Beperking van lachgasemissie door water- en peilbeheer en bij beregening

Transcriptie

1 Beperking van lachgasemissie door water- en peilbeheer en bij beregening

2 In de serie Reductie Lachgasemissie door ontwikkeling van Best Management Practices zijn verschenen: Beperking van lachgasemissie uit beweid grasland Beperking van lachgasemissie uit bemeste landbouwgronden Beperking van lachgasemissie uit gewasresten Beperking van lachgasemissie door gebruik van klaver in grasland Beperking van lachgasemissie na scheuren en bij vernieuwing van grasland Beperking van lachgasemissie door waterbeheer en bij beregening Onderzoek uitgevoerd in opdracht van NOVEM, Utrecht (nummer /0061 en / ) 2 Alterra-rapport 560.6

3 Beperking van lachgasemissie door water- en peilbeheer en bij beregening Eindrapport voor Reductieplan Overige Broeikasgassen Landbouw Cluster 1 F.J.E. van der Bolt J.G. Kroes P.J. Kuikman Alterra-rapport Alterra, Wageningen, 2004

4 REFERAAT Bolt, F.J.E. van der, J.G. Kroes & P.J. Kuikman, Vermindering van de emissie van lachgas door water- en peilbeheer en bij beregening. Eindrapport Reductieplan Overige Broeikasgassen Landbouw Cluster 1. Wageningen, Alterra, Alterra-rapport blz.; 2 tab.; 11 ref. In het kader van het Reductie Plan Overige Broeikasgassen (ROB Landbouw) zijn de mogelijkheden voor het verminderen van de emissie van lachgas (N 2O) uit als gevolg van water- en peilbeheer en beregening bestudeerd. In de periode tussen augustus 2000 en juli 2003 zijn door middel van proeven effecten van een aantal ingrepen in water- en peilbeheer en met betrekking tot beregening op de veranderingen in de N 2O-emissie onderzocht. In dit rapport worden de resultaten van het onderzoek gepresenteerd. Het blijkt moeilijk de effecten van waterbeheer op de emissie van lachgas te meten. De emissie verloopt via kort durende maar hoge pieken. Uit incidentele metingen kan de jaarlijkse emissie niet goed worden geschat. Modellen kunnen worden gebruikt om de variatie in de tijd te analyseren. Daartoe moeten wel de hydrologisch relevante variabelen worden gemeten. Een integrale analyse van de effectiviteit van de maatregelen samen met die van maatregelen uit andere ROB-projecten is nodig om interacties tussen maatregelen en risico s van afwenteling naar andere emissies (zoals methaan, ammoniak en nitraat) te kwantificeren. Verhogen van de oppervlaktewaterpeilen in veengebieden is de meest perspectiefvolle maatregel. Dit effect wordt in belangrijke mate veroorzaakt doordat de mineralisatie van veen afneemt bij minder diepe waterstanden. Trefwoorden: beregening, broeikasgassen, emissiereductie, lachgas, landbouw, peilbeheer, stikstof, waterbeheer, ISSN Dit rapport kunt u bestellen door 13,- over te maken op banknummer ten name van Alterra, Wageningen, onder vermelding van Alterra-rapport Dit bedrag is inclusief BTW en verzendkosten Alterra Postbus 47; 6700 AA Wageningen; Nederland Tel.: (0317) ; fax: (0317) ; info@alterra.wur.nl Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Alterra. Alterra aanvaardt geen aansprakelijkheid voor eventuele schade voortvloeiend uit het gebruik van de resultaten van dit onderzoek of de toepassing van de adviezen. 4 Alterra-rapport [Alterra-rapport 560.6/03/2004]

5 Inhoud Woord vooraf 7 Samenvatting 9 1 Inleiding en doelstelling 11 2 Sturende factoren 13 3 Overzicht maatregelen en kennishiaten 15 4 Resultaten van experimenteel onderzoek Relatie tussen bodemvochtgehalte en lachgasemissie Beregening Peilbeheer Effect peilbeheer op de emissie van lachgas uit zand Effect peilbeheer op de emissie van lachgas uit veen 22 5 Nieuwe inzichten Sturende factoren Variatie in tijd en ruimte Meten van emissies Modelleren van emissies De indirecte emissie van lachgas 28 6 Evaluatie van maatregelen Beregening Peilbeheer 32 7 Conclusies en selectie van perspectiefvolle maatregelen 33 Literatuur 35 Aanhangsel 1 Overzicht van proeven in ROB Landbouw project 1.6 Waterbeheer 37 Aanhangsel 2 Emissie van lachgas uit veengronden 39 Aanhangsel 3 Incubatieproef 41 Aanhangsel 4 Veldproef Droevendaal 43 Aanhangsel 5 Beregeningsproef Droevendaal 45 Aanhangsel 6 Peilbeheer Zegveld 47 Aanhangsel 7 Peilbeheer Ny Bosma-Zathe 49 Aanhangsel 8 Peilbeheer Vredepeel 51 Aanhangsel 9 Berekening van N-productie door maaivelddaling 53

6

7 Woord vooraf Het werk voor dit project is uitgevoerd door Alterra in nauwe samenwerking met Praktijkonderzoek Veehouderij in Lelystad. Daarbij zijn metingen uitgevoerd op proefboerderijen in Wageningen, in Zegveld, en in Vredepeel. De metingen zijn uitgevoerd door medewerkers van Alterra en door medewerkers van PV waarvoor dank. De verantwoordelijkheid voor de verwerking van resultaten en voor de rapportage ligt bij Alterra. Alterra-rapport

