Ze zijn bekend van het AKKERBOUWERS STROOIEN OM TE STUREN OP KWALITEIT EN OPBRENGST GEWAS KUNSTMEST VOEDT DE WERELD

Transcriptie

1 DE VNCI BESTAAT DIT JAAR 100 JAAR. CHEMIE MAGAZINE VIERT DIT MET EEN SERIE ARTIKELEN OVER CHEMISCHE INNOVATIES DIE DE AFGELOPEN 100 JAAR GROTE MAATSCHAPPELIJKE IMPACT HADDEN. ANTICONCEPTIEPIL AKKERBOUWERS STROOIEN OM TE STUREN OP KWALITEIT EN OPBRENGST GEWAS VOEDT DE WERELD SYNTHETISCHE VEZELS PLASTIC GENEESMIDDELEN Zonder kunstmest zou de aarde lang niet genoeg voedsel kunnen opbrengen voor de hele wereldbevolking. Nederlandse akkerbouwers strooien de korrels als aanvulling op dierlijke mest. Onmisbaar, aldus twee Boer zoekt Vrouw-boeren. Ondertussen werkt de industrie aan meer efficiency en vergroening van haar kunstmestproducten en -productie. Tekst: Marloes Hooimeijer PENICILLINE DESINFECTIE VOEDINGSADDITIEVEN BESTRIJDINGSMIDDELEN VERF EN COATINGS (volgorde is willekeurig) 14 Chemie Magazine februari 2018 Ze zijn bekend van het populaire tv-programma Boer zoekt Vrouw, maar bovenal zijn Jos Sloot en Bertie Steur akkerbouwer in hart en nieren. En in die hoedanigheid altijd bezig met het behalen van de beste rendementen op hun land. Kunstmest is daarbij voor beiden onmisbaar, als aanvulling op dierlijke mest. Sloot, die in het Gelderse Steenderen onder andere gladiolen en pootaardappels verbouwt: We gebruiken voor al onze gewassen kunstmest, zoals KAS (stikstof), fosfaat of kali. Dierlijke mest is gratis, dus om de kostprijs van onze producten zo laag mogelijk te houden, vormt dat de basis. Maar met kunstmest kunnen we sturen op kwaliteit en opbrengst van het gewas, zoals de juiste kleur en vitaliteit van de bloemen. Of neem aardappels: te weinig stikstof zorgt ervoor dat de plant eerder dood gaat en bij een gebrek aan kali kan de kwaliteit van de aardappels zo slecht zijn, dat die niet geschikt zijn voor de verkoop. Dus voegen we stikstof en kali toe. Klok op gelijk zetten Steur verbouwt in het Zeeuwse Renesse onder meer graszaad en suikerbieten: Dierlijke mest heeft een redelijk vaste verhouding, dus als je gewas wat extra fosfaat of stikstof kan gebruiken, kom je er niet met dierlijke mest alleen. Bovendien werkt kunstmest sneller en preciezer. Je strooit het en het werkt een aantal weken. Daar kun je bijna de klok op gelijk zetten, dat is ook wel prettig. Als je minder kunstmest strooit, merk je dat meteen aan je opbrengst. Als ik een hoekje ben vergeten mee te strooien, zie ik daar ook heel duidelijk verschil.

