlakkig wortelpatroon vertoont (de meeste boomwortels op het proefperceel werden aangetroffen tussen 30 en 70 cm diepte), kan ook de keuze voor een boomsoort met een lagere vochtvraag en een diepere doorworteling (bv. walnoot, tamme kastanje, berk) de competitie voor water verminderen.

Meer lezen? Zie ook het projectrapport over de impact van agroforestry op waterhuishouding.

Microklimaat

De aanwezigheid van bomen op het veld heeft verder ook een invloed op temperatuur en op windsnelheid, -richting en -turbulentie. Bomen worden dan ook vaak beschouwd en aangeplant als een buffer tegen extreme temperaturen of als een windscherm.

Windscherm

Individuele hoogstammige bomen, maar vooral lijnvormige hagen, heggen en houtkanten kunnen worden aangeplant als een windscherm. Vooral in open gebieden, bv. de poldervlaktes in Vlaanderen, kunnen deze een belangrijke rol vervullen. Zo zorgt het reduceren van de windsnelheid voor een minder snelle uitdroging van bodem en gewas en voor minder winderosie en/of legering van het gewas, wat op grotere percelen zelf kan leiden tot hogere opbrengsten. Maar een windscherm zorgt ook voor een betere beschutting van dieren met een buitenloop. Zeker kippen en varkens zijn hier erg gevoelig aan.

De efficiëntie van het windscherm hangt af van zijn externe structuur (hoogte, lengte, breedte, oriëntatie, continuïteit en vorm) maar evenzeer van de interne structuur, dat wil zeggen zijn “porositeit”. Die porositeit wordt onder meer bepaald door de soortenkeuze, de afstand tussen de individuele bomen, het aantal bomenrijen in een houtkant en/of het onderhoud (snoei). Een zeer dichte haag heeft bv. een lage porositeit en resulteert in stilstand van de lucht nabij het windscherm, waarbij de volledige luchtstroom over de bomen wordt geleid. Een halfopen heg of houtkant of een bomenrij met ondergroei heeft dan weer een hogere porositeit, waarbij de lucht weliswaar wordt afgeremd maar voor een aanzienlijk deel ook door de houtige structuur wordt geleid.

De omvang van de beschutte zone achter het windscherm is proportioneel aan de hoogte ervan. De beschutting kan merkbaar zijn tot een afstand van 4 tot 30 keer de hoogte van het windscherm, afhankelijk van de porositeit.

Onvoldoende continuïteit in het windscherm, bv. de aanwezigheid van openingen in een houtkant, kan leiden tot (ongewenste) luchtturbulenties omdat de lucht zich concentreert in die gaten en er versnelt.

Tot slot is de efficiëntie van het windscherm doorgaans het grootst wanneer deze loodrecht op de dominante windrichting wordt geplant, tenzij er goede redenen zijn voor een andere oriëntatie, bv. wanneer men specifiek een koude noordenwind wil temperen bij fruitproductie.

Temperatuur

De schaduwwerking van de bomen en de gewijzigde luchtcirculatie beïnvloeden de temperatuur van lucht en bodem op een agroforestry perceel. Het Franse project ‘Parasol’ heeft daar recent in meer detail naar gekeken, vooral met het oog op hittestress bij schapen. De condities die binnen dit project bestudeerd werden zijn vergelijkbaar met die in Vlaanderen, zeker wanneer we de twee meest recente droge en warme zomers in beschouwing nemen.

Resultaten geven aan dat op perceelsniveau de gemiddelde dagtemperaturen niet noodzakelijk verschillen in aan- of afwezigheid van bomen. Anderzijds, wanneer in meer detail naar het dagverloop van de temperatuur gekeken wordt, stelt men vast dat de bomen de meest extreme temperaturen zullen bufferen. Op de warmste uren van de dag is het gemiddeld 3 tot 6 °C koeler op de agroforestry locaties. ’s Nachts stelt men een omgekeerd effect vast, met iets hogere temperaturen onder de bomen. Vanzelfsprekend zijn de exacte effecten afhankelijk van de precieze omstandigheden (boomdensiteit en –leeftijd, ligging en expositie van het perceel, …). Hoewel nog verder te bestuderen, toont dit het potentieel aan om bv. op laagstam- of kleinfruitplantages beter gebufferd te zijn tegen nachtvorst in het voorjaar.

