Wageningen, The Netherlands
July 27, 2023
Rain, sun, hail and wind are part and parcel of crop trials in open fields. But extreme weather can affect the results of a trial. Gerard Derks and Joep Laan of Unifarm's Outdoor Cultivation Department do everything they can to give the crops whatever they need. How do they go about it?
‘We had weeks of taking it easy, and then it was a race against time,’ is how Gerard Derks and Joep Laan sum up the spring of this year. Along with two other colleagues, they manage the 20 to 25 people who look after the Unifarm experimental farm located at the Wageningen campus. Initially, the persistently wet fields meant the whole team were twiddling their thumbs, because the crops for WUR trials and external clients couldn’t be planted yet. When the rain stopped, it was finally time to start sowing and planting. ‘Everything had to happen at once. We were working around the clock, but we made it,’ says Derks, surveying the crops.
The wet spring was immediately followed by a long period of hot and dry weather, which soon meant the crops weren’t getting enough rain. With the soil drying out, it was difficult for the young plants to establish root systems. This meant the Unifarm team were also extra busy with watering the trial fields, on top of all the sowing and planting. The trial fields cover about 30 hectares out of the 250 hectares of arable land managed by Unifarm. And whether they’re using sprinklers or applying water in other ways, the team often have to use a tailor-made approach because each trial field is different.
Workload peaks
Extreme weather, such as drought and excessive rainfall, is becoming more and more common due to global warming. Derks and Laan are noticing the difference too, as weather extremes cause peaks in their own workload. It means they have to deploy the whole team at the same time to ensure that crops are sufficiently watered, for example, or to get the sowing and planting done. Derks and Laan sometimes work long days and also work on weekends when necessary. ‘But that's just part of farming,’ they say.
We watered often, but not all the plants made it.
Joep Laan
Derks and Laan walk to a field with strips of pumpkin plants and maize stalks. It’s a trial to see how different varieties of pumpkin plants grow when combined with maize in the same field. ‘Some of those plants have limp leaves,’ Laan points out. ‘That tells us they were struggling right after they were planted out. We watered often, but not all the plants made it.’ The less successful plants were those that were exposed to the sun pretty much all day, while the plants located in the shade of the rows of maize did better. In those spots, the soil doesn’t dry out as fast.
Influence on experiments
‘It can sometimes be a challenge to keep the plants alive,’ Laan continues. ‘Drought can have a huge impact on the trials.’ It’s very rare for a trial to fail because of this, but researchers conducting trials at Unifarm do need to take it into account when analysing their results. In most trials, researchers want to test something under “normal” conditions. Laan and Derks therefore create those conditions by making sure the plants get enough water during dry periods. But it’s almost impossible to totally prevent any damage.
In some trials, drought isn’t a problem. Those trials are about investigating the difference in yield between irrigated and non-irrigated fields. Or the crop in the trial might be one that is very tolerant of drought, such as quinoa. Laan and Derks pause at a trial involving a mix of different varieties of quinoa. ‘Quinoa is becoming more popular in the Netherlands,’ says Laan. ‘Not just because people like to eat it, but also because it’s an interesting crop for growers to consider if there’s a growing likelihood of extreme drought.’
Tight planning
However, only a minority of trials are unaffected by drought. Derks and Laan make clever use of a range of tools to ensure the success of as many trials as possible. Each crop has specific needs and every field is designed in a specific way. But coping with drought is mostly about efficiency. So it’s not just about preventing drought damage in every trial, but also about optimising your use of people and tools. That takes a lot of planning.
There are water points all over Unifarm’s fields where groundwater can be pumped up from about 60 metres below the surface. Thick, 100-metre hoses lie coiled and ready to be brought to these points whenever crops need spraying. ‘During those dry weeks, they were constantly in use. ‘We had elaborate schedules to ensure that all the fields were supplied with water to the best of our ability,’ explains Laan.
Efficient watering
On many plots, Derks and Laan use sprinklers that spray water around, just as most farmers do. It’s a cheap method, but it’s not very efficient, because some of
the water evaporates or blows away before the crop has had a chance to absorb it.
The team therefore also has access to other types of sprinklers. These are used
for specific trials.
During droughts, our colleagues spend all day moving these systems around. It’s quite labour-intensive.
Gerard Derks
In a potato field, for example, a 34-metre-wide sprinkling system drives across the rows of plants. In a trial featuring grass at different cutting lengths, only one half is being watered, using a smaller system that waters the grass evenly. ‘During droughts, our colleagues spend all day moving these systems around,’ says Derks. ‘It’s quite labour-intensive.’ Other trials at Unifarm use drip irrigation, where a hose placed alongside each row of plants provides the exact amount of the required water and nutrition.