8

9 Samenvatting In het kader van Cluster 1 (Best Management Practices) van het Reductie Plan Overige Broeikasgassen (ROB Landbouw) wordt een vermindering van de lachgasemissie uit verschillende bronnen beoogd door middel van het ontwikkelen en toetsen van maatregelen. In het kader van het ROB-project 1.6 (Vermindering van de lachgasemissie als gevolg van waterbeheer en beregening) wordt gezocht naar maatregelen in water- en peilbeheer en bij beregening waarmee de lachgasemissie wordt verminderd. In 2000 is een systeemanalyse uitgevoerd waarin de invloed van waterbeheer en beregening op de emissie van lachgas uit landbouwgronden zijn geïnventariseerd (Kroes et al., 2000). Op basis van de systeemanalyse, adviezen van de begeleidingscommissie 1 van ROB Landbouw en mogelijkheden tot aansluiten bij lopend onderzoek is in de periode augustus 2000 juni 2003 (experimenteel) onderzoek uitgevoerd. Doel van deze onderzoeken is om de effectiviteit van maatregelen te onderbouwen. De MKZ-crisis heeft geleid tot praktische problemen waardoor niet alle proeven (volgens planning en volledig) zijn uitgevoerd. De gemeten (piek)emissies van lachgas na beregening in een droge periode zijn (na kunstmestgift) extreem hoog gedurende een korte periode binnen uur na beregening. Na een extreem droge periode kunnen andere factoren als de beschikbaarheid van koolstof de activiteiten van de micro-organismen in de bodem beperken waardoor de emissie van lachgas in die situatie niet optreedt. De grootte van het effect van maatregelen ten aaanzien van beregening op de emissie van lachgas kan alleen worden gekwantificeerd wanneer de totale emissies gedurende langere tijd voor percelen met verschillend bodemwaterbeheer condities kunnen worden bepaald. Dit vraagt bij gebruik van fluxkamers om bijzonder intensieve en daarmee dure meetcampagnes en is praktisch moeilijk te realiseren. Om de effecten van beregening op de emissie van lachgas te kunnen schatten zouden bij voorkeur andere meettechnieken waarmee continue kan worden gemeten moeten worden gebruikt. Voor de evaluatie van maatregelen onder het Kyoto-protocol is de jaarlijkse uitstoot van broeikasgassen relevant. In de systeemanalyse is aangegeven hoe met behulp van modellen in de tijd en ruimte geïnterpoleerd kan worden om betere emissiefactoren te krijgen. Jacobs, Moors en Van der Bolt (2003) rapporteren over een meetcampagne om op deze wijze emissies voor CO 2, N 2 O en CH 4 te bepalen. De aldus bepaalde netto uitstoot van lachgas bedraagt 210 g N ha -1 dag -1 op het droge perceel, tegen 144 g N ha -1 dag -1 voor het natte perceel. De onzekerheid in de bevindingen is groot De emissie van het natte perceel blijkt ongeveer 30% lager te zijn dan de emissie van het droge perceel. Vermindering van de uitstoot van 1 In de begeleidingscommissie van ROB-AGRO zitten vertegenwoordigers van NOVEM, klimaatbeleid (LNV en VROM), landbouwpraktijk (oa. LTO) en onderzoek (Alterra, RIVM, Wageningen Universiteit, Universiteit van Gent) Alterra-rapport

10 broeikasgassen via verhoging van de grondwaterstand in het veenweidegebied rond ROC Zegveld is mogelijk. De waarnemingen op Zegveld tonen een enorme variatie in de N 2 O-fluxen. Niet alleen tussen de experimenten op verschillende data bestaan grote variaties (temporele variabiliteit) maar ook binnen experimenten bestaat grote variatie (ruimtelijke variabiliteit). Dit maakt het lastig emissiefactoren af te leiden. Uitschieters zullen het gemiddelde sterk beïnvloeden. Het is de vraag in hoeverre het waargenomen gemiddelde het werkelijk gebiedsgemiddelde representeert. De extreme emissiepieken hebben ook een grote invloed op de N 2 O-fluxbalans over langere periodes. Om deze problemen op te lossen zijn langlopende, continue fluxmetingen op perceelsniveau noodzakelijk om met hoge frequentie betrouwbare gebied- en tijdsgemiddelde broeikasgasemissies te kunnen bepalen. Recente ontwikkelingen in de micrometeorologische meettechnieken zijn in dit opzicht hoopvol. Voor processtudies en studies naar stofstromen zijn micrometeorologische technieken en waarnemingen met fluxkamers complementair. Het kwantificeren van het effect van grondwaterstand op de N 2 O-emissie door middel van metingen is niet eenvoudig omdat de effecten van grondwaterstand vaak verstrengeld zijn met die van andere factoren (bijvoorbeeld temperatuur, neerslag, bemesting, beweiding) en omdat de emissies in pieken optreden. Om de bijdrage van deze sturende factoren te kunnen onderscheiden zouden deze allemaal moeten worden gemeten of geïnventariseerd. Effecten van maatregelen in waterbeheer zijn daarom lastig te kwantificeren. Feitelijk vraagt de sturing via water daarom om een andere opzet van proeven. Gebruik van modellen geeft meer inzicht en kan helpen bij de analyse, met name ook omdat met modellen de waarnemingen op verantwoorde wijze kunnen worden geïnterpoleerd en geëxtrapoleerd. Kennis van processen is hierbij essentieel. Hierdoor kunnen de variatie in tijd en ruimte in de schattingen van de emissies worden verwerkt en kunnen klimaateffecten worden gekwantificeerd (verloop in de tijd) en worden uitgefilterd (langjarig gemiddelde emissiefactoren). Ook wordt het hierdoor mogelijk effecten van maatregelen zowel ten aanzien van bedrijfsvoering als van waterbeheer voor verschillende bodems te voorspellen. Conform de conclusies in de systeemanalyse kan in het veenweidegebied op basis van de waarnemingen bij ROC Zegveld de emissie van N 2 O worden gereduceerd via verhoging van de grondwaterstand. Verhogen van de oppervlaktewaterpeilen in veengebieden is de meest perspectiefvolle maatregel. Dit effect wordt in belangrijke mate veroorzaakt doordat de mineralisatie van veen afneemt bij minder diepe waterstanden. 10 Alterra-rapport 560.6

11 1 Inleiding en doelstelling In het kader van Cluster 1 (Best Management Practices) van het Reductie Plan Overige Broeikasgassen (ROB Landbouw) wordt een vermindering van de lachgasemissie uit verschillende bronnen beoogd door middel van het ontwikkelen en toetsen van maatregelen. In het kader van het ROB-project 1.6 (Vermindering van de lachgasemissie als gevolg van waterbeheer en beregening) wordt gezocht naar maatregelen in water- en peilbeheer en bij beregening waarmee de lachgasemissie wordt verminderd. In 2000 is een systeemanalyse uitgevoerd waarin de invloed van waterbeheer en beregening op de emissie van lachgas uit landbouwgronden zijn geïnventariseerd (Kroes et al., 2000). Op basis van de systeemanalyse, adviezen van de begeleidingscommissie 2 van ROB Landbouw en mogelijkheden tot aansluiten bij lopend onderzoek is in de periode augustus 2000 juli 2002 (experimenteel) onderzoek uitgevoerd. Doel van deze onderzoeken is om de effectiviteit van maatregelen te onderbouwen en de reductie in emissie van lachgas te kunnen schatten. In dit rapport worden de belangrijkste resultaten van het onderzoek gepresenteerd tegen het licht van de eerder gedefinieerde opties voor beheer en concrete maatregelen. In hoofdstuk 2 wordt in het kort ingegaan op de invloed van vochtgehaltes in de bodem en waterbeheer op de N 2 O-emissie. In hoofdstuk 3 wordt een overzicht gegeven van de in de systeemanalyse aangegeven potentiële maatregelen en kennishiaten. In hoofdstuk 4 wordt een samenvatting gegeven van de belangrijkste resultaten uit het (experimentele) onderzoek naar maatregelen om via waterbeheer of beregening de N 2 O-emissie te beperken. De proefopzet en resultaten worden in rapporten, publicaties en/of informatiebladen gepresenteerd. In hoofdstuk 5 wordt ingegaan op nieuwe inzichten of andere potentiële maatregelen die door het in hoofdstuk 4 beschreven aanvullende onderzoek zijn verkregen. De integratie van de systeemanalyse en het experimentele onderzoek vindt plaats in hoofdstuk 6. In dit hoofdstuk worden maatregelen geëvalueerd, rekening houdend met effectiviteit en de kans op afwenteling naar andere broeikasgassen (TEWI) of andere emissies (nitraatuitspoeling). Tevens worden de belangrijkste kennishiaten aangegeven waarvoor het zinvol is om verdere aandacht aan te geven. In hoofdstuk 7 worden de meest perspectiefvolle maatregelen voor waterbeheer en beregening gegeven. 2 In de begeleidingscommissie van ROB-AGRO zitten vertegenwoordigers van NOVEM, klimaatbeleid (LNV en VROM), landbouwpraktijk (oa. LTO) en onderzoek (Alterra, RIVM, Wageningen Universiteit, Universiteit van Gent) Alterra-rapport