De bodemtemperatuur wordt beïnvloed door de luchttemperatuur alsook door het type bedekking op de bodem. De aanwezigheid van bomen laat een snellere opwarming toe bij aanvang van het seizoen en een frisser klimaat in de zomerperiode.

Meer lezen? Zie ook de website van het project AForClim.

Biodiversiteit

De biodiversiteit in het landbouwlandschap is sterk afhankelijk van de aanwezigheid van (half-)natuurlijke landschapselementen zoals houtkanten, bomenrijen, grasstroken en bosfragmenten. Deze zorgen onder meer voor habitat en schuilplaatsen en kunnen dienst doen als corridor. Door schaalvergroting en mechanisatie is in grote delen van Europa de oppervlakte en het aantal van deze landschapselementen in de 20^ste eeuw echter sterk afgenomen. De toepassing van agroforestry kan een kans bieden om deze trend tegen te gaan door de integratie van bomen als productiecomponent in gewas- en veeteeltsystemen. Daarbij wordt enerzijds een hogere structurele heterogeniteit en aanwezigheid van semi-permanente elementen gerealiseerd zonder in te boeten op vlak van totale landbouwproductie. Een tweede aspect is de hogere plantendiversiteit die ontstaat door enerzijds de aanplant van (op productie gerichte) houtige soorten en anderzijds de bijkomende plantensoorten die in deze houtige stroken een geschikte groeiplaats vinden, hetzij door natuurlijke kolonisatie of doelbewust door een aangepast beheer zoals het inzaaien van soortenrijke kruidenmengsels. Op dezelfde wijze (habitat, corridorfunctie …) profiteren ook tal van diersoorten van de aanplant van agroforestry-systemen. Denk bv. aan vleermuizen die de bomenrijen gebruiken als referentieobjecten om zich te oriënteren, roofvogels die bomen als uitkijkpost gebruiken voor het jagen op knaagdieren, of pollinatoren (bestuivers) die baat hebben bij de toevoeging van boompollen of het inzaaien van bloemenrijke mengsels gericht op het creëren van een brede bloeiboog voor de continue levering van voldoende nectar.

Deze effecten werden in Vlaamse context bestudeerd voor twee functionele groepen arthropoden (geleedpotigen). Hiertoe werd hun aanwezigheid door middel van bodemvallen opgemeten op agroforestry-percelen en percelen begrensd door een bomenrij, in mei en juni van 2015 en 2016. Specifieke aandacht ging naar pissebedden en miljoenpoten omwille van hun rol in de afbraak van organisch materiaal en de daaruit volgende bijdrage aan de nutriëntencyclus. Daarnaast werd de aanwezigheid van loopkevers en kortschildkevers opgevolgd. Deze laatste kunnen beide in belangrijke mate bijdragen tot natuurlijke plaagcontrole. Op jonge alley cropping percelen werd de aanwezigheid en diversiteit van deze soorten vergeleken in de bomenrijen en op verschillende afstanden in de aangrenzende akkerbouwzones. Een gelijkaardige meting werd uitgevoerd nabij oudere populierenrijen die aan de rand van akkerbouwpercelen geplant waren. Bij deze laatste werd bovendien de vergelijking gemaakt met boomloze grasstroken aan de perceelsranden. Deze metingen vonden plaats op percelen waarop in de meetjaren maïs of wintergraan stond. Op die manier werden de effecten van de aanwezigheid van bomenrijen op de arthropoden-diversiteit bestudeerd in functie van afstand tot deze bomenrijen én het aanwezige gewastype.