Extreme rainfall
Periods of drought are often followed by intense rain, sometimes including hail and gusts of wind. On one occasion, a foil tunnel with plants growing in it was damaged beyond repair. ‘Twice in the past four years, that entire tunnel has become airborne,’ says Derks. ‘For the 15 years before that, there was never a problem.’ There’s now a windbreak to protect the tunnel from gusts of wind. ‘This year, the storms were not too bad here, but the trial site in Lelystad was less fortunate. Several trees were blown over there, on trials that were actually researching the effect of trees on arable farming,’ says Laan.
Derks and Laan are now planning to spend some time focusing on water retention, because heavy rainfall can sometimes be followed by another period of drought. ‘Water runs off too quickly here,’ says Laan, indicating to the west. Running from east to west, the land at Unifarm slopes down by at least a few metres. Retaining water in the dry soil can help to provide moisture to crops for longer, thus preventing damage. The plan is to build retention weirs at several places to stop water before it flows away. ‘In the past, water needed to be able to drain away quickly, but now we also want to be able to retain it,’ says Laan.
Providing certainty
Years of experience has taught Derks that every innovation opens up the possibility of more trials. When he started 40 years ago at one of Unifarm’s predecessors, he was happy just to acquire a pump and a few pipes. ‘Now there’s a whole network of underground pipes. You need to be sure that certain trials can
succeed, even under extreme weather conditions.’ ‘But if we have to deal with
an irrigation ban, that’ll really be a challenge,’ says Laan.
Extreem weer op Unifarm, hoe houd je zoveel gewassen nat of droog genoeg?
Regen, zon, hagel en wind horen bij proeven met gewassen in het open veld. Maar extreem weer kan de resultaten van een proef beïnvloeden. Gerard Derks en Joep Laan van de afdeling Vollegrond van Unifarm spannen zich tot het uiterste in om de gewassen te geven wat ze nodig hebben. Hoe gaan zij te werk?
‘Wekenlang konden we achterover leunen en daarna was het racen tegen de klok’, vatten Gerard Derks en Joep Laan het afgelopen voorjaar samen. Met nog twee collega’s sturen zij 20 tot 25 mensen aan die de akkers verzorgen van het proefbedrijf Unifarm op de Wageningse campus. Eerst moest het hele team duimendraaien toen de akkers nat bleven. Gewassen voor WUR-proeven en voor externe klanten, konden daardoor nog niet de grond in. Toen de regen ophield, begon eindelijk de zaai- en planttijd. ‘Alles moest tegelijk gebeuren. We hebben ons een slag in de rondte gewerkt, maar het is gelukt’, vertelt Derks tussen de gewassen.
Het natte voorjaar werd direct gevolgd door een lange periode met warm en droog weer, waardoor al snel een neerslagtekort ontstond. Voor de jonge plantjes was het moeilijk wortelen in de uitdrogende grond. Behalve met zaaien en planten waren ze bij Unifarm daardoor ook extra druk met het bewateren van de proefvelden. Die beslaan samen grofweg 30 hectare, van de in totaal 250 hectare aan akkerland die Unifarm groot is. En dat sproeien - of op andere manieren water geven - is vaak maatwerk, want het ene proefveld is het andere niet.
Pieken in het werk
Extreem weer, zoals droogte en overvloedige regenval, komt steeds vaker voor door de opwarming van het klimaat. Ook Derks en Laan merken het verschil, want pieken in het weer betekenen ook pieken in het werk. Alle collega’s tegelijk inzetten om de gewassen voldoende te beregenen, bijvoorbeeld, of om te zaaien en te planten. Derks en Laan maken soms lange dagen en werken in het weekend door als dat nodig is. ‘Maar dat hoort er ook gewoon bij in de landbouw’, vinden ze.
We hebben vaak water gegeven, maar niet alle planten hebben het gered.
Joep Laan
Derks en Laan lopen naar een veld met stroken pompoenplanten en maisstengels. Het is een proef hoe verschillende soorten pompoenplanten groeien in combinatie met mais op hetzelfde veld. ‘Sommige van die planten hebben slappe bladeren,’ wijst Laan. ‘Daaraan zie je dat ze het moeilijk hadden direct na het uitplanten. We hebben vaak water gegeven, maar niet alle planten hebben het gered.’ De uitvallers stonden vrijwel de hele dag in de volle zon, terwijl de planten in de schaduw van de rijen mais meer succes hebben. Daar droogt de grond minder snel uit.
Invloed op experimenten
‘Het is soms een uitdaging om de planten in leven te houden’, gaat Laan verder. ‘Droogte kan een enorme invloed hebben op de proeven.’ Het gebeurt bijna nooit dat een proef daardoor mislukt, maar onderzoekers die hun proef bij Unifarm doen, moeten er wel rekening mee houden bij het analyseren van hun resultaten. Bij de meeste proeven willen onderzoekers iets testen onder “normale” omstandigheden. Daarom creëren Laan en Derks die omstandigheden door voldoende te beregenen in droge periodes. Maar schade helemaal voorkomen is bijna onmogelijk.
