Water. beperken. beschermen, uitspoeling. pure Nutrient INFO #2

Transcriptie

1 pure Nutrient INFO #2 Nitraatuitspoeling Water beschermen, uitspoeling beperken Stikstofverliezen verlagen In bodems vindt altijd enige uitspoeling plaats. Uitspoeling is dus geen nieuw fenomeen, noch volledig vermijdbaar. Nitraatuitspoeling door de landbouw kan wel tot een minimum beperkt worden. In deze nieuwsbrief worden de oorzaken van nitraatuitspoeling beschreven en worden concrete oplossingen gegeven om dit verschijnsel te beperken.

2 pure Nutrient INFO Stikstofverliezen door uitspoeling voorkomen Uitspoeling is een complex probleem, waar niet één oplossing voor bestaat. Nitraatuitspoeling vindt vooral plaats na overmatige bemesting en is afhankelijke van lokale omstandigheden. Deze lokale omstandigheden zijn maar in beperkte mate te beïnvloeden, zoals o.a. de mineralisatie van opgebouwde organische stof. Toch er zijn beproefde strategieën beschikbaar om uitspoeling te beperken. Goede landbouwpraktijk Uitspoeling kan worden beperkt door goede landbouwpraktijk toe te passen. Effectieve maatregelen zijn [8]: Opstellen van een gedetailleerd bemestingsplan. Bepalen van de voorraad minerale stikstof in het voorjaar en de bemesting daarop aanpassen. N-gift delen om het aanbod zo goed mogelijk af te stemmen op de behoefte van het gewas: zowel een goede start, als de mogelijkheid tot inspelen op veranderende groeiomstandigheden. Zorgen voor een gebalanceerd aanbod van andere voedingsstoffen (m.n. P, K, S) om de stikstofbenutting te optimaliseren. De stikstofgift aanpassen aan verschillende gewasbehoefte binnen het perceel m.b.v. precisielandbouw. Keuze van hoogproductieve rassen die de beschikbare stikstof efficiënt benutten. Telen van groenbemesters en wintergranen, zodat in het najaar gemineraliseerde stikstof wordt vastgelegd. Toediening van dierlijke mest in een periode dat het gewas de beschikbaar komende stikstof kan opnemen. Behoud van een goede bodemstructuur om oppervlakkige afspoeling te voorkomen en de ontwikkeling van een diep en uitgebreid wortelstelsel te bevorderen. Gebruik minerale meststoffen en dierlijke mest op voldoende afstand van oppervlaktewater. Afstemmen meststofgebruik De beste manier om het stikstofresidu in de herfst en daarmee nitraatuitspoeling tot een minimum te beperken, is te zorgen voor een nauwkeurige afstemming van de bemesting op de gewasbehoefte. De stikstofopname varieert van jaar tot jaar, van perceel tot perceel en van ras tot ras. Factoren die daarbij een rol spelen zijn de hoeveelheid minerale stikstof in de bodem, de mate van mineralisatie, gewasontwikkeling en de weersomstandigheden. Omdat deze factoren niet op betrouwbare wijze te voorspellen zijn, moet de gewasbehoefte zo nauwkeurig mogelijk worden bepaald, zodat de bemesting in exact gedoseerde, gedeelde giften kan worden uitgevoerd. Met de door Yara ontwikkelde precisie-instrumenten voor stikstofbemesting, de N-Tester en N-Sensor, kan de gewasbehoefte lokaal en in real-time worden gemeten. Met behulp van de N-Sensor wordt gecorrigeerd voor de variatie in de stikstofbehoefte binnen het perceel. Zo kan de gift op elke plaats en tijdstip precies worden aangepast aan de behoefte. Het gebruik van deze apparatuur vermindert het risico van stikstofoverschotten en uitspoeling aanzienlijk [9], met behoud van een optimale opbrengst en financieel resultaat. Uw lokale Yara-contactpersoon kan u helpen met het opstellen van bemestingsstrategieën waarmee uitspoeling tot een minimum wordt beperken en de opbrengst van uw bedrijf wordt geoptimaliseerd.