Zowel voor pissebedden als miljoenpoten blijkt de aanwezigheid van bomenrijen een gunstig effect te hebben op zowel het aantal aanwezige individuen en hun diversiteit aan soorten. Omdat verschillende soorten andere voorkeuren kunnen hebben in types organisch materiaal en manier van afbreken, kan de toegenomen diversiteit een positief effect hebben op de aanwezige afbraakprocessen. De effecten bleken het meest uitgesproken voor pissebedden waarbij een veelvoud aan individuen gevangen werd in de bomenrijen in vergelijking met de boomloze perceelsranden. Dit effect was voorts ook waarneembaar in de akkerbouwzone, in het bijzonder nabij de bomenrijen. In de percelen met wintergraan blijkt dit effect verder uit te strekken dan bij maïs. Naast de aanwezigheid van een beter microklimaat in vergelijking met de relatief barre bodem in maïspercelen is dit wellicht mede te wijten aan de langere tijdsspanne sinds de uitgevoerde perceelsbewerkingen waardoor bij wintergranen meer tijd beschikbaar is voor kolonisatie van de akkerzones vanuit de bomenrijen.

Op het moment van monitoring werden de hoogste aantallen loopkevers en kortschildkevers waargenomen in de akkerbouwzone en de laagste aantallen in de perceelsranden en bomenrijen. Hoewel dit erop kan wijzen dat de overleving en reproductie van deze arthropoden niet negatief beïnvloed werd door de landbouwactiviteiten op de akkerbouwpercelen kunnen deze hogere aantallen het gevolg zijn van een vroegere kolonisatiebeweging vanuit de bomenrijen. Veel van deze predatore soorten zijn namelijk wel degelijk afhankelijk van (semi-)permanente elementen voor overwintering en het volbrengen van hun levenscyclus. De beweging naar de akkerbouwzones in het voorjaar kan daarbij gedreven zijn door bv. de aanwezigheid van hogere prooi aantallen van plaagsoorten. Dit is onderwerp van een vervolgonderzoek waarbij reeds vroeg na de winter een monitoring gestart wordt. De locaties met het hoogste aantal verschillende soorten aan predatore arthropoden werden wel gevonden aan de rand van de akkerbouwzones nabij de bomenrijen.

Meer lezen? Zie ook het projectrapport over de impact van agroforestry op functionele agrobiodiversiteit.

Erosie

Op hellende en erosiegevoelige percelen heeft agroforestry een sterk potentieel om erosieproblemen te reduceren, zowel bovengronds (via de permanente vegetatieve structuur onder de bomen of bomenrijen) als ondergronds (via de beworteling en verbeterde bodemstructuur). Met name die doorworteling en het bodemleven spelen een cruciale rol, waarbij een netwerk van kanaaltjes ontstaat waarlangs het afstromende water kan infiltreren. Op dezelfde manier neemt het waterbergend vermogen van de bodem toe.

Heel wat maatschappelijke kosten kunnen hiermee gereduceerd worden: denk aan de gevolgen van overstromingen maar ook de afvoer van slib dat terecht komt op fietspaden en wegen, in sloten en rivieren, tuinen en zelfs huizen.

De mate waarin agroforestry daadwerkelijk zal bijdragen tot erosiereductie, hangt vanzelfsprekend sterk af van de oriëntatie van de bomenrijen, de boomsoortenkeuze, maar vooral ook de invulling en het beheer van de ondergroei in de boomstrook.

Een bijzondere vorm van agroforestry waarbij sterk wordt ingespeeld op de erosiewerende functie, is de toepassing van ‘contourboslandbouw’. Die term verwijst naar systemen waarbij aan agroforestry gedaan wordt volgens een lijnvormig ontwerp en waarbij de lijnen de contouren van het landschap of het perceel volgen. Een toepassing hiervan kan interessant zijn om neerslagwater gelijkmatig te verspreiden en te laten infiltreren, zodat te natte valleien en droge heuvelruggen vermeden worden. Naast het vermijden van erosie, resulteert dit in een substantieel grotere opslagcapaciteit van water in de bodem, hetgeen een bijzondere troef kan vormen in tijden van langdurige droogte. De basis voor dit systeem wordt gevormd door de aanleg van zogenaamde swales of greppel-berm structuren op het perceel. Een swale bestaat uit een greppel om water te verzamelen, gevolgd door een kleine berm of aardwal heuvelafwaarts er direct naast. Bij contourboslandbouw wordt dan op die berm een meerjarige, houtige vegetatie aangeplant. We herhalen: cruciaal hierbij is dat de swales aangelegd worden parallel met de hoogtelijnen.