12

13 2 Sturende factoren Uit de systeemanalyse (Kroes et al., 2000) blijkt de emissie van lachgas mede te worden bepaald door het vochtgehalte in de wortelzone. Dit vochtgehalte varieert in de tijd. Het vochtgehalte op ieder tijdstip is afhankelijk van de grondwaterstand en de neerslag (of beregeningsgift). De emissie van lachgas kan daarom via twee typen ingrepen worden gerealiseerd: aanpassen van grondwaterstanden of beregeningsstrategie. Aanpassen van grondwaterstanden kan via een scala aan maatregelen worden gerealiseerd; de effecten zijn sterk afhankelijk van de locale omstandigheden. Het zoeken van optimale maatregelen m.b.t. waterbeheer op een bepaalde locatie is maatwerk. De vorming en emissie van lachgas wordt niet alleen door water bepaald maar ook de hoeveelheid beschikbaar stikstof en hangt daarom samen met grondgebruik en mestgift. Omgekeerd wordt grondgebruik en mestgift ook beïnvloed door de vochttoestand van de bodem en dus door het waterbeheer. In de systeemanalyse zijn deze sturende factoren vertaald naar ingrepen die naar verwachting tot een verlaging van de emissie van lachgas leiden: Verdiepen van grondwaterstanden voor zand- en kleigronden Verondiepen van grondwaterstanden in veengronden Vernatten tot plas-dras en uit productie nemen van veengronden Niet beregenen in een periode na mestgift. Regelmatiger met kleinere giften beregenen Niet beregenen De effectiviteit van deze maatregelen is geschat. De kennis om deze schattingen te onderbouwen is niet altijd aanwezig. Voornaamste kennishiaat geconstateerd in de systeemanalyse betreft de relatie tussen vochtgehalte en de emissie van lachgas. Als aandachtspunt is geconstateerd dat de ingrepen in de waterhuishouding moeten worden getoetst aan ingezet beleid m.b.t. waterbeheer, dat een klimaatverandering de waterhuishouding doet veranderen en daarmee de emissie van lachgas, en dat de gevolgen op de landbouwkundige bedrijfsvoering niet uit het oog moeten worden verloren. Een integrale benadering waarbij maatregelen op het terrein van waterbeheer samengaan met maatregelen op andere terreinen zoals bemesting en veranderend landgebruik is gewenst. Alterra-rapport

14

15 3 Overzicht maatregelen en kennishiaten In de systeemanalyse zijn ingrepen beschreven die tot een lagere N2O-emissie kunnen leiden: 1. grondwaterstand veranderen; 2. vochtverdeling aanpassen door beregening. Ingrepen in de waterhuishouding zijn veranderingen in systeemeigenschappen. Ingrepen zijn abstract. Een maatregel is een technische handeling om de waterhuishouding te beïnvloeden. Maatregelen vormen de concrete uitwerking van ingrepen. Ingrepen kunnen vaak via (combinaties van) verschillende maatregelen worden gerealiseerd. Het effect van maatregelen op de waterhuishouding hangt af van de interactie met de omgeving: de effecten van de maatregelen zijn lokaal bepaald. Het effect van ingrepen in de waterhuishouding is in deze studie verkend voor verschillende bodemtypen (zand, klei, veen). Voor veen zijn ook verschillende vormen van bodemgebruik (agrarisch versus uit productie halen) onderscheiden: 1. Verdiepen van grondwaterstanden voor zand- en kleigronden 2. Verondiepen van grondwaterstanden in veengronden 3. Uit productie nemen van veengronden en vernatten tot plas-dras Aanpassen van de vochtverdeling via beregening kan worden gerealiseerd via een drietal maatregelen: 1. Een compleet beregeningsverbod. 2. Een tijdperiode tussen mestgift en beregening aanhouden. 3. Regelmatiger maar kleinere hoeveelheden beregenen. De volgende kennishiaten en aandachtspunten voor vervolgonderzoek zijn in de systeemanalyse beschreven: effecten van de ingrepen relatie tussen vochtgehalte en N2O-emissie operationele rekeninstrumenten indirecte emissies van lachgas In hoofdstuk 4 en aanhangsel 1 wordt een overzicht gegeven van het experimentele onderzoek dat in het kader van ROB Landbouw project 1.6 is uitgevoerd. Alterra-rapport

16

17 4 Resultaten van experimenteel onderzoek In dit hoofdstuk worden per ingreep de belangrijkste resultaten van ROB onderzoek weergegeven, evenals een verwijzing naar rapport of publicatie, waarin meer resultaten van de betreffende proef zijn gegeven. Korte beschrijvingen van de opzet en resultaten van de proeven zijn in de aanhangsels opgenomen. In dit hoofdstuk worden achtereenvolgens de volgende onderwerpen besproken: Relatie tussen bodemvochtgehalte en de emissie van lachgas Beregening Peilbeheer Experimenteel onderzoek Belangrijke randvoorwaarde bij de opzet van de proeven was dat dit praktijkproeven moesten zijn en dat deze aan moesten sluiten bij bestaande beregenings- of vernattingsproeven. Dat bleek lastig en heeft geleid tot praktische problemen: Door de beperkte mogelijkheden voor aansluiten bij bestaande beregenings- en vernattingsproeven zijn op basis van de systeemanalyse (Kroes et al., 2000) experimenten opgezet onder gecontroleerde omstandigheden en in velproeven. Daarbij is aangesloten bij lopende en geplande ROB-proeven tav de emissie uit urineplekken (Tabel 1). Door de MKZ-crisis in het voorjaar van 2001 konden proefbedrijven gedurende enige maanden niet worden bezocht waardoor zowel de opzet als de uitvoering van de proeven zijn vertraagd. Omdat op proefboerderij Droevendaal het perceel met de proefstroken kon worden betreden zonder op het bedrijf te komen is toestemming gegeven om daar de lopende metingen te continueren. Zegveld en Ny Bosma-Zathe konden pas in de loop van juni worden bezocht. Vanaf dat moment is op Zegveld gemeten. Door de MKZ-crisis zijn de peilvakken op Ny Bosma-Zathe niet aangelegd in het voorjaar van In het najaar van 2001 en het voorjaar van 2002 zijn de peilvakken opnieuw niet aangelegd omdat het te nat was. Daardoor kon deze proef niet in de beschikbare periode worden uitgevoerd. Tijdens de MKZ-crisis is ad-hoc besloten om toch op Vredepeel (akkerbouw) te gaan meten. Deze proef was in eerste instantie niet geselecteerd omdat op bouwland nauwelijks emissies werden verwacht. Na enkele weken waren de emissies inderdaad nihil en zijn de metingen gestaakt. Tabel 1 Overzicht van proeven en metingen uitgevoerd in ROB Landbouw project 1.6 Waterbeheer. Experiment Doel Paragraaf Literatuurstudie en dataanalyse Relatie bodemvocht emissie lachgas 4.1 Laboratoriumscreening effect Relatie bodemvocht en Water Filled Pore Space op 4.1 vochtgehalte in Incubatieproef vorming lachgas Urine- en mestplots in proefveld op Relatie bodemvocht (en andere factoren urine, 4.1 Proefbedrijf Droevendaal mest en verdichting) op emissie lachgas Beregeningsproef Droevendaal Emissie bij en na beregening in combinatie met 4.2 bemesting Peilverhoging Nij Bosma Zathe (klei) Effect peilbeheer klei en emissies (niet uitgevoerd) 4.3 Peilverhoging Vredepeel (zand) Effect peilverhoging zand op emissies Peilverhoging Zegveld (veen) Effect peilverhoging veen op emissies Alterra-rapport