3 pure Nutrient INFO Nitraat kan in de bodem grotendeels vrij bewegen en wordt snel door planten opgenomen. Ammonium is minder mobiel en is daardoor niet gevoelig voor uitspoeling. Micro-organismen concurreren in de bodem met de planten om stikstof en binden een gedeelte ervan in organische stof (immobilisatie). Deze stikstof is niet verloren, maar moet eerst worden gemineraliseerd voordat hij door planten kan worden opgenomen. Een deel van de vastgelegde stikstof wordt tijdens het groeiseizoen gemineraliseerd, maar de rest pas in de daaropvolgende jaren. Een gedeelde stikstofgift garandeert een snelle opname van de beschikbare stikstof door het gewas, waardoor immobilisatie wordt beperkt. Nitraat is minder gevoelig voor immobilisatie dan ammonium. Bij toepassing van goede landbouwpraktijk blijft er na de oogst weinig restnitraat achter in de bodem. De stikstof in dierlijke mest zit voor een belangrijk deel in organische verbindingen, die bijdragen aan de opbouw van organische stof in de bodem. Deze stikstof is niet direct beschikbaar voor het gewas, maar moet eerst mineraliseren De mineralisatie van organisch stof verhoogt het gehalte minerale stikstof in de bodem. De hoeveelheid minerale stikstof die mineraliseert varieert sterk tussen percelen en in de tijd en is bovendien niet afgestemd op de opnamecurve van het gewas. Na de oogst zijn de omstandigheden in de warme, vochtige najaarsgrond optimaal voor micro-organismen. Als er geen gewas meer is om het vrijgekomen nitraat op te nemen, bestaat het risico op uitspoeling. Tijdens het groeiseizoen draagt gemineraliseerde stikstof bij aan de stikstofvoorziening van het gewas. Door bemonstering in het voorjaar kan de bodemvoorraad precies worden bepaald en de eerste gift worden gecorrigeerd. De aanvullende bemesting kan ondersteund worden met de N-Tester en N-Sensor, zodat overbemesting wordt voorkomen en uitspoeling wordt beperkt. De grondwatervoorraad wordt in de herfst en winter aangevuld met regenwater. Vooral in deze periode kan achtergebleven nitraat uitspoelen. In het voorjaar en zomer zorgt de combinatie van toenemende verdamping en dalende neerslag veelal voor een opwaartse grondwaterstroming. De beste strategie tegen uitspoeling is daarom om in de herfst de bodemvoorraad nitraat zo klein mogelijk te houden. 5 Dierlijke mest, vooral drijfmest, bevat ook minerale stikstof, hoofdzakelijk in de vorm van ammonium. Het aandeel minerale stikstof in dierlijke mest kan sterk variëren en is afhankelijk van het soort mest en de herkomst. KAS UREAN UREUM Dierlijke mest Minerale N Organische stof Minerale stikstof - (NO NH + 3 ), 4 Organische N Minerale N Figuur 1: Stikstofstromen in de bodem. Naar [1] [3] [8].