In de greppel wordt het afstromende water opgevangen, waarna het kan infiltreren in de bodem. Ook het sediment en de nutriënten die aanwezig zijn in het water kunnen op die manier infiltreren en komen niet in het oppervlaktewater terecht, waar ze zouden bijdragen aan eutrofiëring. Stroomafwaarts van een swale zal het debiet van afstromend water lager zijn, waardoor er minder erosie is. De greppels kunnen ook zodanig zijn aangelegd dat het teveel aan water wordt weggeleid naar een reservoir waar het beschikbaar blijft voor later gebruik.

Meer lezen? Zie ook het projectrapport ‘contourboslandbouw’ op de website Agroforestry Vlaanderen.

Culturele ecosysteemdiensten

Culturele ecosysteemdiensten verwijzen naar de opportuniteiten die ecosystemen bieden op vlak van spirituele en intellectuele verrijking, esthetisch genot, ontspanning en recreatie. Wat betreft de culturele ecosysteemdiensten die mogelijk door agroforestry-systemen kunnen geleverd worden, kunnen de volgende drie types onderscheiden worden:

• Esthetische en belevingswaarde;

• Recreatieve en ruraal-toeristische waarde;

• Informatie- en erfgoedwaarde.

De esthetische en belevingswaarde van een landschap gaat over de mate waarin landschappen door verschillende stakeholders visueel als aangenaam en interessant beschouwd worden. Een studie uit Italië toonde aan dat burgers agroforestry-landschappen hoger waarderen dan standaard-landschappen. In Vlaanderen is er slechts één studie bekend die onderzocht of agroforestry-landschappen hoger gewaardeerd worden op het vlak van esthetische en belevingswaarde. Hiervoor werden foto’s van bestaande standaard-landschappen digitaal aangepast om op een typisch agroforestry-landschap te lijken (zie figuur).

Hierna werd lokale en niet-lokale bewoners gevraagd om de landschappen te scoren op hun totaalwaarde en op hun waarde wat betreft negen individuele criteria, zijnde:

• Openheid,

• Gevarieerdheid,

• Mate van invloed door de mens,

• Hoeveelheid gebruiksfuncties,

• Aantrekkelijkheid van begroeiing,

• Mate waarin het landschap onderhouden is,

• Cultuurhistorische waarde,

• Ecologische waarde,

• Mate waarin het landschap behouden moet blijven.

Agroforestry-landschappen werden beduidend meer geapprecieerd dan overeenkomstige landschappen zonder bomen, wat vooral te wijten is aan criteria zoals gevarieerdheid, aantrekkelijkheid van begroeiing en ecologische waarde. Deze resultaten gelden voor de lokale schaal, een gebied ter grootte van een perceel. Agroforestry-landschappen scoren minder goed op het criterium ‘openheid’, waardoor de vraag rijst hoe agroforestry-systemen op landschapsschaal worden gewaardeerd wanneer ze het dominante landgebruik zouden zijn. Hoewel alle stakeholders agroforestry-landschappen hoger waarderen dan standaard-landschappen is dit voor lokale bewoners minder het geval dan voor niet-lokale bewoners. Dit suggereert een link met het volgende type culturele ecosysteemdienst, namelijk dat de hogere esthetische waarde van agroforestry-landschappen verband houdt met een mogelijks hogere recreatieve en toeristische waarde.

De recreatieve en toeristische waarde van een landschap wordt gedefinieerd als de mate waarin mensen plezier en/of genoegen uit het landschap halen, hetgeen hen ertoe beweegt die landschappen op te zoeken. Het is sterk gelinkt aan de esthetische – en belevingswaarde van een landschap, maar de recreatieve en toeristische meerwaarde moet meer gezien worden als een instrumentele waarde die zou kunnen omgezet worden in een economisch voordeel. Wat betreft agroforestry groeit het besef dat de waarde van zo’n landbouwsysteem niet alleen ligt bij de talrijke milieuvoordelen en de tastbare eindproducten, maar dat agroforestry ook kan leiden tot een aantrekkelijke inkleding van een landbouwbedrijf en het omliggende landschap op een manier die stakeholders ertoe aanzet om dat landschap ‘te consumeren’. Dit kan mogelijk economische voordelen bieden op het vlak van agrotoerisme en rurale recreatie.

