Aanpakken van water stress in banaan-gewassystemen: evaluatie van het AquaCrop computer simulatie model voor bananenplantages

Banaan (Musa spp.) is een van de meest geproduceerde gewassen in de wereld en het belangrijkste fruitgewas. De grootste stress in de bananenproductie is watertekort. Een goed irrigatiebeheer is cruciaal, en gewasmodellen die de groei van bananenplantages en hun bodemvochtdynamiek simuleren kunnen daarbij helpen. Deze thesis tracht het AquaCrop model te calibreren voor het simuleren van de groei van bananenplantages in de eerste twee groeicycli.

Een veldexperiment werd opgezet in Arusha, Tanzania waarbij twee cultivars: Mchare-Huti Green Bell (HG) en Cavendish-Grande Naine (GN) werden onderworpen aan twee irrigatieregimes: optimale druppelirrigatie (full irrigation, FI) en regen-gevoede productie (rainfed, RF). Bodemvochtgehaltes (Soil water content, SWC) werden dagelijks opgevolgd met tijdsdomeinreflectometrie-sensoren. Bodemvocht in de FI behandeling bleef gedurende het hele experiment nabij veldcapaciteit, terwijl bodemvocht in de RF behandeling de seizoenale variatie in neerslag volgde. Plantgroei werd opgevolgd in termen van fenologie (bloei en oogsttijdstip), bodembedekkingsgraad (Canopy Cover,CC), bladoppervlakte-index (Leaf Area Index, LAI), biomassa (B) en trosopbrengst (Yield, Y). Irrigatie versnelde fenologie en verbeterde groei en opbrengst in het veld. CC toonde bovendien een dagelijks patroon, ten gevolge van bladvouwing, onder een grote verdampingsvraag. Dit patroon werd versterkt onder toenemende vochtstress.

Regressie-modellen werden vervolgens opgesteld om B op niet-destructieve wijze te monitoren over de tijd (bovengrondse vegetatieve biomassa (ABGVD) en ondergrondse cormus biomassa (cormD)) en Y te voorspellen alvorens planten oogstrijp waren. Pseudostamvolume was een goede predictor voor ABGVD, maar niet voor cormD, waarschijnlijk door diens ondergrondse positie. Modellen verschilden niet tussen irrigatieregimes. Pseudostam volume bij bloei bleek een goede predictor om vers trosgewicht te voorspellen, waarbij modellen verschilden tussen irrigatieregimes.

Het AquaCrop model werd nadien gecalibreerd voor het modelleren van (1) de eerste twee groeicycli van banaan en (2) druppelirrigatie, op basis van fenologie, CC, SWC, B en Y data van GN. Afgaande op statistische indicatoren en grafische analyse, bekwamen we een goede simulatie van alle gesimuleerde parameters in RF en FI behandelingen over de twee groeicycli. Door gewascycli achtereenvolgens te simuleren is er aldus een nieuwe stap gezet voor het simuleren van meerjarige gewassen in AquaCrop. Jonge en hernieuwde plantages, gekarakteriseerd door smalle bloei- en oogsttijdstippen, kunnen gebruik maken van het AquaCrop model, en de gekalibreerde gewasparameters in ons onderzoek (aangepast aan lokale omstandigheden) als leidraad gebruiken voor simulaties. AquaCrop calibratie met verschillende cultivars, irrigatiesystemen, in verschillende regios, over verschillende jaren en onder bijkomende nutrientstress is nodig in toekomstig onderzoek. Inzichten voor het modelleren van volwassen plantages (die verschillen qua samenstelling van jonge plantages) werden ook voorgesteld. Ons onderzoek toont hierbij de geschiktheid van AquaCrop aan in het modelleren van bananenplantages.