4 Uitspoeling begrijpen Bodemvruchtbaarheid is mede een kwestie van stikstof, ongeacht de herkomst: natuurlijk (uit organische stof) of uit minerale of organische meststoffen. De stikstofcyclus is van nature niet geheel gesloten, waardoor er altijd een deel van de stikstof verloren gaat. Verliezen zijn niet alleen ongunstig voor de landbouw, maar belasten ook het milieu. Daarom moeten landbouwers ernaar streven om uitspoeling tot een minimum te beperken. De Europese landbouw is over het algemeen zeer efficiënt. Wat kunnen we verder doen om stikstofverliezen en in het bijzonder uitspoeling nog verder te reduceren? Welke factoren zijn bepalend voor uitspoeling en hoe kunnen deze beïnvloed worden? Stikstof in de bodem Het transport van overtollige minerale stikstof, hoofdzakelijk nitraat, vanuit de bewortelbare zone naar het grondwater wordt uitspoeling genoemd. Waar komt het overtollig nitraat vandaan? Door stikstof te markeren met isotopen kan worden getraceerd wat er met de stikstof uit meststoffen gebeurt en wordt inzicht verkregen in de stikstofcyclus in de bodem [1] [2] [3]. Figuur 1 beschrijft de belangrijkste stikstofstromen in de bodem. Stikstof komt in twee hoofdvormen in de bodem voor: Organische stikstof, gebonden in de organische stof. Deze organische stikstofverbindingen zijn niet direct opneembaar voor gewassen. Minerale stikstof (ammonium en nitraat), gevormd bij de mineralisatie van organische stof, of als zodanig toegediend als minerale meststof. Stikstof in deze vorm kan direct door het gewas worden opgenomen. Het grootste deel van de toegediende minerale stikstof wordt door de planten opgenomen, maar ook een gedeelte wordt door micro-organismen in de bodem vastgelegd en ingebouwd in de organische stof. Slechts een kleine deel blijft als minerale stikstof in de bodem. De stikstof in dierlijke mest bestaat voor een belangrijk deel uit organische stikstofverbindingen. Hierdoor verhoogt het gebruik van dierlijke mest niet alleen de hoeveelheid organische stof in de bodem, maar dus ook de hoeveelheid organische stikstof. Deze organische stikstof moet eerst gemineraliseerd worden, voordat het door planten kan worden opgenomen. Uitspoeling vindt plaats wanneer het aanwezige mobiele nitraat door hevige regenval uit de wortelzone wordt gespoeld. Dit gebeurt vooral in zand- en lössgrond. In kleigrond komt uitspoeling nauwelijks voor. Nitraat wordt daar meestal gedenitrificeerd tot onschadelijk stikstofgas. Daarbij wordt echter ook een klein deel omgezet in het broeikasgas lachgas. Stikstof en landbouw Uit het European Nitrogen Assessment [7] blijkt dat in de meeste Europese landen de stikstofoverschotten in de landbouw stabiliseren of dalen. Extra inspanningen zijn echter noodzakelijk, vooral in gebieden waar de nitraatconcentraties in het grondwater nog steeds te hoog zijn. Nitraat in oppervlaktewater en grondwater is ongewenst, omdat verhoogde nitraatconcentraties leiden tot eutrofiëring van oppervlaktewater en kustwater. Hoge stikstofoverschotten houden over het algemeen verband met een grote veestapel, terwijl in akkerbouwgebieden het overschot veelal laag is [6]. In de praktijk hangt nitraatuitspoeling vooral af van de hoeveelheid restnitraat in de herfst en van de hoeveelheid regenval. Hoe meer regenval, hoe meer nitraat er kan uitspoelen. Tegelijkertijd daalt hierdoor ook de nitraatconcentratie. Deze verdunning door regenval is een belangrijk aspect, want de door de Europese Unie vastgestelde nitraatnorm van 50 mg NO 3- /l heeft betrekking op de concentratie en niet op de totaal uitgespoelde hoeveelheid. In streken met veel neerslag kunnen in theorie grote hoeveelheden nitraat worden uitgespoeld, zonder dat de nitraatnorm wordt overschreden. In gebieden met weinig regen, zou de grenswaarde zelfs overschreden kunnen worden onder invloed van relatief geringe natuurlijke uitspoeling. Seizoensaspecten In het voorjaar toegediende minerale stikstofmeststoffen worden grotendeels door het gewas opgenomen tijdens het de groeiseizoen. Daarnaast is er in het voorjaar en de zomer minder neerslag en wordt uitspoeling voorkomen door capillaire opstijging onder invloed van een hoge verdamping uit bodem en gewas. Maar na de groeiperiode gaan micro-organismen in de bodem door met de afbraak van organische stof, waarbij minerale stikstof vrijkomt. Deze stikstof wordt nu niet door planten opgenomen en hoopt zich op als restnitraat in de bodem. Dit is vooral van belang bij gronden met een hoog gehalte aan organische stof en bij het onderwerken van grote hoeveelheden stikstofrijke oogstresten. De restnitraat kan in de winter uitspoelen naar het grondwater. Uitspoeling tijdens het groeiseizoen komt zelden voor [8]. Dit proces wordt geschetst in figuur 2. Het risico op nitraatuitspoeling stijgt door: hoog nitraatgehalte in de bodem na de oogst, ten gevolge van overbemesting of na-ijlende mineralisatie; laag vochthoudend vermogen van de bodem (m.n. zandgrond); veel regenval; lange braakperiode.