18 4.1 Relatie tussen bodemvochtgehalte en lachgasemissie De emissie van lachgas wordt gestuurd door de vochtgehalten in de wortelzone. De vochtgehalten worden bepaald door neerslag (en beregening), grondwaterstanden en eigenschappen van de bodem. Verlagen van grondwaterstanden en aanpassen van beregeningstrategieën leidt op zand- en kleibodems tot lagere vochtgehaltes in de wortelzone en daardoor tot lagere emissies van lachgas. Op veengronden leidt verondiepen van grondwaterstanden door opzetten van oppervlaktewaterpeilen tot hogere bodemvochtgehaltes, tot minder oxidatie van de veenbodem en daarmee juist tot lagere emissies van lachgas. Doel Inzicht genereren in de relatie tussen vochtgehalte in de bodem als functie van grondwaterstand en neerslag en de emissie van lachgas uit grasland en bouwland. Werkwijze Om de relatie tussen vochtgehalte en emissie van lachgas voor Nederlandse omstandigheden verder te verkennen zijn bestaand maar nog niet geanalyseerde data geanalyseerd (aanhangsel 2), zijn de incubatieproeven specifiek hierop geanalyseerd (aanhangsel 3) en zijn in de veldproef behandelingen gericht op verschillende vochtsituatie meegenomen (aanhangsel 4). Resultaten Uit alle metingen blijkt dat het vochtgehalte in de wortelzone, en daarmee neerslag, beregening en grondwaterstand, grote invloed hebben op het optreden van de emissie van lachgas. Bij verdichte bodems is bij dezelfde hoeveelheid neerslag de emissie groter dan bij niet verdichte bodems. Regelmatig hogere vochtgehaltes resulteren in structureel hogere lachgasemissies. De emissies zijn in belangrijke mate pieken, om deze te kunnen bepalen zijn (semi-)continue metingen nodig. De in de veldproef gemeten piekemissies zijn daardoor waarschijnlijk lager dan de werkelijke (eerder) opgetreden emissies na een neerslaggebeurtenis. Perspectief De met de (zeer gangbare) fluxkamermethode gemeten N2O-emissie zijn momentopnamen die als gevolg van het feit dat de emissies als piek optreden geen goed beeld geven van de totale emissie. Om lachgas-emissie, emissiefactoren en maatregelen op het gebied van waterbeheer goed te kunnen kwantificeren zijn andere meetmethoden en modellen nodig en is het nodig om naast de emissies ook bodemvocht, neerslag, grondwaterstanden en oppervlaktewaterpeilen te meten. Afwenteling N.v.t. 18 Alterra-rapport 560.6

19 4.2 Beregening De emissie van lachgas wordt gestuurd door de vochtgehalten in de wortelzone. De vochtgehalten worden bepaald door neerslag (en beregening), grondwaterstanden en eigenschappen van de bodem. Aangepaste beregening moet leiden tot lagere vochtgehaltes in de wortelzone en daardoor tot lagere emissies van lachgas. Doel Kwantificeren van de effecten van beregeningsstrategieën op de emissie van lachgas: Werkwijze In 2000 en 2001 is op Droevendaal een beregeningsproef uitgevoerd (aanhangsel 5). Conclusies De gemeten piekemissies na beregening in een droge periode was (na kunstmestgift) extreem groot en trad op gedurende een korte periode (binnen uur). Na beregening of neerslag treedt bij aanwezigheid van voldoende mineraal stikstof een kortdurende, hoge piek in de emissie van lachgas op. De in de veldproef gemeten piekemissies zijn waarschijnlijk lager dan de werkelijke (eerder) opgetreden emissies na een neerslaggebeurtenis. De bijdrage van de piekemissies aan de totale emissie is op basis van de uitgevoerde meetcampagnes niet te kwantificeren. Na een extreem droge periode kunnen andere factoren als de beschikbaarheid van koolstof de activiteiten van de micro-organismen in de bodem beperken waardoor de emissie van lachgas in die situatie wordt geremd. Perspectief Beregenen met traditionele giften leidt tot verliezen via zowel denitrificatie (emissie van lachgas en N2) als verliezen via uitspoeling (NO3). Ook langere periode na mesttoediening leidt beregening (of neerslag) tot emissie van lachgas. Omdat de stikstof wordt vastgelegd in het gewas kan worden beredeneerd dat bij beregening op latere momenten de emissies minder moeten worden door uitputting van de stikstofbron. Beregenen vlak na een mestgift of mest toedienen terwijl regen wordt voorspeld zal dan ook tot de hoogste emissies leiden. Regelmatig beregenen met kleinere hoeveelheden minimaliseert deze verliezen en is uit oogpunt van benutting van stikstof te prefereren. Dergelijke intensieve beregeningsstrategieën brengen forse kosten met zich mee en zijn daarom alleen in hoogwaardige teelten rendabel. Druppelberegening is de meest efficiënte (maar ook duurste) methode: de bodemvochtvoorraad wordt bijna constant gehouden en komt niet in een traject waarin emissies van lachgas zullen optreden. Niet beregenen heeft hetzelfde effect. De grootte van het effect van maatregelen tav beregening op de emissie van lachgas kan alleen worden gekwantificeerd wanneer de totale emissies gedurende langere tijd voor percelen met verschillend bodemwaterbeheer condities kunnen worden bepaald. Dit vraagt bij gebruik van fluxkamers om bijzonder intensieve en daarmee dure meetcampagnes en is praktisch niet te realiseren. Om de effecten van Alterra-rapport

