In the Panacea project the current status and potential role of Non-Food Crops (NFC) in the rural renaissance has been investigated. The needs and interests of farmers to produce NFC have therefore to match the demand of bio-based industries. NFCs are used to produce a wide range of bio-products and bioenergy. In spite of considerable investment in R&D and the increasing need of bio-based industries for supply of feedstock, NFCs are not widespread in EU agriculture. In this report the Strenghts, Weaknesses, Opportunities and Threats (SWOT) of near-to-practice NFC and their application in bio-based products and bioenergy are established in order to make strategic planning possible and acquire incorporation of NFCs in the European agriculture. An analysis was made of sustainable cropping strategies and production, processing and supply chain organization, as well as the regulatory framework and the market demands. The result is a portfolio of opportunities, terms and conditions for the cultivation of near-to-practice NFC and an analysis of their potential role in the renaissance of rural areas. Also, the critical success factors for the crops have been defined in the context of bio-based supply chains. The selected, crop, product and market combinations were based upon the outcomes of other work packages and deliverables in the PANACEA project

Decreasing soil quality, worsened by climate change-related weather extremes, is prompting the Dutch Ministry of Agriculture's aim for sustainable management of all agricultural soils by 2030. One proposed practice for this goal is reduced tillage, which offers potential benefits such as improved soil structure and reduced greenhouse gas emissions. However reduced tillage comes with potential drawbacks such as topsoil compaction and yield reduction. While global meta-analyses mainly focus on effects of reduced tillage in North and South American cash crops, like grains, maize and soy, this long-term Dutch farming systems experiment called BASIS is unique in its focus on Dutch small seeded, root and tuber crops. The BASIS experiment, established in 2009 by Wageningen University and Research in Lelystad, consists of three organic and two conventional fields with common Dutch crop rotations. In BASIS we experiment with three tillage systems: conventional tillage with mouldboard plough (CT), reduced tillage with sub-soiling (RTS), and reduced tillage without sub-soiling (RT). Reduced tillage with shallow ploughing was added (RT/SPL) later in the experiment. The experiment employs controlled traffic farming (CTF) and is a randomized complete block design with four replicates per tillage system and field. In the BASIS experiment a system approach is used; this allowed for the experiment to be optimized during the project period. Effects of reduced tillage on ecosystems services such as yield, yield quality and soil quality were investigated. Overall, reduced tillage systems showed comparable or higher marketable yield for most crops, except for fineseeded crops like carrots and onions. The Twinrotor tiller seems a viable option in reduced tillage systems to create a finer seedbed and reduce the yield gap of carrots between reduced and conventional tillage. The influence of extreme weather conditions on reduced tillage effects varied, with yields sometimes higher and sometimes lower compared to conventional tillage. Over time the differences in marketable yield between reduced and conventional tillage showed no increasing or decreasing trend. For yield quality, the difference between gross yield and marketable product, there were no significant differences nor discernible trends between the tillage systems; with the expedition of carrots which showed a lower yield quality under reduced tillage, with larger-sized and deformed carrots. This was likely caused by cover crop residue and soil aggregate size. The impact of reduced soil tillage on crop quality parameters such as sugar content (sugar beet) and thousand grain weight (cereal crops) showed no significant differences between the tillage systems. Bulk density showed no differences in the upper 0-10 cm layer, but significantly higher values were observed in the deeper 10-20 cm layer for reduced tillage. Soil moisture was generally higher for reduced tillage in the upper 0-10 cm layer, while conventional tillage exhibited higher moisture in the lower 10-20 cm layer. Penetration resistance was consistently greater for reduced tillage, particularly in the 10-30 cm layer. Despite these soil property differences, there was no substantial evidence of decreased yields or root limitations. The increased compaction under reduced tillage could potentially enhance soil bearing capacity. Reduced tillage leads to higher soil organic matter and carbon content in the upper 0-15 cm layer compared to conventional tillage. However, in lower layers no significant difference were found. Reduced tillage shows minimal impact on soil pH. Total nitrogen content is higher in the upper 0-15 cm layer for reduced tillage. Other nutrient availabilities are not strongly influenced by tillage systems. Mineral nitrogen levels in the soil are very low in this experiment and differences between tillage systems are small. Overall, reduced tillage increases soil organic matter, carbon, and nitrogen in the upper layer (0-15 cm), with a trend towards higher values in the 0-30 cm layer. To summarize, the BASIS experiment shows that reduced tillage is a viable option for most of the Dutch crops and indicates a trend towards improved soil quality.