2 NU AL WORDT ZO N 50 PROCENT VAN DE WERELDBEVOLKING GEVOED DANKZIJ DE LIEFDE GEVONDEN Boer Jos is sinds zijn deelname in 2009 nog altijd gelukkig met zijn keuze, Dycke van de Wal. Boerin Bertie (seizoen ) vond de liefde in eerste instantie bij deelneemster Esther Joppe en later bij Rosita Brouwer, die ze nog kende van de speeddates aan het begin van haar televisie-avontuur. FOTO: ANP FOTO: JEROEN MOERDIJK Bertie Streur: Als je minder kunstmest strooit, merk je dat meteen aan je opbrengst. Zolang zij zich kunnen herinneren, wordt er op hun bedrijven al kunstmest gebruikt. Bij Steur door haar vader en oom, van wie zij het bedrijf overnam: Zij strooiden nog heel veel 23/23: een gelijke verdeling van stikstof en fosfaat. Tegenwoordig is 26/14 (stikstof/fosfaat) wat gangbaarder, omdat iedereen voorzichtiger geworden is met fosfaat vanwege de wettelijke limieten. Sloot: Ik weet niet anders dan dat mijn vader ook een kunstmeststrooier had. Die was wel veel minder nauwkeurig en hij had minder goed zicht op de toestand van de bodem dan tegenwoordig het geval is. Er werd sporadisch een grondmonster genomen en dan kwam er een vertegenwoordiger uitleggen waaruit de grond bestond en wat hij moest toevoegen. Zelf gebruikt hij inmiddels een kunstmeststrooier op gps, zodat de strooilijnen vooraf heel precies kunnen worden vastgelegd en de tractor die automatisch volgt. Dat werkt echt super. En hij laat de grond regelmatig bemonsteren om de voorraden aan sporenelementen, kali, stikstof en ph in de bodem vast e februari 2018 Chemie Magazine 15

3 IN 2000 WAREN WERELDWIJD 900 MILJOEN MENSEN ONDERVOED, IN MILJOEN MENSEN (5 PROCENT MEER DAN IN 2015) Carl Bosch ontvangt de Nobelprijs in 1931 te stellen, zodat hij tot een zo efficiënt mogelijk bemestingsplan kan komen. Hoe minder kunstmest, hoe liever. Voor mijn pootaardappelteelt gebruik ik maximaal 400 kilo KAS. Het is een kostenplaatje: als ik 100 euro per hectare kan bezuinigen op stikstof, ga ik dat zeker doen. Ook Steur laat jaarlijks van haar percelen grondmonsters nemen om te weten hoe de toestand is. Met name voor fosfaat is dat wel erg nuttig. Over het algemeen zit mijn grond qua fosfaat (het Pw-getal) aan de lage kant en kan ik dus wat meer fosfaat laten aanvoeren. Ieder jaar komt er een vertegenwoordiger langs, leg ik m n bouwplan aan hem voor en voert hij de berekeningen door in zijn laptop zodat ik weet hoeveel kunstmest ik moet bestellen. Algemene boerenpraktijk Van de discussie over wel of geen kunstmest gebruiken, biologisch boeren, zegt Steur weinig mee te krijgen. Hier in de buurt gebruikt iedereen kunstmest, het is de algemene boerenpraktijk. En of biologisch boeren iets voor Sloot is? Ik kan me voorstellen dat sommige boeren die keuze maken. Maar dan moet je wel de tolerantie in jezelf hebben dat je niet voor de hoogste opbrengst gaat, en ook de kwaliteit kan achteruitgaan als je niet kunt bijmesten. In de bloementeelt staat Nederland wereldwijd nog steeds ver bovenaan en ook in de pootaardappelen doen we het all over the world vreselijk goed, kunstmest is noodzakelijk om zo goed te blijven scoren. De twee boeren zijn tevreden met hoe de kunstmestindustrie inzet op kwaliteitsverbetering. Het blijft in ontwikkeling, aldus Steur. Voor graspercelen is het bijvoorbeeld wat gunstiger als de stikstof iets langzamer vrijkomt, daar houden producenten dan rekening mee. Ook de samenstelling verandert. Zo is KAS met zwavel echt iets van de laatste jaren, omdat we door afname van de zure regen zwaveltekort in de bodem zagen ontstaan. Sloot: De industrie waarborgt dat de juiste hoeveelheden meststoffen in de korrels zitten, zodat we weten wat we kopen. Ook de korrelkwaliteit is heel belangrijk: als daar heel veel BRON: YARA stof bij zit, is die minder makkelijk te strooien. Precisielandbouw Precisielandbouw, waarbij boeren met sensoren exact kunnen monitoren hoeveel kunstmest er waar en wanneer nodig is, heeft volgens Sloot de toekomst. Daar ben ik heilig van overtuigd. Dat maakt het boeren denk ik nog leuker, geeft het hoogste rendement per hectare. Maar vooralsnog houdt hij het