5 Gedeelde meststofgift Percolerend regenwater Capillaire opstijging Nitraat uit meststoffen Restnitraat na de oogst augustus september oktober november december januari februari maart april mei juni juli Figuur 2: Stikstof uit minerale meststoffen wordt tijdens het groeiseizoen snel door het gewas opgenomen. Bovendien verhinderen verdamping en capillaire opstijging in het voorjaar en de zomer dat stikstof het grondwater bereikt. Daardoor vindt uitspoeling vooral plaats in de herfst en winter, als percolerend regenwater eventuele restanten van bemesting en het in de herfst gemineraliseerd nitraat uit de wortelzone spoelt. De impact van minerale meststoffen In gebieden met intensieve veeteelt kan nitraatuitspoeling een groot probleem worden, dat alleen met ingrijpende maatregelen beheersbaar wordt. Dit gevaar is veel kleiner bij minerale meststoffen, mits de toepassing goed wordt afgestemd op de gewasbehoefte. Zowel vanuit economisch als vanuit milieuoogpunt is een dosering tot het economisch optimum de beste strategie. Het economisch optimum Aangezien het nitraat dat na de oogst in de bodem achterblijft in de regel veel gevoeliger is voor uitspoeling dan nitraat dat in het voorjaar met minerale meststoffen wordt toegediend, is het belangrijk om de hoeveelheid restnitraat te reduceren. Figuur 3 schetst het effect van de toediening van minerale meststoffen op de hoeveelheid reststikstof in de bodem. De hoeveelheid reststikstof blijft vrijwel stabiel tot een bepaalde drempelwaarde. Daarboven stijgt de resthoeveelheid nitraat sterk bij toenemende N-giften. Bij lagere giften daalt de hoeveelheid reststikstof nauwelijks, maar daalt de graanopbrengst snel [5]. Het is niet verrassend dat deze drempel samenvalt met het economisch optimum. Meer stikstof toedienen dan het gewas kan opnemen werkt zowel vanuit economisch als milieuoogpunt averechts. Het precies aanpassen van de stikstofgift aan de gewasbehoefte vermindert het risico op uitspoeling en optimaliseert de opbrengst. Graanopbrengst (t/ha) Optimale N-gift N-gift (kg N/ha) 100 Figuur 3: Onder de optimale N-gift is de hoeveelheid reststikstof in de bodem na de oogst (en dus het risico op uitspoeling) onafhankelijk van de meststofdoseringen [5] Reststikstof (kg N/ha)

6 Opbrengst optimaliseren, milieu beschermen Nitraatgebaseerde meststoffen, zoals kalkammonsalpeter (KAS) en nitraatgebaseerde NPK-meststoffen zijn efficiënte en betrouwbare meststoffen. Ze leveren de gewenste precisie, efficiency en betrouwbaarheid om aan de landbouwkundige en milieueisen van een duurzame landbouw te voldoen. Nitraatmeststoffen en het gebruik van precisie-instrumenten verminderen uitspoeling en zijn daarmee een logische keuze voor milieubewuste landbouwers. Ureum of KAS? Vrijwel alle stikstofmeststoffen, ongeacht of ze worden toegediend in de vorm van KAS, urean of ureum, worden uiteindelijk in nitraat omgezet voordat ze door planten worden opgenomen. Nitraatuitspoeling