In het praktijkgerichte systeemonderzoek in de akkerbouw wordt onderzoek gedaan naar de optimalisatie van bedrijfssystemen op verschillende vlakken, met een focus op de bodemkwaliteit. Door de complexiteit van de interacties binnen een agrarisch systeem is een integrale aanpak nodig om deze bedrijfssystemen goed te kunnen evalueren. Door maatschappelijke ontwikkelingen is de reeds bestaande aanpak verouderd. Het doel van dit project is om een indicatorset en systematiek te ontwikkelen om de algemene duurzaamheidsprestatie van een agrarisch bedrijf in kaart te brengen, en deze te toetsen op drie systeemproeven van de PPS Beter Bodembeheer. Voor het opstellen van de beoogde indicatorset zijn de ecosysteemdiensten als uitgangspunt genomen, en is er een long-list aan indicatoren opgesteld die (aspecten van) deze ecosysteemdiensten belichten. Om tot een integrale selectie te komen, zijn deze indicatoren getoetst aan vier criteria. Ten eerste moet de indicator beïnvloedbaar zijn door management. Ten tweede moet de indicator direct te koppelen zijn aan het gestelde doel. Ten derde moet de indicator direct of indirect meetbaar zijn, en is er voor deze studie gekeken naar indicatoren waar reeds data van beschikbaar was. Tot slot moeten er referentieof streefwaarden beschikbaar zijn, om een prestatie te kunnen interpreteren. Hierin is onderscheid gemaakt op basis van ambitieniveau. Deze procedure heeft geleid tot een selectie van 21 indicatoren, verdeeld over de thema's sociaal-economisch, bodemkwaliteit, emissies en leefomgeving, en circulariteit en grondstoffen. Een eerste test van deze indicatorset brengt de algemene duurzaamheidsprestaties gedeeltelijk in beeld. Enkele ecosysteemdiensten bleven echter onbelicht. Deze studie laat zien dat er voor enkele ecosysteemdiensten nauwelijks indicatoren zijn afgeleid, met name aan de biodiversiteit, klimaat en sociale aspecten (zoals arbeid en recreatie). Voor deze ecosysteemdiensten moeten er in de toekomst gericht nieuwe indicatoren ontwikkeld en data verzameld worden. Bovendien zijn er niet voor alle indicatoren op elk ambitieniveau streefwaarden bekend. Kortom, de huidige systematiek geeft een eerste indicatie van de duurzaamheidsprestaties van een agrarisch systeem, en dient verder verbeterd te worden om te kunnen gebruiken als beslissingsondersteunend instrument.