20 beregening op de emissie van lachgas te kunnen schatten moeten andere meettechnieken worden gebruikt die worden gecombineerd met modelleren. Afwenteling Aangepaste beregeningsstrategieën kunnen gevolgen hebben voor de gewasopbrengsten. De effecten zijn beperkt of zelfs positief bij druppelberegening en zijn negatief bij geheel niet beregenen. 4.3 Peilbeheer De emissie van lachgas wordt gestuurd door de vochtgehalten in de wortelzone. De vochtgehalten worden bepaald door neerslag (en beregening), grondwaterstanden en eigenschappen van de bodem. Verlagen van grondwaterstanden leidt tot lagere vochtgehaltes in de wortelzone en daardoor tot lagere emissies van lachgas. Doel Kwantificeren van de effecten van peilverandering op de emissie van lachgas. Proefopzet Het kwantificeren van het effect van grondwaterstand op de N 2 O-emissie door middel van metingen is moeilijk omdat de effecten van grondwaterstand vaak verstrengeld zijn met die van andere factoren (bijvoorbeeld temperatuur, neerslag, bemesting). Het is moeilijk en kostbaar om statistische verantwoorde proefvelden aan te leggen met verschillende grondwaterstanden en herhalingen. Daarom is voor ROB gekozen om aan te sluiten bij bestaande (of geplande) proeven met als doel de emissies bij verschillende peilen te bepalen. De proeven zijn opgezet voor 3 grondsoorten: 1. Klei (Nij Bosma-Zathe) 2. Zand (Vredepeel) 3. Veen (Zegveld) Door praktische tegenslag (MKZ-crisis) zijn de metingen op Vredepeel ingelast omdat op de andere locaties door de MKZ-crisis niet kon worden gemeten, zijn de metingen op Zegveld laat gestart, en is de proef op Nij Bosma-Zathe niet uitgevoerd omdat de peilvakken daar niet op tijd zijn aangelegd als gevolg van eerst MKZ en daarna de natte weersomstandigheden. Effecten van peilbeheer op klei zijn dan ook niet gemeten en kunnen niet worden beschreven Effect peilbeheer op de emissie van lachgas uit zand Motivatie Ondieper grondwaterstanden in zandgebieden resulteren in een grotere emissie van lachgas. Het nationale waterbeleid is gericht op verdrogingbestrijding, op 20 Alterra-rapport 560.6

21 waterafhankelijke natuurontwikkeling en op tegengaan van overstromingen en daarmee op het creëren van ondiepere grondwaterstanden. Resultaten Het is niet mogelijk gebleken in zandgrond onder geschikte condities (zelfde bodem/gewas) op perceelsschaal te meten bij verschillende grondwaterniveaus door aan te sluiten bij bestaande praktijkproeven. De proef bij Vredepeel heeft geen prioriteit gekregen bij de selectie maar is bij het ontstaan van de MKZ-crisis desondanks uitgevoerd om vooral te kunnen meten. De metingen zijn (te) laat na toedienen van de mestgiften gestart en korte tijd later bleken de gemeten emissies nul te zijn. De resultaten op Vredepeel zijn niet consistent met de resultaten van andere metingen en zijn te beperkt om daar waarde aan te kunnen hechten. De metingen op Droevendaal (veldproef en beregening) bevestigen de sturende invloed van bodemvochtgehalte op de emissie van lachgas. Duidelijk is ook dat de emissie in pieken optreed. Deze emissiepieken treden op direct na neerslag (of beregening). Proeven waarbij met intervallen van dagen tot weken wordt gemeten zijn niet geschikt om de emissies gedurende de periode van meten te bepalen. Dat impliceert dat dergelijke proeven ook niet geschikt zijn om de effecten van maatregelen op een verantwoorde manier te kwantificeren. Wel leveren deze proeven kwalitatief inzicht in de effecten van maatregelen. Met de beschikbare kennis kan worden geprobeerd de emissie beter te schatten door 2 relaties af te leiden: 1. De N 2 O-emissie als functie van bijv. mestgift, vochtgehalte en temperatuur zoals eerder bijv. door Velhof (1997) is gebeurd. 2. Het vochtgehalte te bepalen als continue functie van grondwaterstand, neerslag (en bodemeigenschappen). De eerste relatie wordt afgeleid op basis van steekproeven, de tweede relatie is nodig om deze data te extrapoleren tot een tijdreeks, daarmee kunnen de emissie en de effecten van de maatregelen op jaarbasis (langjarig gemiddeld) worden gekwantificeerd. Dit is ook noodzakelijk omdat de maatregelen niet op ieder moment van het jaar hetzelfde effect leveren. Meenemen van bodemfysische eigenschappen maakt het mogelijk om de relaties ook voor andere bodems toe te passen (extrapolatie tot landsdekkend beeld) en zo zowel betere emissiefactoren te krijgen als het effect van maatregelen te kunnen bepalen. De tweede relatie kan goed worden verkregen via modellen, dit vraagt echter om een andere opzet van de proeven en aanvullende hydrologische en bodemfysische metingen. Om de totale emissie goed te kunnen kwantificeren zijn complementair aan een deze benadering meetmethoden nodig die de emissie over een groter oppervlak meten en dat bovendien met korte tijdintervallen kunnen doen. Velthof (1997) heeft een relatie waarin de emissie van lachgas toeneemt voor ondiepere grondwaterstanden in zandgrond gekwantificeerd. Het effect van Alterra-rapport

22 grondwaterstanden op de emissie van lachgas is in de systeemanalyse via modelberekeningen met deze relatie gekwantificeerd. De resultaten van incubatie, kolom- en de veldproeven bevestigen het inzicht in de samenhang tussen grondwaterstand en emissie van N2O. De resultaten uit de systeemanalyse blijven valide. Perspectief Verlagen van de grondwaterstanden resulteert in zandgrond tot een reductie van de emissie van lachgas. De te bereiken reductie bedraagt waarschijnlijk een klein deel van de totale jaarlijkse emissie omdat na neerslag nog steeds tijdelijk hogere vochtgehaltes worden bereikt. Verlagen van grondwaterstanden is niet in overeenstemming met het gevoerde beleid in Nederland. Dit beleid is juist gericht op verdrogingbestrijding en het ontwikkelen van natte natuur. Verlagen van de grondwaterstanden om de emissie van lachgas te reduceren lijkt dan ook weinig realistisch. Als gevolg van deze autonome ontwikkeling wordt wel een toename van de emissie van lachgas uit zandgronden voorzien. Dit kan worden gecompenseerd door ammonium- in plaats van nitraatmeststoffen te gebruiken. Afwenteling Verlagen van de grondwaterstanden in zandgrond leidt tot vochttekorten in droge perioden. De landbouwkundige productie daalt tenzij wordt beregend. Door beregenen (is toevoegen van neerslag) bestaat het risico dat de vochtgehaltes toenemen en dat een piek in de emissie van lachgas wordt bereikt. Verlagen van de grondwaterstand leidt tot een toename van de nitrificatie en tot een reductie in de denitrificatie. De uitspoeling van nitraat naar het grondwater wordt groter. Verdroging leidt tot negatieve gevolgen voor de natuur, gewenste natuurdoeltypen en de doelstelling van verdrogingbestrijding worden niet gerealiseerd Effect peilbeheer op de emissie van lachgas uit veen Motivatie Verhogen van de peilen van het oppervlaktewater in veengebieden reduceert de mineralisatie van het veen en daarmee de emissie van lachgas. Plas-dras zetten van veenbodems reduceert de emissie van lachgas theoretisch nagenoeg geheel: in levende laagveenmoerassen worden zowel koolstof als stikstof vastgelegd. Resultaten In het proefschrift van Velthof (1997) blijkt uit de op basis van veldmetingen afgeleide relaties de afname van de emissie van lachgas bij ondiepere grondwaterstanden in veen. In een kolomproef met veengronden (Velthof, 2001) was de N 2 O-emissie gedurende 80 dagen veel hoger bij een grondwaterstand van 5 cm dan bij een grondwaterstand van 30 cm onder maaiveld. Velthof concludeert daarom dat het omhoog brengen van 22 Alterra-rapport 560.6

