Duiding van trends in uit- en afspoeling

Transcriptie

1 Duiding van trends in uit- en afspoeling Piet Groenendijk, december 216, status: concept, wordt nog geredigeerd Trends in uit- en afspoeling kunnen het resultaat zijn van een groot aantal factoren, die soms met elkaar samenhangen en elkaar beïnvloeden. De effecten kunnen hierdoor worden versterkt of worden uitgedempt. Enkele van de factoren: - Bemesting, omvang en type mest, toedieningstechniek en -tijdstippen - Landgebruik - Productiewijze melkveehouderij en beheer grasland - Productiewijze akker- en tuinbouwgewassen en grondbewerking - Klimaat - Waterhuishouding - Stikstofdepositie op landbouwgrond Landgebruik Tabel 1 toont de ontwikkeling van het landgebruik sinds 197. Tabel 1 Ontwikkeling van het landgebruik (1 ha); bron: CBS (statline) Gewas Grasland Groenvoedergewassen Granen Aardappelen Suikerbieten andere gewassen Totaal Het totale areaal landbouwgrond is in de periode met.3% per jaar gedaald. De daling was was min of meer constant voor grasland (.9% per jaar) en suikerbieten (.8% per jaar). De grootste daling van het areaal granen trad op in de periode , waarin de afname van het areaal granen ongeveer gelijk was aan de toename van het areaal groenvoedergewassen. Klimaat In het verloop van neerslag, verdamping en temperatuur zijn in de langjarige tijdreeksen trends waar te nemen (Fig. 1). Ook in het verloop van de CO2-concentratie in de lucht is een trend waar te nemen.

2 Neerslag (mm) Jaarlijkse referentie verdamping (mm) Jaarneerslag (mm) Lowess (a=.33) Referentie verdamping Lowess (a=.33) Gemiddelde jaartemepratuur ( o C) Temperatuur Lowess (a=.33) Concentratie koolstofdioxide (ppm) Figuur. 1 Jaarsommen van neerslag en referentieverdamping en jaarlijks gemiddelde luchttemperatuur te De Bilt (bron: KNMI; Compendium voor de Leefomgeving) De toename van de temperatuur, verdamping en CO2-concentratie kan leiden tot een hogere fotosynthese, en daardoor tot een hogere productie van plantaardige producten (Planbureau voor de Leefomgeving, 212). Anderzijds kan een hogere neerslag en een veranderd neerslagpatroon leiden tot een toename van uitspoeling van meststoffen. Waterhuishouding van landbouwgronden Tussen 1954 en 1984 zijn voor zeer grote delen van het landelijk gebied ruilverkavelingen uitgevoerd. Ook in het westen van Nederland, vooral omdat daar de waterbeheersing een belangrijk knelpunt voor de landbouw vormde.

3 Figuur ## In uitvoering genomen landinrichtingsprojecten. Bron: Atlas van Nederland, deel 2: Landinrichting, copyright: 21, Stichting Wetenschappelijke Atlas van Nederland Knotters en Jansen (25) concludeerde dat de grondwaterwaterstand in de periode in de hoge delen van Nederland met 3 cm is gedaald. Zij constateerden een voortgaande daling in het zuiden van gemiddeld,6 cm/jaar. Dit komt overeen met de daling van 7 cm die Maas en Von Asmuth (23) voor de periode in Limburg berekenden. Ook de stijghoogte van het diepe grondwater, die in de periode met 3 cm is afgenomen, lijkt landelijk gezien na een stabiele periode na 199 weer verder te dalen (Kremers en Van Geer, 2). Van der Gaast en Massop (25) analyseerden historische en actuele grondwatertrappen en vonden een gemiddelde daling van 6 7 cm in ca. 1 jaar. Ondanks de verschillen in aanpak en detail stemt dit goed overeen met de bevindingen van Knotters en Jansen (25). Door de diepere grondwaterstanden werden de gronden droger, beter belucht en daardoor meer gevoelig voor nitraatuitspoeling. Een wijziging van het landgebruik kan ook effect hebben op de grondwateraanvulling. Als voorbeeld geldt de teelt van een vanggewas na snijmais. Deze teelt is sinds 26 verplicht voor de snijmais op zandgronden. Een succesvolle teelt van het vanggewas kan leiden tot een hogere verdamping en een vermindering van de grondwateraanvulling van ca 3 mm jr -1. Dit is ongeveer 1% van het nettoneerslagoverschot. Als het effect van het vanggewas op de stikstofbeschikbaarheid in de bodem kleiner is dan 1%, zou dit tot een negatief effect op de nitraatconcentraties kunnen leiden.

