Joy Adiele

Er bestaan veel studies die het belang van cassave voor voedselzekerheid en economische groei onderstrepen. Desondanks is onbekend hoeveel cassave in potentie kan opbrengen; de huidige gemiddelde opbrengsten per hectare zijn al gedurende vele jaren laag. Bemesting zou de productiviteit van cassave enorm kunnen verhogen, zoals aangetoond door de grote opbrengsten die met bemestingen zijn behaald in Zuid-Amerika, Azië en Australië. Om dit te testen in de context van West-Afrika (WA) is er een tweejarige studie gedaan op velden van boeren tussen 2016 en 2018. De onderzoeksvelden bevonden zich in drie agro-ecologische zones (AEZs) in Nigeria (regenwoud – Cross River State, overgangsregenwoud – Edo State, en Guinea savanne – Benue State). Als behandelingen zijn de meststoffen N, P, K, secundaire en micronutriënten in verschillende hoeveelheden en combinaties gegeven aan cassave cultivar TME 419. De respons van cassave op de N, P en K gift was groot in elk van de AEZs, en de hoogste gemeten wortelopbrengst was 35 t droge stof ha-1. De nutriëntenterugwinning en de productie namen toe wanneer er meer K werd gegeven, in combinatie met grote hoeveelheden N en P. Deze resultaten tonen aan dat de agronomische en de fysiologische gebruiksefficiëntie van nutriënten hoger is voor cassave dan voor granen. Dat betekent dat het risico op nutriëntenverliezen naar het milieu lager is voor cassave dan voor granen, maar dat er wel een risico is op bodemverarming door de relatief grote nutriëntenopname, met name als stengels en bladeren van het veld gehaald worden.

De gerealiseerde opbrengsten van cassave waren hoger dan die gemeten in eerdere experimenten en simulaties in gewasmodellen. Dit betekende dat de gewasparameters in simulatiemodellen opnieuw gekalibreerd moesten worden. Dit is gedaan voor het LINTUL-Cassava model aan de hand van de data uit 2016 van het experiment in Edo, waar wij ook gegevens hebben verzameld over de lichtonderschepping, de lichtbenuttingsefficiëntie en de verdeling van assimilaten over de plantorganen van cassave onder optimale omstandigheden. De voorspellingkracht van het model is vervolgens getest met de data van de andere experimenten. Gedurende het groeiseizoen was de gemiddelde gemeten benuttingsefficiëntie van onderschept licht in fotosynthetisch actieve golflengten 2.8 g DM MJ-1, de licht extinctiecoëfficiënt (k) 0.67, en de gemiddelde lichtonderschepping 80%. Deze waarden waren groter dan eerder gerapporteerd voor cassave. Met gekalibreerde parameters kon het LINTUL-Cassava model de cassave-opbrengsten aan het eind van het groeiseizoen onder water-gelimiteerde condities nauwkeurig berekenen.

Er is slechts beperkt informatie beschikbaar over de nutriëntenopname en -verdeling door cassave gedurende de groeicyclus, met name onder West-Afrikaanse condities. Deze kennis is echter noodzakelijk om de nutriëntengift aan te kunnen passen aan de variërende vraag van cassave, om daarmee nutriëntentekorten en -overschotten te voorkomen. We onderzochten daarom hoe nutriëntenopname van cassave afhing van de nutriëntengift en kwantificeerden de verdeling van N, P en K over de plantorganen en bepaalden daarmee verdunningscurves en indicatoren voor de nutriëntenstatus in cassave. De verdunning van nutriënten was groter voor cassave dan voor de meeste andere gewassen. Met deze gegevens kunnen gewasmodellen verbeterd worden om beter te begrijpen hoe gewasgroei afhangt van de beperkte beschikbaarheid van nutriënten en water, onder diverse omstandigheden, om daarmee onder andere de bemesting van cassave verder te optimaliseren.

De huidige dynamische gewasgroeimodellen voor veldgewassen zijn nog niet in staat om de interacties tussen de beschikbare nutriënten in de bodem en de nutriëntenvraag van een gewas gedurende een groeiseizoen mee te nemen. Met de kennis opgedaan in deze studie, betreffende de gewasvraag naar N, P en K en de opnamepatronen onder verschillende omstandigheden en bemestingsregimes, is een simulatiemodel ontwikkeld: LINTUL-Cassava-NPK. Dit is een dynamisch gewasmodel dat de potentiële en de door water en nutriënt gelimiteerde groei en opbrengst van cassave simuleert. Daarnaast schat het model de gewasopname van N, P en K. Deze schattingen van nutriëntenopname en wortelopbrengsten kwamen goed overeen met de gemeten waarden in de proeven. De resultaten van het model geven aan dat er meer N nodig is aan het begin van het groeiseizoen, en dat er meer K nodig is in een later stadium voor maximale groei en minimaal nutriëntenverlies. Het LINTUL-Cassava-NPK model draagt bij tot een beter begrip van de variaties in zowel de opname en de benuttingsefficiëntie van de gegeven N, P en K door cassave in verschillende gebieden en seizoenen. Het model dient nog verder getest te worden, met name onder diverse condities van waterlimitatie.