23 de grondwaterstand tot 5 cm onder maaiveld resulteert in een forse toename van de N 2 O-emissie. Deze conclusie is strijdig met de constateringen op basis van velmetingen en is waarschijnlijk een tijdelijk effect bij de overgang van droge omstandigheden naar natte omstandigheden. Onder natte omstandigheden zullen de mineralisatie van veen en de nitrificatie, waarbij ook N2O wordt gevormd, kleiner zijn en zal derhalve minder nitraat beschikbaar zijn voor denitrificatie. Nader onderzoek zal moeten aangeven hoe lang deze verhoogde N 2 O-emissie duurt. Op het droge perceel in Zegveld wordt in de periode meer N 2 O geproduceerd. Voor een normale verdeling is de emissie van het droge perceel 1.5 maal groter dan de emissie van het natte perceel, uitgaande van een log-normale verdeling bedraagt deze verhouding 2.5. De geschatte stikstofgift door bemesting en beweiding lag ongeveer 15% hoger op het natte perceel en vormt geen verklaring voor het verschil in emissie, een relatie tussen flux en de stikstofgift is met de huidige dataset niet aan te tonen. De meest waarschijnlijke verklaring voor het verschil tussen het droge en het natte perceel lijkt het grote bodemvochtgehalte in de wortelzone bij het natte veld. De hogere grondwaterstand bij het natte perceel werkt dit in de hand. Modelberekeningen (Jacobs, Moors en Van der Bolt, 2003) laten zien dat de waterverzadigingsgraad van de toplaag van de bodem bij dit perceel de 80% veelvuldig overschreed. Bij een dergelijke verzadigingsgraad is de aëratie gering en wordt naar verhouding veel N 2 O geproduceerd. De rekenresultaten duiden op een reductie in de broeikasgasuitstoot van 0-2 (1.1) ton CO 2 -equivalenten per hectare per jaar, per cm verhoging van de jaargemiddelde grondwaterstand. De berekende reductie is echter uitermate gevoelig voor de gebruikte statistische verbanden tussen waarnemingen en modelresultaten. Jaargemiddelde emissie Voor de evaluatie van maatregelen onder het Kyoto-protocol is de jaarlijkse uitstoot van broeikasgassen relevant. In de systeemanalyse is aangegeven hoe met behulp van modellen in de tijd en ruimte geïnterpoleerd kan worden om betere emissiefactoren te krijgen. Jacobs, Moors en Van der Bolt (2003) hebben een poging ondernomen om op deze wijze verbeterde emissies voor CO2, N2O en CH4 te bepalen. De aldus bepaalde netto uitstoot van broeikasgassen bedraagt ton CO 2 -equivalenten per hectare per jaar voor het droge perceel, tegen ton CO 2 -equivalenten per hectare per jaar voor het natte perceel. Het aandeel van N 2 O in de netto uitstoot van broeikasgassen uit de percelen is 30-50%. De onzekerheden door de enorme variatie in de uitwisseling van broeikasgassen in plaats en tijd zijn echter groot. Effect van seizoenen In de winter zijn de fluxen lager dan in de zomer, en worden soms vrijwel nul. Vergelijkbare patronen werden ook gevonden door Velthof (1997). De lagere fluxen rond de winterperiode zijn hoogst waarschijnlijk het gevolg van de lagere temperaturen, waardoor de microbiële activiteit wordt geremd. Op basis van meetgegevens over het effect van temp. op de afbraaksnelheid van veen (Vermeulen en Hendriks, 1997) schat Hendriks (pers.med.) dat 80% van de mineralisatie van veen in het zomerhalfjaar plaatsvindt. Bij hogere temperaturen kunnen ook zeer natte Alterra-rapport

24 omstandigheden in en rond de winterperiode waarin met name N2 zal worden geproduceerd tot lagere emissies van lachgas leiden. Reductie van de uitstoot van broeikasgassen via verhoging van de grondwaterstand in het veenweidegebied rond ROC Zegveld is mogelijk. De temporele en ruimtelijke variatie in waarnemingen was groot. Dit maakt het lastig goede emissiefactoren te bepalen. De effecten van peilverhoging zijn dan ook niet goed gekwantificeerd, net als de emissiefactoren. Om deze problemen op perceelsniveau op te lossen zijn langlopende, continue fluxmetingen noodzakelijk, waarmee met hoge frequentie betrouwbare gebied- en tijdsgemiddelde broeikasgasemissies bepaald kunnen worden. Perspectief Hogere peilen in veengebieden leiden tot een forse vermindering van de lachgasemissie omdat de mineralisatie van veen daardoor wordt gestopt. Omdat mineralisatie van veen een sterk temperatuur gestuurd proces is, zal vooral het opzetten van voorjaars- en zomerpeilen een vermindering van de emissies geven. Vanuit een diepontwaterde situatie opzetten van de peilen in veen leidt mogelijk tijdelijk tot een hogere emissie van lachgas. Niet bekend is hoelang dit duurt. Hogere peilen in de veenweidegebieden zijn ook gewenst om de permanente daling van maaiveld en polderpeilen tegen te gaan om de resulterende verdroging tegen te gaan en tot een duurzaam regionaal watersysteem te komen. Afwenteling Een hoger peil in veenweidegebieden leidt tot een landbouwkundig minder optimale situatie. Wanneer levende veenmoerassen kunnen worden gecreëerd wordt naast stikstof ook koolstof vastgelegd, de emissies van N2O CO2 worden immissies. In deze omstandigheden zal methaan (CH 4 ) worden geproduceerd en zal de emissie hiervan toenemen. Per saldo wordt een positief effect op de totale emissie van broeikasgassen verwacht. 24 Alterra-rapport 560.6