nog even bij de gps-strooier: Ik wil geen proefbedrijf voor precisielandbouw zijn, maar volg de ontwikkelingen wel met grote belangstelling via vakbladen en media. Steur: Precisielandbouw is heel leuk, maar het kost ook geld. Misschien wordt het straks wat goedkoper, maar voor kleinere bedrijven als het mijne is het nu nog toekomstmuziek. p DE WEG VAN AMMONIUMNITRAAT Kunstmest op basis van ammoniumnitraat (AN) bevat stikstof in de vorm van ammonium (NH4 + ) en nitraat (NO3 - ). Nitraat verplaatst zich makkelijk door de bodem en kan snel door de plantenwortels worden opgenomen. Ook een groot deel van het ammonium wordt (binnen enkele dagen tot weken) door bacteriën in de bodem omgezet in nitriet (NO2 - ) en vervolgens in het makkelijk opneembare nitraat. Dit heet nitrificatie. 16 Chemie Magazine februari 2018

4 DE VERWACHTE MONDIALE VRAAG NAAR IN 2020 IS CIRCA 200 MILJOEN TON (STIKSTOF, FOSFAAT EN KALIUM) WIST U DAT? Kunstmest is al rond 1850 in Europa geïntroduceerd, door de Duitse chemicus Justus von Liebig. Hij maakte de bodem vruchtbaarder door te experimenteren met toevoeging van mineralen als stikstof. Stikstof, in de bodem omgezet in nitraat, zorgt er bijvoorbeeld voor dat gewassen belangrijke verbindingen als aminozuren, eiwitten, DNA, enzymen, vitamines en chlorofyl kunnen maken. Stikstofkunstmest werd begin twintigste eeuw voor het eerst geproduceerd door het duo Birkeland en Eyde, uit luchtstikstof en elektriciteit van een Noorse waterkrachtcentrale. In ontdekten chemici Fritz Haber en Carl Bosch hun way to turn air into bread, aldus wetenschapsauteur Thomas Hager. Het befaamde Haber-Boschproces gaat uit van synthese van ammoniak uit luchtstikstof en waterstof (uit aardgas) en wordt nog altijd veel toegepast. Naast aardgas, als bron voor het waterstofgas, vormen ook fosfaaterts en kaliumzouten belangrijke grondstofbronnen voor kunstmest. Fosfaat speelt een prominente rol bij de energievoorziening en wortelontwikkeling, en kalium zorgt voor de sapstroom die het transport van de voedingsstoffen stimuleert. FEITEN CIJFERS In de hele twintigste eeuw stierven er wereldwijd ruim 70 miljoen mensen aan hongersnood. De Groene revolutie (waaronder de introductie van nieuwe rijstgewassen en het gebruik van kunstmest) bracht tussen 1960 en 1980 een oplossing voor de nijpende voedselproblemen in Azië. 95 procent van de Europese boeren gebruikt kunstmest. In Europa wordt kunstmest het meest toegepast voor graangewassen (62 procent), gevolgd door grasland (22 procent). Nadeel: overtollig nitraat uit (kunst)mest kan zich vanuit de wortelzone naar het grond- en oppervlaktewater verplaatsen, wat schadelijk is voor het milieu. De juiste keuze en dosering van (kunst)mest kan deze uitspoeling beperken. Bronnen: o.a. Fertilizers Europe, FAO, Wikipedia. PRODUCTIE BRON: YARA De eenvoudigste en goedkoopste kunstmestvorm is ureum, waarin de ammoniak wordt gebonden met CO2 en waarvan kunstmestkorrels worden gemaakt. Een andere productieroute is oxideren van ammoniak tot salpeterzuur (nitraatzuur), dat vervolgens samengebracht met ammoniak de meststof ammoniumnitraat oplevert. Ammoniumnitraat wordt in Nederland altijd verdund met kalksteen of dolomiet, met het product KAS (kalkammonsalpeter) als resultaat. Kas is de populairste kunstmestvorm in ons land. Verder is er nog de vloeibare kunstmest urean, een mengsel van ureum en ammoniumnitraat. e februari 2018 Chemie Magazine 17

5 DE WERELDBEVOLKING TELT IN 2050 NAAR VERWACHTING 9,1 MILJARD PERSONEN EN DE VOEDSELPRODUCTIE MOET MET 70 PROCENT GROEIEN OM TE VOLDOEN AAN DE VRAAG VNCI-LEDEN VERGROENEN TOEKOMST Volgens Yara heeft precisielandbouw echt de toekomst. Met sensoren op het gewas, in de bodem, op de tractor, in een drone of via satellieten precies weten hoeveel kunstmest er waar en wanneer nodig is. Winfried Raijmakers: Per kilogram stikstof behaal je zo de grootste hoeveelheid product per hectare landbouwgrond. Afgelopen zomer heeft Yara besloten hier heel fors in te investeren en een drietal hubs opgetuigd in Berlijn, São Paulo en Singapore waar deze digitale hulpmiddelen in