De informatie- en erfgoedwaarde van een landschap duidt op de elementen en de structuren die het bevat van vroegere, verdwenen en vergeten praktijken, die tonen hoe de mens met zijn leefruimte omging en hoe hij die organiseerde. Bomen zijn hier bij uitstek getuige van, en in deze context worden agroforestry-systemen vaak als een instrument beschouwd om het traditionele landschap te herstellen. Om te kijken waar agroforestry waardevol zou zijn, werden Vlaamse geschiktheidskaarten ontwikkeld die aangeven of en waar agroforestry een geschikt systeem kan zijn om traditionele landschappen te herstellen. De kaarten zijn boomsoortspecifiek. Het resultaat voor esdoorn wordt weergegeven in onderstaande figuur.

Daarnaast kunnen ook individuele bomen en hagen informatiewaarde hebben wanneer ze met bepaalde tradities kunnen geassocieerd worden. Belangrijke kleine landschapselementen met historische betekenis worden opgenomen in een online inventaris van het landschappelijk erfgoed. Agroforestry-systemen kunnen tenslotte ook kansen bieden voor het behoud van oude rassen en variëteiten, bv. van hoogstamfruit.

Hoewel agroforestry-systemen zelden aangeplant worden puur omwille van hun esthetische en belevingswaarde, recreatieve en agrotoeristische waarde of informatieve en erfgoedwaarde, kan de optelsom van de culturele ecosysteemdiensten geleverd door dit type van landbouwsysteem wel degelijk belang hebben en een verschil maken, zowel voor landbouwer als maatschappij. Culturele ecosysteemdiensten zijn echter een publiek goed waarvoor het niet evident is om de waarde om te zetten in een economisch voordeel dat een stimulans kan bieden aan landbouwers om dit goed te leveren.

Meer lezen? Zie ook het projectrapport over de impact van agroforestry op culturele ecosysteemdiensten.

Gewasopbrengst en LER

Gewasopbrengst

Afhankelijk van de afstand tot de bomenrijen en/of hagen kunnen effecten op gewasopbrengst in de gematigde streken zowel positief als negatief zijn. Op grotere afstand kan de opbrengst hoger zijn door het ontstaan van een gunstiger microklimaat en een beschuttend effect waarbij het gewas bv. minder windstress ondervindt. Exacte waarden voor deze afstand variëren naargelang de omstandigheden, maar in de literatuur werd dit bv. reeds vastgesteld in de zone tussen 2 maal tot 20 maal de boomhoogte. In de nabijheid van bomen is er doorgaans echter sprake van competitie voor licht, water en eventueel nutriënten, wat resulteert in een lagere gewasopbrengst.

Ook in Vlaanderen worden sinds 2015 metingen uitgevoerd nabij populierenrijen van verschillende leeftijden en op (jonge) alley cropping percelen met verschillende boomsoorten. De populierenrijen bevinden zich op de perceelsrand. De opbrengst en kwaliteit van de landbouwgewassen op de aangrenzende akkerbouwpercelen werden steeds bepaald op verschillende afstanden van de bomen (2.5, 5, 10, 20 en 30m). Op basis van de stamdikte van de bomenrijen werden de percelen voor analyse onderverdeeld in 2 groepen: “middeloude percelen” met bomen met diameter kleiner dan 64cm (stamomtrek <200cm) en “oude percelen” met boomdiameter groter dan 64cm (stamomtrek >200cm). Een deel van de perceelsrand was bovendien niet beplant met bomen wat toeliet om op dezelfde afstanden van de rand de opbrengst in reincultuur (zuiver eenjarig gewas) te bepalen. Op de jonge alley cropping percelen ( op moment van meten 2 tot 7 jaar oud) werd op gelijkaardige wijze op verschillende afstanden (2.5, 5 en 12m) van de bomenrijen de opbrengst van de akkerbouwgewassen bepaald.

