Samenvatting van strategieën voor de vermindering van stikstofverliezen in de landbouw

Het door de Europese Unie gefinancierde project NTOOLBOX is in 2009 gestart om praktische, bedrijfsgerichte strategieën te inventariseren die gericht zijn op de vermindering van stikstofverliezen naar grond- en oppervlaktewater. In de loop van het project hebben we verschillende artikelen geschreven over de stand van zaken in wetenschap en praktijk over het toepassen van strategieën en technieken voor het terugdringen van stikstofverliezen op bedrijfsniveau. Als u deze webpagina’s doorneemt, zult u diverse documenten vinden in pdf-formaat of als webpagina. Hieronder wordt een samenvatting gegeven van de basisstrategieën die we zijn tegengekomen.

We hebben de strategieën voor vermindering van stikstofverliezen in de volgende acht categorieën ondergebracht. Klik op de link om de verschillende strategieën per categorie te zien.

  1. Opslag en behandeling van dierlijke mest
  2. Beheer van de veestapel
  3. Weidemanagement gericht op vermindering van stikstofuitspoeling
  4. Uitgebalanceerde stikstofgiften
  5. Goede landbouwkundige praktijk voor het uitrijden van dierlijke mest
  6. Strategieën voor geïrrigeerde landbouw
  7. Efficiënte stikstofkringloop op veldniveau
  8. Maatregelen ten aanzien van afspoeling, drainage en afvalwater

1. Opslag en behandeling van dierlijke mest

Op ieder bedrijf waar vee wordt gehouden dat gedurende een deel van het jaar wordt opgestald (in tegenstelling tot extensieve systemen gebaseerd op beweiding), moet de mest worden verzameld en opgeslagen voordat hij op het land verspreid kan worden. Problemen treden op wanneer er onvoldoende opslagcapaciteit aanwezig is en boeren gedwongen zijn op ongeschikte momenten mest uit te rijden. Dit is met name in noordelijke streken een probleem, waar gevaar voor milieuverontreiniging bestaat als mest in de winter op bevroren grond wordt uitgereden of als er op het moment van uitrijden geen actieve plantengroei is. Daarom is het wenselijk de mestopslagcapaciteit te verhogen. Compostering van de mest of het gebruik van strooisel met een hoog C-gehalte, zoals stro, kan door een hogere omzetting van de beschikbare stikstof tot stabielere, organische stikstof ertoe bijdragen stikstof in de grond vast te houden. Het gevaar van een verontreiniging van waterlopen door percolaat afkomstig van mesthopen kan worden verminderd door mesthopen op ruime afstand van waterlopen en afwateringsgreppels te plaatsen. Het overkappen van opslagplaatsen voor vaste mest leidt tot minder afspoeling en dus tot een geringere hoeveelheid verontreinigd water dat opgevangen en opgeslagen moet worden voordat het op het land gebracht kan worden. Hierdoor verbetert tegelijkertijd de kwaliteit van de mest aangezien waardevolle nutriënten, met name kalium, in de vaste mest bewaard blijven. We adviseren ook vaste mest op een betonplaat met een opvangsysteem voor uittredend vocht op te slaan; dit voorkomt af- en uitspoeling van NO3-. Er is tegenwoordig apparatuur beschikbaar om de dikke en de dunne fractie van mest te scheiden, zodat beide bestanddelen gericht kunnen worden ingezet. De vaste delen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt als bodemverbeteraar, als organische mest of als onderdeel van een plantsubstraat op compostbasis. De dunne fractie bevat lage concentraties aan nutriënten in een makkelijk opneembare vorm en kan op soortgelijke wijze worden ingezet als een minerale meststof of in een fertigatiesysteem worden verwerkt. Ten slotte bestaat nog de mogelijkheid om van de nood een deugd te maken en door anaerobe vergisting van drijfmest een middel voor energieopwekking te creëren. Tijdens dit proces worden bovendien de nutriëntenconcentraties in het uitgangsmateriaal verhoogd, wat het transport en het uitrijden van het digestaat minder energie-intensief maakt. Dit is een ideale methode om het probleem van stikstofuitspoeling in de veehouderij, in het bijzonder de intensieve veehouderij, op een indirecte manier aan te pakken.

2. Beheer van de veestapel

De strategieën voor vermindering van de stikstofuitspoeling op het vlak van beheer van de veestapel zijn voornamelijk gericht op een efficiënter gebruik van voedermiddelen. Hierdoor wordt de hoeveelheid van de door de dieren uitgescheiden nutriënten geminimaliseerd. Op melkveebedrijven bestaat de mogelijkheid minder jongvee aan te houden en het vervangingspercentage te verlagen. De doeltreffendheid van deze methode berust op het feit dat bij oudere koeien een groter aandeel van het voereiwit in melkeiwit wordt omgezet en een kleiner aandeel naar het onderhoud gaat; hierdoor is de stikstofuitscheiding per kg melk bij oudere koeien lager. Een andere strategie bestaat erin het stikstofgehalte van het voer te verlagen. Als een overmaat aan stikstof in het voer naar mogelijkheid wordt vermeden, vermindert de hoeveelheid stikstof die het dier niet gebruikt, en dus ook de hoeveelheid uitgescheiden stikstof. Een optimale afstemming van het nutriëntengehalte van het voer op een specifieke groei- of ontwikkelingsfase of, in het geval van melkkoeien, op een bepaalde fase van de lactatiecyclus, is als fasenvoedering bekend. Hierbij komen de nutriënten uit het voer in hogere mate ten goede aan de dierlijke productie en worden minder overtollige nutriënten in de mest uitgescheiden. Bij herkauwers kan een evenwichtige verhouding tussen eiwit en koolhydraten in het voer bijdragen tot een optimale pensfunctie en daarmee tot een efficiënter voergebruik.