is daarom grotendeels onafhankelijk van de gekozen stikstofbron. Wel worden verschillen geconstateerd tijdens of onmiddellijk na het strooien: Uit veldproeven blijkt de hogere efficiency van nitraten, resulterend in een lager stikstofoverschot en een lager risico op uitspoeling. Het hogere stikstofverlies bij ureum ten gevolgde van vervluchtiging, wordt meestal gecompenseerd door een hogere dosering. Aangezien vervluchtiging niet is te voorspellen, verhoogt deze praktijk het risico op overbemesting en uitspoeling aanzienlijk. KAS kan door het hogere stortgewicht en een lager stikstofgehalte gelijkmatiger verdeeld worden dan ureum. De preciezere aanpassing aan de gewasbehoefte voorkomt plaatselijke overbemesting of tekorten. Meer informatie over nitraatmeststoffen vindt u in onze brochure Nitraatmeststoffen die u kunt downloaden op Over Yara Nitraatmeststoffen Optimale opbrengst, minimale belasting voor het milieu Yara International ASA is een internationaal bedrijf met hoofdkantoor in Oslo, Noorwegen. Als s werelds grootste leverancier van minerale meststoffen draagt Yara al meer dan 100 jaar bij aan de productie van voedsel en duurzame energie voor de groeiende wereldbevolking. Yara Benelux levert landbouwers in de Benelux kwaliteitsproducten, kennis en advies. Indien u meer informatie wenst, kunt u contact opnemen met onze lokale deskundigen. LITERATUUR [1] Macdonald A. J., Powlson D. S., Poulton P.R., Jenkinson D.S. (1989): Unused Fertiliser Nitrogen in Arable Soils Its contribution to Nitrate Leaching. Journal of the Science of Food and Agriculture. [2] Recous S., Fresneau C., Faurie G., Mary B. : The fate of labelled N-Urea and ammonium nitrate applied to a winter wheat crop (1988). Plant and Soil 112, [3] Addiscott, T.M. : Fertilizers and Nitrate Leaching. Agricultural Chemicals and the Environment. [Editors: Hester R. E., Harrison R. M.] [4] Sherlock J. : DEFRA Reasearch in Agriculture and Environmental Protection between 1990 and 2005 : Summary and Analysis (ES0127). [5] Baumgärtel G., Engels T., Kuhlmann H. (1989): Wie kann man die ordnungsgemäße N-Düngung überprüfen? DLG-Mitteilungen 9, [6] Köhler K., Duynisveld W. H. M., Böttcher J. (2006): Nitrogen fertilization and nitrate leaching into groundwater on arable sandy soils. J. Plant Nutr. Soil Sci. 169, [7] Grizzetti B. (2011): Nitrogen as a threat to European water quality. The European Nitrogen Assesment [Editors: Sutton M. A., Howard C. M., Erismann J. W., Billen G., Bleeker A., Grennfelt P., van Grinsven H., Grizetti B.]. Cambridge University Press. [8] Baumgärtel G., Scharpf H. C. (2002): Gute fachliche Praxis der Stickstoffdüngung. AID Infodienst Verbraucherschutz, Ernährung, Landwirtschaft. [9] Mohaupt V., Rechenberg J., Richter S., Schulz D., Wolter R. (2010): Water Protection in Cooperation with Agriculture. Umweltbundesamt Deutschland. Yara Benelux BV & Yara Tertre SA/NV Postbus AB Vlaardingen Nederland Tel. +31 (0) &