Op de middeloude en oude percelen met populier bleek de opbrengst van alle gewassen exponentieel te dalen naarmate men dichter bij de bomen komt. Dit effect was wel (sterk) afhankelijk van zowel de grootte van de bomenrijen als het type landbouwgewas. Zo was de opbrengst van korrelmaïs, kuilmaïs, aardappel en wintertarwe respectievelijk 68, 64, 69 en 35 % lager op een afstand van 2.5 m van de middeloude populieren dan op een afstand van 30 m van de bomen. Nabij de oude populierenrijen bedroegen deze opbrengstreducties respectievelijk 74, 96, 73, 41 en 20 % voor korrelmaïs, kuilmaïs, aardappel, wintertarwe en wintergerst. Indien de totale zone tussen 2.5 en 30 m van de populierenrijen wordt beschouwd, daalde de opbrengst in deze zone nabij de middeloude populieren met respectievelijk 22, 14, 24 en 1 % voor korrelmais, kuilmaïs, aardappel en wintertarwe in vergelijking met dezelfde zone naast de boomloze perceelsrand. Nabij de oude populierenrijen bedroegen de opbrengstreducties in deze zone respectievelijk 26, 43, 28, 28 en 9 % voor korrelmaïs, kuilmaïs, aardappel, wintertarwe en wintergerst.

Op de jonge alley cropping percelen werden eveneens lagere gewasopbrengsten waargenomen dichter bij de bomenrijen voor kuilmaïs, aardappel en wintertarwe (respectievelijk 16, 21 en 17 % lager op 2.5m afstand dan op 12 m). Dit was echter niet het geval voor wintergerst en korrelmaïs. Op de jongste percelen bleek de opbrengst van korrelmaïs zelfs beperkt (niet-significant) hoger nabij de bomenrijen. Een gelijkaardige trend werd ook reeds in buitenlands onderzoek waargenomen in een alley cropping perceel met jonge notelaars (3 jaar) en is wellicht te wijten aan de hogere lichtbeschikbaarheid in de buitenste maïsrijen en de mogelijk lagere competitie voor vocht met naburige maïsrijen terwijl de jonge (kleine) boomcomponent nog geen noemenswaardige competitie uitoefent. Hoewel de meetresultaten naast de populieren aangeven dat maïs in oudere agroforestry-percelen dus best vermeden wordt in de gewasrotatie, geeft bovenstaande aan dat de teelt van dit gewas in jonge agroforestry-percelen zelfs voordelig (hogere opbrengst) kan zijn.

Uit bovenstaande blijkt dat de grootste opbrengstverliezen in akkerbouwgewassen worden waargenomen nabij de oudste bomenrijen en in het bijzonder voor maïs en aardappelen. Reducties in opbrengst van wintertarwe en vooral van wintergerst zijn daarentegen beperkter. Deze relatief grote verschillen naargelang gewastype zijn in hoofdzaak te verklaren door de verschillende overlap in groeiseizoen tussen deze gewassen en de boomcomponent. Maïs en aardappelen (alsook bv. suikerbiet) worden beide in het voorjaar/lente gezaaid/gepoot. Het groeiseizoen van deze gewassen verloopt dus in belangrijke mate parallel met dit van de aanwezige bomen, wat tot sterke competitie voor licht, water, etc. kan leiden. Dit in tegenstelling tot wintergranen, die in het najaar gezaaid worden en dus een groot deel van hun gewasgroei kunnen volbrengen voor de start van het groeiseizoen van de boomcomponent. Daarnaast is maïs een C4 gewas en treedt lichtverzadiging dus later op in vergelijking met C3 gewassen zoals bv. wintertarwe. Bijgevolg is de groei van maïs sterker onderhevig aan de negatieve effecten van beschaduwing die voorkomt nabij de bomenrijen.

Hoewel geen metingen op grasland werden uitgevoerd binnen dit project, blijkt dat ook hier de aanwezigheid van een jonge boomcomponent doorgaans geen tot weinig effect te heeft op de opbrengst. Dit in tegenstelling tot mature bomen, waarbij opbrengstreducties tot ca. 1/3 werden waargenomen onder populieren vanaf 30 jaar oud (uiteraard mede bepaald door de boomdensiteit).