3. Weidemanagement gericht op vermindering van stikstofuitspoeling

Weiden kunnen voor de stikstofuitspoeling op bedrijven met weidevee een kritiek punt zijn. Weidemanagementstrategieën zijn erop gericht de vorming van plaatsen met een verhoogd risico (bijvoorbeeld rond voederbakken, hekken) tegen te gaan en een gelijkmatiger gebruik van de weide door de dieren en daarmee een gelijkmatiger verdeling van urine en mest te bevorderen. Een overmatige betreding door vee onder natte omstandigheden kan tot dichtslibben van de bodem leiden. Dan ontstaan er plassen, de bodem neemt minder water op en de afspoeling neemt toe. De door betreding veroorzaakte schade aan de bodemstructuur kan worden beperkt door regelmatige verplaatsing van voer- en waterbakken, door het opstellen van voer- en waterbakken op een harde ondergrond, door het verleggen van doorgangen naar plaatsen die beter bestand zijn tegen intensieve betreding, en door een beperking van de beweidingsdichtheid onder natte omstandigheden. Daarnaast is het raadzaam dieren uit de buurt van oppervlaktewateren te houden door wateren met omheiningen te beschermen, voor alternatieve drinksystemen te zorgen en veebruggen aan te leggen voor het oversteken van waterlopen. Een andere strategie voor de vermindering van stikstofverliezen uit weilanden is een verhoging van het klaveraandeel in de weide. Hierdoor neemt de behoefte aan stikstofbemesting af, en de stikstofuitspoeling uit onbemeste grasklaverweiden is over het algemeen geringer dan uit met minerale stikstof bemeste weilanden die door schapen of runderen worden begraasd. Verder zijn er aanwijzingen dat de stikstofuitspoeling uit oudere, permanente weiden hoger is dan uit recent ingezaaide weiden. Daarom is het wenselijk oudere, permanente weiden opnieuw in te zaaien. Daarnaast leidt een verlaging van de beweidingsdichtheid tot een vermindering van de totale hoeveelheden urine en mest die op de weide terechtkomen. Ten slotte zijn op Nieuw-Zeelandse weiden met succes nitrificatieremmers ingezet om de nitraatuitspoeling te verminderen, een methode die echter in Europa nog niet in de handel verkrijgbaar is. Nitrificatieremmers vertragen de biologische omzetting van ammoniumstikstof in nitraatstikstof, wat het risico op uitspoeling verkleint.

4. Uitgebalanceerde stikstofgiften

Een andere methode om het risico op stikstofuitspoeling te beperken, bestaat erin niet méér stikstof in vorm van mest of kunstmest toe te dienen dan noodzakelijk is. Wat een optimale mestgift is, kan worden bepaald met behulp van handleidingen of softwarepakketten met plaatselijke bemestingsadviezen, en door bodemanalyses. Na een globale vaststelling van de optimale mestgift kan deze aan de hand van een beoordeling van de stikstofverzorging van het gewas tijdens het groeiseizoen nog nauwkeuriger worden bijgesteld. Hiervoor zijn een aantal instrumenten verkrijgbaar, onder andere draagbare chlorofylmeters, op de tractor gemonteerde sensoren and satellietbeelden.

5. Goede landbouwkundige praktijk voor het uitrijden van dierlijke mest

Door een verbetering van de mestopslag en –behandeling kan de stikstofuitspoeling worden beperkt; het grootste risico doet zich echter voor tijdens en na het uitrijden van de mest. Dit risico kan worden verminderd door geen mest uit te rijden op plaatsen met een hoog risico. Hiertoe behoren onder andere de aan waterlopen grenzende terreingedeelten, ondiepe bodems boven een gekloofde, rotsachtige ondergrond of bodems met scheuren boven drainagebuizen, terreinen met een dicht netwerk van afwateringsgreppels, en vochtige, laag gelegen gedeelten die afwateren op nabij gelegen waterlopen. Daarnaast is het wenselijk alleen onder optimale omstandigheden mest uit te rijden, dus wanneer het risico op af- of uitspoeling van nutriënten klein is. In vele landen is het verspreiden van mest gedurende perioden met een verhoogd risico, d.w.z. wanneer de grond bevroren is, bij de wet verboden. Vóór het uitrijden is het zaak een mestanalyse te laten uitvoeren om inzicht t krijgen in het gehalte aan beschikbare stikstof. De monsters kunnen naar een laboratorium worden gestuurd of ter plaatse met behulp van een testkit worden geanalyseerd. Naast de kennis van het gehalte aan beschikbare stikstof is het ook belangrijk een nauwkeurige schatting te kunnen maken van de hoeveelheid stikstof die in de loop van het groeiseizoen uit de mest vrij zal komen. Hiervoor kunnen referentietabellen voor de inhoudsstoffen van mest of softwarepakketten worden gebruikt. En ten slotte zal regelmatig onderhoud en kalibratie van de gebruikte apparatuur een gelijkmatige en precieze mestverspreiding waarborgen.