25 5 Nieuwe inzichten Nieuwe inzichten zijn er ten aanzien van te meten sturende factoren, de variatie in ruimte en tijd en de manier waarop de relatie tussen grondwaterstand en emissie van lachgas gemeten en gemodelleerd kan worden. Het gewijzigde mestbeleid zal resulteren in een afname van de indirecte emissie. 5.1 Sturende factoren De emissie van lachgas is in belangrijke mate afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid stikstof en het nagenoeg ontbreken van voldoende zuurstof. De beschikbaarheid van zuurstof wordt bepaald door het zuurstofverbruik in de bodem en de snelheid van zuurstofaanvoer. Het zuurstofverbruik in de bodem hangen samen met de biologische activiteit in de bodem en dus van temperatuur, ph, en de aanwezigheid van voedingsstoffen. De zuurstofaanvoer is afhankelijk van de bodemstructuur (materiaal, poriënvolume, structuur en tortuosity) en van de hoeveelheid bodemvocht. Waterbeheer beïnvloedt de bodemvochttoestand en beïnvloedt daarmee condities voor de vorming van broeikasgassen. Bodemvocht Het bodemvocht is sterk sturend. In deze en andere studies is duidelijk gebleken dat de grote hoeveelheden lachgas in kortdurende pieken emitteren en dat het optreden van deze pieken wordt veroorzaakt door het ontstaan van natte omstandigheden. Om inzicht te krijgen in de werkelijk optredende emissies van lachgas moet met het optreden van deze pieken rekening worden gehouden en moeten bij iedere proef naar emissies van broeikasgassen ook bodemvochtgehaltes en/of grondwaterstanden, oppervlaktewaterpeilen en neerslag en verdamping worden gemeten. Zuurstofconcentratie De meest direct sturende variabele is de zuurstofconcentratie en het zou beter zijn deze te meten in plaats van luchtgevuld poriënvolumedit biedt betere mogelijkheden om de resultaten makkelijker naar andere bodems en waterhuishoudkundige situaties te kunnen extrapoleren met modellen die water, temperatuur en gastransport beschrijven. Meten van zuurstofconcentraties in de bodem is echter moeilijk (sterk heterogeen) en duur. Met behulp van modellen kunnen ook de parameters die de processen sturen ook worden gekalibreerd wanneer de inkomende en uitgaande fluxen bekend zijn. Dergelijk gebruik van modellen zal en meer inzicht geven en zal betere schattingen van emissies geven. Beschikbare stikstof Gemakkelijk afbreekbare organische stof in combinatie met mineralisatiesnelheid sturen de emissie van broeikasgassen en niet de hoeveelheid mineraal stikstof. Laatste wordt vaak wel bepaald omdat dit makkelijk is te meten, de in de bodem aanwezige Alterra-rapport

26 niveaus minerale stikstof zijn geen goede voorspeller van de beschikbaarheid van mineraal N dat snel kan worden aangevuld door het bodemleven. De samenstelling van organisch materiaal in de bodem en met name de fractie (zeer) snel afbreekbaar organisch materiaal bepaalt de emissies mee, dat geld in het bijzonder voor diep ontwaterde veengronden. De N 2 O-emissies bij veenweidegebieden in Nederland zijn lager bij hogere grondwaterspiegels. Deze relatie is omgekeerd bij zand- en kleigronden (Velthof 1997). Om beter inzicht te krijgen in de processen is het belangrijk in de toekomst onderscheid te maken tussen de mineralisatie van veen als functie van de grondwaterstand (mineralisatie leidt tot makkelijk beschikbaar stikstof) en de emissie van lachgas als functie van de grondwaterstand. Theoretisch moet voor de veengronden eenzelfde relatie voor de emissie van N2O gelden als voor de zand- en kleigronden. De hoeveelheid makkelijk afbreekbaar organisch materiaal is meer bepalend dan de hoeveelheid mineraal N. De laatste varieert maar weinig. 5.2 Variatie in tijd en ruimte De emissie van N2O wordt beïnvloed door factoren als snel beschikbaar stikstof, neerslag, grondwaterstand, bodemeigenschappen, vochtgehalte, temperatuur, gewasopname(snelheid) en activiteit van het bodemleven. Deze variëren sterk op korte afstand en veranderen ook in de tijd. Als gevolg daarvan varieert ook de emissie van N2O binnen percelen en in de tijd sterk. Deze variatie in de tijd en ruimte keert in nagenoeg alle uitgevoerde proeven terug. Velthof et al. (1996b) hebben door 48 metingen op een raai dwars over het perceel de variatie binnen een perceel zichtbaar gemaakt. Ook de waarnemingen op Zegveld tonen een enorme variatie in de N 2 O-fluxen. Niet alleen tussen de experimenten op verschillende data bestaan grote variaties (temporele variabiliteit) maar ook binnen experimenten bestaat grote variatie (ruimtelijke variabiliteit). Grote uitschieters zijn waargenomen. Uitschieter zijn niet op voorhand een waarnemingsfout, ook bij andere proeven zijn dergelijke grote uitschieters waargenomen. Uitschieters zullen het gemiddelde sterk beïnvloeden. Het is niet duidelijk in hoeverre het waargenomen gemiddelde het werkelijk gebiedsgemiddelde representeert omdat te weinig herhaalde metingen beschikbaar zijn om zo n gebiedsgemiddelde uit te rekenen. De extreme emissiepieken hebben ook een grote invloed op de N 2 O-fluxbalans over langere periodes, met de in deze proef gebruikte meetfrequentie is niet vast te stellen of de belangrijkste bijdragen daadwerkelijk worden meegenomen. De ruimtelijke en temporele variatie bestaat niet alleen voor N 2 O maar ook in de emissies van CH 4 en CO 2 (Jacobs, Moors en Van der Bolt 2003). Omdat de emissies van N 2 O, CH 4 en CO 2 in mineraliserende veenbodems samenhangen is het gewenst om deze emissies gezamenlijk te meten en modelleren om de werkelijke uitstoot te kunnen bepalen. Omdat in de omgeving mogelijk ook andere bronnen voorkomen moeten specifieke bronnen (mest en urine voor lachgas, directe methaan productie door koeien of via vergistin in de stallen) in de analyse worden meegenomen. 26 Alterra-rapport 560.6