In de afgelopen decennia is de maisteelt in toenemende mate in verband gebracht met duurzaamheidsproblemen. Deze hebben te maken met verliezen van nutriënten door af- en uitspoeling, een dalend gehalte aan organische stof in de bodem, een achteruitgang van de biodiversiteit op akkers en de productie van boeikasgassen als lachgas. De opeenstapeling van negatieve aspecten heeft als gevolg dat de maisteelt een duidelijke stap moet zetten in de richting van verduurzaming. Sinds 2012 wordt er binnen Grondig Boeren met Mais gewerkt aan het verduurzamen van de maisteelt door extra aandacht voor beter bodembeheer met daarbij het streven naar gelijkblijvende opbrengsten. Dit gebeurt vanuit een systemendemonstratie, detaildemonstraties en demovelden bij satellietbedrijven. Kern in het project is de systemendemonstratie waarbij vijf verschillende manieren van telen in de jaren2012 t/m 2021 zijn vergeleken. Hierbij is een gangbare manier van telen vergeleken met alternatieve strategieën. Eén van de alternatieve systemen is een object met aandacht voor extra organische stof (systeem 2). Daarnaast is er een object waarbij mineralen uit kringloop (systeem 3) worden toegepast. In dit systeem wordt getracht de mineralen in de meest efficiënte vorm toe te passen. Een andere strategie is het twee teelten systeem (4) waarbij eerst een snede gras of rogge geoogst wordt, gevolgd door een ultra vroegmais ras. Het vijfde alternatief dat is getoetst, is het vruchtwisselingssysteem (5) waarbij 2 jaar grasland wordt afgewisseld met 2 jaar mais.Uit de systemendemo blijkt na 10 jaar dat het grootste deel van de alternatieve maisteeltsystemen tot een hogere opbrengst leiden.. Gemiddeld over deze periode hebben systeem 2, 3 en 5 hebben een positief effect op de opbrengst ten opzichte van het standaard systeem. Systeem 2 en 5 hebben daarnaast een zeer positieve organische stofbalans, ten opzichte van een ongeveer neutrale balans voor het standaard systeem(1). Systeem 4 presteert wisselend, de maisopbrengst blijft in de meeste jaren achter, en de gras- of roggeopbrengst kan dit verschil vaak niet compenseren. Qua organische stof aanvoer is dit wel een interessant systeem.Door het telen van jaar op jaar mais op hetzelfde perceel krijgt de systemendemonstratie steeds meer te maken met ziekte. Ook onkruiden worden een groter probleem, en dan met name de grasachtige onkruidendie niet meer met bodemherbiciden bestreden kunnen worden in de systemen waar het vanggewas wordt onder gezaaid.De detaildemo’s blijken een goed communicatiemiddel, omdat deze duidelijk de effecten van verschillende gewasbeschermingsstrategieën laten zien op bijvoorbeeld het vanggewas. Daarnaast wordt er gekeken naar de mogelijkheden van het mechanisch inwerken van vanggewassen.In samenwerking met de satellietbedrijven worden innovaties in de praktijk geïmplementeerd en gedeeld met collega maistelers.

Een goede uitvoering van de teelt van mais wordt steeds lastiger, met name voor de maisteelt op zand- en lössgrond. Enerzijds komt dit door de wetgeving, anderzijds ook door afname van bodemkwaliteit en het optreden van extremere weersomstandigheden. De maatschappelijke druk om de teelt anders uit te voeren neemt toe. Welke opties zijn er om het anders te doen en is dat dan daadwerkelijk duurzamer dan de huidige teeltwijze? Dit rapport geeft hier een overzicht van.

Het ontwerpen van toekomstige landbouwsystemen is van oudsher een expertise van WUR Open Teelten, o.a. door de prototyperingsmethodiek. Dit rapport is gericht op het bieden van een leidraad om ontwerpen van systemen in de open teelten te ondersteunen. De methode die hiervoor voorgesteld wordt is Reflexief Interactief Ontwerpen (RIO). Een aantal systeemontwerpen van WUR Open Teelten zijn tegen deze ontwerpmethodiek gehouden om te kijken in hoeverre de methodiek al aansluit en welke belangrijke lessen we mee moeten nemen. In de RIO-methodiek worden drie hoofdstappen gehanteerd: denken – ontwerpen – doen. Met dit rapport willen we de RIO-methodiek voorstellen als uniforme ontwerpmethodiek voor het ontwerpen van systemen in de open teelten. Hiervoor is het van belang om bekendheid te geven aan de methodiek en de toepassingsmogelijkheden door o.a. lunchlezingen, informatiebijeenkomsten en trainingen.