Om de cassave-opbrengsten te verhogen is grondig inzicht nodig in de factoren die de gewasgroei beperken. Voor een goede opbrengst is een optimale plantdichtheid en een goede grondbewerking nodig, bijvoorbeeld door het telen van cassave op ruggen. De initiële loofontwikkeling van cassave gaat normaal gesproken traag, het duurt ongeveer 80 dagen om een bladindex van één te bereiken. Dit maakt dat cassave in het nadeel is in de competitie met onkruiden om licht, water en nutriënten. In onze studie werd een veel hogere bladindex bereikt die gedurende het seizoen op een voldoende niveau werd gehandhaafd voor goede gewasgroei in Edo en Cross River. Een goede landbewerking, gebruik van hoogwaardig plantmateriaal van verbeterde cultivars met een optimale plantdichtheid en gebalanceerde bemestingsgiften kan vroege groei stimuleren, waardoor het gewas het veld snel bedekt. Cassave wordt vaak geteeld door boeren met beperkte middelen op arme gronden. Veel boeren zijn ervan overtuigd geraakt dat het niet nodig is om cassave te bemesten omdat cassave groeit op arme gronden waar andere gewassen falen. Bemestingsproeven met kleine bemestingsgiften resulteerden in een slechte respons, doordat er vaak een ongebalanceerde N, P en K bemesting werd gegeven met een relatieve overmaat aan N. Onze resultaten laten zien dat een te kleine gift van K leidt tot een slechte opbrengstrespons van cassave op N. Een gebalanceerde nutriëntengift met voldoende N, P en K gaf een positieve synergistische interactie met extra opbrengst, door een continuerende groei in de periode met weinig regen terwijl de nutriëntopname in de drogere periode beperkt was.

Verbeterde teeltmethoden die zowel de nutriëntenbenutting als de gewasproductie verbeteren zonder nadelige effecten op de langere termijn zijn essentieel: opbrengstverhoging is de sleutelstrategie voor voedselzekerheid. Onze resultaten laten zien dat het mogelijk is om met cassave een hoge benuttingsefficiëntie van de gegeven bemesting te halen bij grote giften, mits de gewasvraag veel groter is dan het aanbod van beschikbare nutriënten in de bodem en de groeiomstandigheden gunstig zijn. De agronomische efficiëntie en terugwinningsefficiëntie van de gegeven meststoffen was in de proeven in Benue laag ten opzichte van de proeven in Cross River en Edo. Dit geeft aan dat de bemestingsgiften aangepast moeten worden aan de groeiomstandigheden en de potentiële productie van de locatie. De huidige teeltmethoden voor cassave in WA, inclusief Nigeria, dragen bij aan de lage opbrengsten. In de praktijk hangt het tijdstip van planten af van de start van het regenseizoen. Inzichten uit onze studie laten zien dat een dergelijke strategie met planten in de periode van april tot juni en een oogst na 12 maanden leidt tot groeivertraging tijdens de periode van wortelvulling door droogte en een verminderde opbrengst door de korte groeiperiode na de droogteperiode. Zonder beregening geeft een later tijdstip van planten in het midden van het regenseizoen (augustus-september) een adequate eerste groei en een periode van sterke groei na de droogte met een hogere lichtbenutting als het gewas 7-8 maanden in het veld staat. Deze strategie geeft het gewas voldoende tijd om te herstellen van de droogte en daardoor een hogere opbrengst, zoals we hebben waargenomen in het groeiseizoen van 2016 in Benue.

Resultaten van mijn studie verbeterden het LINTUL-Cassava model onder water-gelimiteerde condities en vormden de empirische basis en een theoretische fundering van nutriëntbeperkte gewasgroeimodellering. Het LINTUL-Cassava-NPK model geeft inzicht in de interacties tussen N, P en K bemestingen en de optimale bemestingsmomenten in het groeiseizoen. Dit is belangrijk omdat hiermee de nutriëntverliezen beperkt kunnen worden bij een verbeterde gewasopbrengst, door de juiste hoeveelheid meststoffen op het goede moment toe te dienen. De verkregen inzichten kunnen de adviezen ter ondersteuning van de cassaveteelt ondersteunen en verbeteren. Cassave met hoge opbrengsten kan een sleutelrol spelen om aan de groeiende toekomstige vraag naar voedsel en landbouwproducten te voldoen vanwege de hoge nutriëntefficiëntie en een grote energetische waarde van cassavewortels. Bij een beperkte N-beschikbaarheid geeft cassave veel meer energie per kg gegeven N dan mais. Cassave wordt in Nigeria vooral geteeld voor de eigen markt. De verwachtingen voor een toenemende cassaveproductie zijn veelbelovend, omdat door de productie en export van hoogwaardige cassavezetmeel en chips buitenlandse valuta worden verdiend en de rurale en economische ontwikkelingen worden versneld. De sterke respons op bemesting laat zien dat de Nigeriaanse economie nog sterk zou kunnen verbeteren door een verhoogde productie en verwerking van cassave. Cassave kan als grondstof dienen voor een reeks aan producten waarmee zowel de binnen- als buitenlandse vraag vergroot wordt, en kan bijdragen aan economische groei en de lang nagestreefde transformatie in de landbouw van Nigeria.