4 Naijlingseffecten Voorspeld wordt dat de nitraatconcentratie in het grondwater van zandgronden de komende jaren nog geleidelijk zal dalen. Een van de verklaringen is de naijling van in het verleden opgebouwde voorraden stikstof in de bodem. Figuur 3. Ontwikkeling het N-overschot en de nalevering uit de landbouwgronden in noordelijk zandgebied (links), oostelijk+centrale zandgebied (midden) en zuidelijke zandgebied (rechts). In het STONE model vindt onder grasland een lichte accumulatie van organisch stikstof plaats en onder snijmaïs en akkerbouw levert de bodem stikstof na. Het verschil tussen de zandregio s in het verloop van de bodemlevering is te verklaren uit de herkomst van de organische stikstofvoorraad in de bodem. Van de noordelijke zandgronden is ca 65% van het oppervlak te classificeren als podzolgrond of stuifzand en heeft meer dan 25% van het areaal een oorsprong als veengrond. Door ontginning en verdere oxidatie zijn deze gronden veranderd in zandgronden. De oxidatie en de daarmee gepaard gaande mineralisatie in de goed beluchte bovenste lagen van de bodem gaat echter nog door, waardoor een geringe hoeveelheid stikstof wordt nageleverd. Van de zuidelijke zandgronden is ook ca 65% te classificeren als podzolgrond of stuifzand, maar bestaat 24% van het oppervlak uit enkeerdgronden. De zandgronden in het zuiden zijn in het verleden zwaarder belast geweest met dierlijke mest. De nalevering bestaat hier voor een deel uit de na-ijling van de mineralisatie van dierlijke mest uit de afgelopen 25 jaar en voor een ander deel uit de historische levering uit de enkeerdgronden. Op de oostelijke zandgronden komt minder akkerbouw voor en is het aandeel grasland+snijmais hoger dan op de noordelijke en zuidelijke zandgronden en is daardoor gemiddeld voor het hele gebied de nalevering geringer. Effecten weersvariatie Het weer heeft een groot effect op nitraatconcentraties en bij het intepreteren van metingen dient hiermee rekening gehouden te worden. Onderstaande resultaten zijn samengesteld uit rekenresultaten van het STONE-model waarin een methode is toegepast om te corrigeren voor weerseffecten. Dit is gedaan door het model 3 maal te runnen met een 3-jarige weerreeks. Voor ieder jaar zijn 3 resultaten berekend met een van de weerjaren. Vervolgens zijn deze resultaten gemiddeld en zijn percentiel waarden berekend. In de onderstaande figuren zijn de donkerblauwe banden de range tussen het 25- en 75percentiel waarde en de lichtblauwe band tussen de 1 en 9-percentielwaarde. Tevens zijn de waarden weergegeven die berekend zijn voor het daadwerkelijke weer dat zich voordeed.

5 Figuur 4. Berekende nitraatconcentraties voor akkerbouw en voor gras+mais in het zandgebied, met daarbij de berekende bandbreedte als gevolg van variatie van het weer De berekende concentraties onder akkerbouw suggereren piekwaarden in 27 en 21 en relatief lage warden in 28 en 29. Voor akkerbouw is geen dalende trend waarneembaar, maar ook geen duidelijk stijgende trend. Ten opzichte van de concentraties in 25 is wel een lichte stijging waarneembaar. Voor grasland wordt sinds 23 een lichte daling berekend die zich voortzet over een langere periode. In onderstaande figuren is te zien dat de belasting van het oppervlaktewater ook sterke invloed ondergaat van het weer. Stikstofdepositie op landbouwgrond De landelijk gemiddelde stikstofdepositie, ook wel vermestende depositie genoemd, bedroeg in 199 ruim 27 mol stikstof per hectare. De depositie is sindsdien geleidelijk gedaald tot het huidige niveau van 1767 mol/ha) (Compendium voor de leefomgeving, 216). Dit komt overeen met een waarde van ca 38 kg ha -1 in 199 en een waarde van 23 kg ha -1 in 214. Afhankelijk van het niveau van uit- en afspoeling kan depositie tot 8 1% bijdragen aan de stikstofuitspoeling uit landbouwgronden. De verminderde stikstofdepositie op landbouwgronden heeft een deel ook bijgedragen aan de daling van nitraatconcentraties in het grondwater en de daling van de N-belasting van het oppervlaktewater

6 Bronnen in 213 N-belasting opp.water uit landb.bodems (kg ha -1 jr -1 ) 5 Depositie Mest (act.+hist) Bodem Geinfil. opp.water Kwel Noord Midden Zuid Noord Centraal Zuid- West Zand Zeeklei Rvierklei Veengebied Respons van uit- en afspoeling op verminderde overschotten van stikstof- en fosfor << in wording >>