Bij sommige proeven is droogte geen probleem. Die draaien om het verschil in opbrengst tussen wel en niet beregende veldjes. Of het te testen gewas kan juist goed tegen droogte, zoals quinoa. Bij een proef waar Laan en Derks even stilstaan, zijn verschillende rassen van quinoa met elkaar gemengd. Laan: ‘Quinoa wint aan populariteit in Nederland. Omdat mensen het graag eten, maar óók omdat het voor telers een interessant gewas is als de kans op extreme droogte toeneemt.’
Strakke planning
Proeven die geen hinder van droogte ondervinden, zijn echter in de minderheid. Om zoveel mogelijk proeven te laten slagen, zetten Derks en Laan allerlei middelen op een slimme manier in. Elk gewas heeft specifieke behoeften en elk veld heeft een eigen inrichting. Maar bij droogte draait het vooral om efficiëntie. Dus niet alleen: hoe voorkom je bij elke proef schade door droogte? Maar ook: hoe zet je daarbij de middelen en mensen zo optimaal mogelijk in? Dat vergt veel planning.
Overal op de velden van Unifarm zijn aftappunten waar het grondwater van zo’n zestig meter diep omhoog te pompen is. Dikke slangen met een lengte van honderd meter liggen opgerold klaar om naar zulke punten toe te brengen als sproeien nodig is. ‘In die droge weken waren ze continu in gebruik. We hadden uitgebreide schema’s om ervoor te zorgen dat alle velden zo goed mogelijk voorzien werden van water’, legt Laan uit.
Efficiënt bewateren
Op veel percelen maken Derks en Laan gebruik van sproeiers die het water in het rond spuiten, zoals ook de meerderheid van de boeren doet. Die methode is goedkoop, maar weinig efficiënt doordat het water voor een deel al verdampt of wegwaait voordat het gewas het heeft kunnen opnemen. Daarom heeft het team ook de beschikking over andere sproeiers. Die zetten ze in voor specifieke proeven.
Tijdens droogte zijn collega’s de hele dag verschillende installaties aan het verzetten. Dat is best arbeidsintensief.
Gerard Derks
Op een aardappelveld rijdt bijvoorbeeld een sproei-installatie van 34 meter breed over de rijen met planten. Bij een proef met gras op verschillende maaihoogtes wordt maar één helft besproeid, door een kleinere installatie die het gras gelijkmatig bewatert. Derks: ‘Tijdens droogte zijn collega’s de hele dag verschillende installaties aan het verzetten. Dat is best arbeidsintensief.’ Weer andere proeven bij Unifarm maken gebruik van druppelirrigatie, waarbij een slang langs elke rij planten precies de gewenste hoeveelheid water en voeding geeft.
Extreme buien
Na een periode van droogte volgen vaak harde buien, soms met hagel en windstoten. Een folietunnel waaronder planten groeien, raakte onherstelbaar beschadigd. Derks: ‘De hele tunnel is de afgelopen vier jaar al twee keer de lucht in gevlogen. In de vijftien jaar daarvoor was er niets aan de hand.’ Nu staat er een windscherm om de tunnel te beschermen tegen windvlagen. ‘Dit jaar viel het hier mee met de stormen, maar op de proeflocatie in Lelystad was dat anders. Daar waaiden een aantal bomen om, juist bij proeven waar werd gekeken naar het effect van bomen op akkerbouw’, zegt Laan.
Derks en Laan gaan de komende tijd aan de slag met het vasthouden van water. Na een harde bui kan namelijk weer een periode van droogte komen. ‘Het water loopt hier te snel weg’, wijst Laan in westelijke richting. Het verval is zeker een paar meter van het oosten naar het westen van Unifarm. Water vasthouden in de droge bodem helpt dan om de gewassen langer van vocht te voorzien en zo schade te voorkomen. Het plan is om op verschillende plekken stuwen te bouwen die water tegenhouden voordat het wegstroomt. Laan: ‘Vroeger moest water snel weglopen, nu willen we het ook kunnen vasthouden.’
Zekerheid bieden
Met elke innovatie zijn er meer proeven mogelijk, weet Derks uit jarenlange ervaring. Toen hij veertig jaar geleden begon bij één van de voorlopers van Unifarm, was hij al blij met de komst van een pomp en een paar buizen. ‘Nu ligt hier een heel netwerk aan buizen onder de grond. Je moet er zeker van zijn dat bepaalde proeven kunnen slagen, ook bij extremer weer.’ ‘Alleen als we te maken krijgen met een beregeningsverbod’, zegt Laan, ‘dan wordt het écht een uitdaging.’
Topics
Species