sneltreinvaart verder worden ontwikkeld. Ook de Nederlandse overheid heeft onlangs proeftuinen precisielandbouw gelanceerd. In de verre toekomst, voorbij 2030, hoopt OCI Nitrogen in plaats van aardgas waterstof te gaan gebruiken voor de productie van ammoniak. We zijn bezig met projecten om waterstof uit duurzame elektriciteit te halen via hydrolyse van water, aldus Marc van Doorn. Ook Yara onderzoekt deze mogelijkheid en kondigde in oktober een pilotproject in Australië aan waarbij zonne-energie gebruikt wordt om via elektrolyse groene ammoniak te maken. Daarnaast is de uitdaging om meer circulair te werken door op grotere schaal meststoffen te halen uit afvalstromen, zoals struviet uit afvalwater. Van Doorn: Op Chemelot willen we s Nederlands grootste biogasinstallatie neerzetten, waar we uit varkensmest met gebruik van eigen restwarmte biogas maken als grondstof voor de ammoniakproductie. ICL neemt met het oog op de toekomst deel aan het Europese project SYSTEMIC, dat de twee gescheiden werelden van kunstmest en dierlijke mest bijeenbrengt. Arne Padt: Nederland heeft een overschot aan dierlijke mest, waarbij het vooral om fosfaat en stikstof gaat. Die stoffen halen we eruit om in te zetten in ons productieproces. De resterende organische componenten blijven behouden voor de lokale landbouw. YARA SLUISKIL produceert ureum, urean (vloeibaar) en ammoniumnitraat, met name in de vorm van KAS (kalkammonsalpeter). Winfried Raijmakers, commercial technical manager fertilizers: In Nederland is de basisbemesting altijd dierlijke mest. Daar komen allerlei nutriënten uit vrij, maar dat kun je zeer beperkt aanpassen aan de behoefte van het gewas. Ieder jaar is anders, dus je zult gedurende het seizoen altijd moeten finetunen. Daar is kunstmest ideaal voor, die stikstof is direct beschikbaar voor het gewas. Hij benadrukt dat de Nederlandse kunstmestfabrieken zeer efficiënt en schoon zijn. We hebben de CO2-voetafdruk flink teruggebracht door met de nieuwste technologie het energieverbruik te verlagen en door met onder meer katalysatoren de uitstoot van met name lachgas met meer dan 90 procent terug te brengen. Bovendien leveren we een groot deel van onze restwarmte en CO2 aan de nabijgelegen glastuinbouw. OCI NITROGEN in Geleen produceert KAS-meststof (ammoniumnitraat met dolomiet, ofwel kalk), vloeibare meststof urean en ammoniumsulfaat. De belangrijkste meerwaarde van kunstmest is om de hele wereld van voedsel te voorzien, zegt commercieel directeur Marc van Doorn. Zonder kunstmestproductie zou de aarde bij lange na geen 7 miljard mensen kunnen voeden. KAS-meststof is volgens hem al heel goed en moeilijk te verbeteren. Maar we blijven onderzoek doen naar nieuwe concepten van kunstmest, nieuwe mengsels en verhoudingen (zoals met toegevoegd zwavel) en vermindering van de uitstoot van broeikasgas als gevolg van kunstmestgebruik. Een andere uitdaging is het nog verder terugbrengen van de CO2-emissie tijdens het productieproces. Sinds 1990 hebben we al een CO2-emissiereductie in het productieproces van 64 procent gerealiseerd. Onze KAS heeft de laagste CO2-footprint van Europa. ICL FERTILIZERS in Amsterdam produceert meststoffen op basis van fosfaat (P, PK en NPK). Aangezien de hoeveelheid beschikbare grond voor landbouw afneemt en het onverantwoord is om nog meer bossen te kappen, moet de bestaande landbouwgrond steeds efficiënter benut worden om de groeiende wereldbevolking van voedsel te voorzien, aldus woordvoerder Arne Padt. Zonder kunstmest is dat eenvoudigweg onmogelijk. Omdat de fosfaatvoorraad eindig is, wint ICL tegenwoordig ook fosfaat uit restromen, zoals rioolslibas en beendermeelas. We gebruiken dit secundaire fosfaat steeds meer als grondstof voor onze conventionele meststoffen. Door deze fosfaatkringloop stellen we niet alleen de toekomstige fosfaatvoorziening veilig, maar bieden we ook een oplossing voor het maatschappelijk probleem van afvalstoffen. Naast de productie van kunstmest kunnen we dit fosfaat in de toekomst ook inzetten om food grade fosforzuur te maken, zoals voor frisdrank. 18 Chemie Magazine februari 2018