27 5.3 Meten van emissies Net als in eerdere studies is ook in de huidige waarnemingen sprake van een enorme variatie in de N 2 O-uitstoot van plaats tot plaats en van dag tot dag. De variatie in emissie wordt in belangrijke mate bepaald door verschillen in vochtgehalten. Waarnemingen in bodem, water en atmosfeer zouden daarom in geen enkele proef naar de emissie van lachgas (en kooldioxide en methaan) mogen ontbreken. Ook bij de proef Velthof (1997) met snel stijgende en dalende grondwaterstand is duidelijk aangetoond dat de emissie van lachgas net als bij beregening via een piek optreedt. Om de totale emissies goed te kunnen bepalen zijn (semi-)continu metingen nodig. Alleen dan kunnen werkelijke emissiefactoren en effecten van maatregelen op de emissiefactoren worden vastgesteld. De grootte van de emissies op basis van waarnemingen met intervallen van dagen is door toeval bepaald. De waargenomen emissies hoeven daarom zeker geen piekwaarden te zijn. In de beregeningsproef is zichtbaar gemaakt hoe kort emissiepieken kunnen duren. De resultaten van proeven met intervallen van dagen zijn minder geschikt om een gemiddelde emissie (of emissiefactor) te bepalen. De resultaten kunnen wel worden gebruikt om verschillen in emissies tussen behandelingen aan te tonen. De onzekerheid in de geschatte emissies kan worden verkleind via metingen die de variatie in zowel tijd als ruimte beschrijven. Dit vraagt om continue metingen en om metingen over grotere oppervlakten. Om de ruimtelijke en temporele variatie en daarmee de emissiefactoren via fluxkamermetingen goed in de vingers te krijgen zijn en veel en continue metingen nodig. Dat is duur en praktisch moeilijk uitvoerbaar. Micrometeorologische meetmethoden waarbij continu en over een groter oppervlak geïntegreerde fluxmetingen worden bieden perspectief als aanvulling op de fluxkamermetingen. De methodiek is voldoende ontwikkeld voor CH4 en CO2 maar is vooralsnog minder geschikt voor N2O. Bijkomend probleem is de grote variatie in bronnen voor CH$ (koeien, stallen) en N2O (urine- en mestplekken na beweiden, en uitrijden van mest), deze variatie noodzaken een goede analyse van locatie en aantal bronnen. 5.4 Modelleren van emissies Als aandachtspunt is in de systeemanalyse geconstateerd dat de ingrepen in de waterhuishouding moeten worden getoetst aan ingezet beleid m.b.t. waterbeheer, dat een klimaatverandering de waterhuishouding doet veranderen en daarmee de emissie van lachgas, en dat de gevolgen op de landbouwkundige bedrijfsvoering niet uit het oog moeten worden verloren. Een integrale benadering waarbij maatregelen op het terrein van waterbeheer samengaan met maatregelen op andere terreinen zoals bemesting en veranderend landgebruik is onontbeerlijk. Alterra-rapport

28 Goed inzicht de samenhang tussen grondwaterstand en vochtgehalten op de N2Oemissie maakt onderbouwing van maatregelen in het waterbeheer om de uitstoot van broeikasgassen te reduceren mogelijk. Het is moeilijk om de effecten van grondwaterstand op de emissie van N2O te meten omdat de effecten vaak verstrengeld zijn met de effecten van andere factoren zoals bemesting, temperatuur en neerslag en omdat het niet mogelijk is statistisch verantwoorde proefvelden aan te leggen met verschillende herhalingen van grondwaterstanden (zie ook ROBonderzoek eindrapport cluster 1.1 Beweiding van Kuikman et al. 2004). Om via veldproeven beter zicht op de effecten van peilbeheer in bijv. veengronden te krijgen moeten vergelijkbare proeven voor verschillende veenbodems, oppervlaktewaterpeilen en bedrijfsvoering worden uitgevoerd. Om de resultaten van proeven breder toepasbaar te maken kan via modellen in de tijd worden geïnterpoleerd en moet naar bodemtype en bedrijfsvoering worden geëxtrapoleerd. Na de exercities in het kader van de systeemanalyse (Kroes et al. 2000) is een directe koppeling tussen meetgegevens en modeltoepassing op perceelsniveau uitgevoerd voor de proef op Zegveld (Jacobs, Moors en Van der Bolt, 2003), de eerste resultaten daarvan (Fig. 1) zijn bemoedigend. De emissies van lachgas zijn nu nog geschat via empirische relaties, de volgende stap die nodig is om de emissies nog generieker te kunnen voorspellen is om net als voor de vochtgehalten een deterministisch model te gebruiken dat de gekoppelde stikstof- en koolstofbalansen simuleert. Daarbij moet niet worden vergeten veldproeven op te zetten om de modellen aan te toetsen en onderbouwen. 5.5 De indirecte emissie van lachgas Stikstof in de vorm van nitraat of opgelost organische stof (DOC) dat uitspoelt naar het grondwater komt via dat grondwater in het oppervlaktewater terecht. De samenhang tussen de directe emissie en de reductie in belasting met stikstof van grond- en oppervlaktewater is relatief onbekend. De weg die wordt gevolgd (stroombaan) en de transportsnelheid bepalen de verblijftijd een eventuele omzetting. Waterhuishouding en grondgebruik c.q. mestgift beïnvloeden de emissie van nutriënten naar grond- en oppervlaktewater. Autonome ontwikkelingen (mestbeleid, verdrogingbestrijding en ontwikkelen van natte natuur) beïnvloeden de indirecte emissie. De effecten van het autonome beleid op de indirecte emissie van lachgas kunnen worden gekwantificeerd. Daartoe kan conform de IPCC-rekenmethoden worden verondersteld dat de reductie van de indirecte emissie van lachgas evenredig is met de emissie van nutriënten naar grond- en oppervlaktewater. Het mestbeleid resulteert in principe in een afname van de belasting van grond- en oppervlaktewater. de veranderingen in het waterbeheer leiden tot een aanvullende reductie van de emissie van stikstof naar het grond- en oppervlaktewater. De indirecte emissie van lachgas zal gegeven deze autonome ontwikkelingen afnemen. 28 Alterra-rapport 560.6

29 N 2 O flux [g(co 2 eq) m -2 dag -1 ] Dagnummer N 2 O flux [g(co 2 eq) m -2 dag -1 ] Dagnummer Figuur 1. Geëxtrapoleerd jaarverloop van de N 2O flux (stippellijn) en vergelijking met de waargenomen fluxen (punten). Het extrapolatiemodel is gebaseerd op alle getoonde waarnemingen. Boven: droge perceel; beneden: natte perceel (bron: Jacobs, Moors en Van der Bolt 2003). Ook voor N 2 O is emissie uit sloten na uitspoeling van stikstof een mogelijk belangrijke bron. Velthof (1997) schat de bijdrage hiervan op 25-35% van de totale directe emissie, maar de onzekerheid is groot (ruwweg 40-50%). De totale N vracht naar het oppervlaktewater bedraagt 30 tot 40 kg ha -1 jaar -1 (Hendriks 2002). Voor de indirecte emissie in veengebieden (in waterkwaliteitstermen de retentie door denitrificatie) kan een factor 0,25 tot 0,5 (ruwe schatting) worden aangehouden. Dit leidt tot een extra emissie van 10 kg N ha -1 jaar -1. Vergeleken met de gemeten emissies van 52 resp. 77 kg N/jaar (voor nat en droog) levert dat een bijdrage van van de indirecte emissie van 10 tot 20%. Deze schatting is lager dan de schatting van Velthof (1997). Alterra-rapport