Gewaskwaliteit

Niet alleen de gewasopbrengst maar ook de kwaliteit van de oogst kan beïnvloed worden door de aanwezigheid van bomen. Bij de metingen op bovengenoemde percelen in Vlaanderen bleken effecten op gewaskwaliteit meestal vrij beperkt te zijn. In geval van aardappel werd enkel naast de oudste bomenrijen een noemenswaardig effect waargenomen waarbij het DS% (droge stof) en OWG (onderwatergewicht) significant lager waren en de fractie aardappel met diameter < 35mm groter was. Ook bij maïs werden effecten voornamelijk nabij de oudste bomenrijen waargenomen: een lager DS% en gehalte aan ruw eiwit en zetmeel nabij de oudste bomen in geval van kuilmaïs en een hoger DS% nabij de oudste bomen in geval van korrelmaïs. Voor wintergraan werden vrij eenduidige trends waargenomen doorheen de verschillende omvangsklassen van de bomen waarbij een hoger Ruw Eiwitgehalte en een lager DS% werd gemeten nabij de bomen. Dit laatste kan voor een deel ook het gevolg zijn van een gebrekkige verdamping van nachtelijke dauw. Hoewel bij de metingen ’s middags gestart werd met oogsten, is het in de praktijk wellicht aangeraden pas later in de namiddag te oogsten om dit tegen te gaan. Daarnaast werd ook visueel een latere afrijping van wintergraan nabij de bomen vastgesteld. In agroforestry-percelen waar de bomen op beperkte afstand van elkaar staan zal de oogstdatum bijgevolg wellicht ook iets later vallen in vergelijking met reinculturen. Op silvopastorale percelen moet onder invloed van beschaduwing vooral rekening gehouden worden met een mogelijke wijziging in de botanische samenstelling van het grasland alsook met moeilijkheden bij het maaien door de aanwezigheid van takval en het mogelijk heterogener en trager drogen van het maaisel.

Land Equivalent Ratio (LER)

Zoals hiervoor beschreven, is de opbrengst van de landbouwgewassen in een agroforestry-systeem vaak lager dan in reincultuursystemen. Dit is weliswaar afhankelijk van tal van factoren zoals de gebruikte gewastypes, boomleeftijd, plantafstanden, etc. Deze lagere gewasopbrengsten zullen echter minstens gedeeltelijk gecompenseerd worden door de opbrengst van de boomcomponent die als integraal deel van de landbouwproductie beschouwd kan worden. Hoewel er competitie kan optreden tussen beide teeltcomponenten hebben de bomen/struiken door de diepere beworteling in zekere mate ook toegang tot water en nutriënten die voor het landbouwgewas ontoegankelijk zijn. Zoals hiervoor vermeld, is er bij combinatie van wintergraan met bv. walnoot slechts een relatief beperkte overlap in groeiseizoen waarbij wintergraan reeds in het najaar zijn groeicyclus start terwijl het groeiseizoen van de walnoten nog verder doorloopt na de oogst van het graan. Zodoende kan op hetzelfde perceel als het ware een langer groeiseizoen gerealiseerd worden. Op die manier zal de totale biomassaproductie op een agroforestry-perceel doorgaans hoger zijn dan in reinculturen.

Een vaak gebruikte waarde om deze verhouding in productie-efficiëntie tussen agroforestry- en reinculturen aan te geven is de Land Equivalent Ratio of LER. Een LER waarde van 1 geeft aan dat beide systemen eenzelfde productie hebben, een waarde lager dan 1 betekent een productieverlies in het agroforestry-systeem in vergelijking met de reincultuur en een waarde hoger dan 1 betekent een productiewinst. In de literatuur liggen LER-waarden voor de gematigde streken vaak tussen 1 en 1.4. Op basis van bovengenoemde opbrengstmetingen werd een LER-waarde voor een virtueel akkerbouwsysteem met populier berekend onder Vlaamse condities. Bij een gangbare rotatie met maïs, aardappel en wintergraan bedroeg de daling in biomassaproductie van de akkerbouwgewassen over de volledige rotatie van de boomcomponent (25 jaar) circa 15.5%. Deze werd meer dan gecompenseerd door de biomassaproductie van de populieren waardoor een LER-waarde van 1.06 bekomen werd. Indien een rotatie wordt gebruikt met gewassen die beter compatibel zijn met bomen, zoals wintergranen, steeg deze waarde tot 1.12. Ter vergelijking: in andere studies werden LER waardes van 1.3 tot 1.6 berekend.

Meer lezen? Zie ook het projectrapport over de impact van agroforestry op gewasopbrengst en -kwaliteit.