6. Strategieën voor geïrrigeerde landbouw

Geïrrigeerde landbouwsystemen zijn een geval apart aangezien de uitspoeling van nitraten in hoge mate afhankelijk is van het watermanagement. Op geïrrigeerde percelen moet, naast de reeds genoemde adviezen, de grootte van de watergift worden aangepast aan de behoefte van het gewas. Dit vereist een nauwkeurig irrigatieschema in overeenstemming met de evapotranspiratie van het gewas, en frequente, kleine watergiften. Fertigatie (toediening van nutriënten via het irrigatiewater) maakt nauwkeurige en frequente nutriëntengiften mogelijk die overeenkomen met de behoefte van het gewas. Het resultaat is een vermindering van de totale hoeveelheid toegediende meststoffen, wat zowel de kosten als ook het risico op stikstofuitspoeling beperkt. Een verbetering van het bestaande irrigatiesysteem met het oog op een efficiënter watergebruik zal er ten slotte voor zorgen dat gedurende de gewasgroei minder nitraten de wortelzone verlaten. Het is echter belangrijk dat na de oogst geen overtollig nitraat in de bodem achterblijft, aangezien dit met de winterregens makkelijk kan uitspoelen. Met name op geïrrigeerde landbouwgronden moeten strategieën worden toegepast om de benutting van meststoffen tijdens de groei te optimaliseren en de stikstofkringloop op veldniveau zo efficiënt mogelijk te laten verlopen, om ervoor te zorgen dat de nitraatuitspoeling niet gewoon naar het winterseizoen wordt verschoven.

7. Efficiënte stikstofkringloop op veldniveau

Nauw verbonden met het streven naar uitgebalanceerde stikstofgiften zijn strategieën die erop gericht zijn de grootst mogelijke efficiëntie van de stikstofkringloop in het veld te waarborgen. Door een splitsing van de (kunst)mestgiften kan de verzorging met stikstof beter worden afgestemd op de perioden dat het gewas er behoefte aan heeft. Aangezien een verstoring van de bodem (bijvoorbeeld een grondbewerking) het vrijkomen van stikstof uit organische stof en plantenresten stimuleert, is het raadzaam een grondbewerking ter voorbereiding van het zaaibed liever in de lente dan in de herfst uit te voeren. Zo wordt gewaarborgd dat niet lang na de grondbewerking een gewas aan het groeien is dat in staat is de pas vrijgekomen stikstof op te nemen. Vanggewassen zijn bodembedekkers die ervoor dienen de in de bodem beschikbare stikstof op te nemen om te voorkomen dat deze door uitspoeling verloren gaat. De teelt van een vanggewas is altijd aan te bevelen, maar in het bijzonder na gewassen die na de oogst hoge concentraties aan restnitraat in de bodem achterlaten. Een andere mogelijkheid bestaat erin plantenresten met een hoge C/N-verhouding in de bodem in te werken om de immobilisatie van minerale stikstof te bevorderen en daarmee het risico op uitspoeling te verminderen. Stro of andere plantenresten met een hoge C/N-verhouding kunnen als spons fungeren die anorganische stikstof gedurende de periode dat er geen gewasgroei plaatsvindt, in de bodem vasthoudt. Door het opnemen van stikstofbindende groenbemesters in de rotatie kan de afhankelijkheid van stikstofhoudende kunstmest worden verminderd. Wanneer stikstofbindende groenbemesters (zoals inkarnaatklaver, wikke, luzerne) worden ondergeploegd, wordt de stikstof uit deze planten onderdeel van de voorraad organische stikstof in de bodem, die geleidelijk aan voor toekomstige gewassen beschikbaar komt. Hierbij bestaat minder kans op een ophoping van nitraat in de bodemoplossing en dus een kleiner risico op stikstofuitspoeling.

Meststoffen met vertraagde werking of gecontroleerde afgifte zien voorzien van een beschermende laag of capsule die de wateropname en oplossingssnelheid vermindert en/of een nitrificatieremmer bevat. De afgifte van nutriënten door dit soort meststoffen is beter afgestemd op hun opname door de plant, wat hun verlies uit de bodem door denitrificatie of uitspoeling vermindert.

De efficiëntie van de stikstofkringloop in het veld kan verder worden verbeterd door toepassing van een gewasrotatie waarbij stikstofefficiënte en stikstofinefficiënte gewassen elkaar afwisselen. Het algemene doel van deze strategie is een diversificatie in de gewasrotatie waarbij oppervlakkig wortelende gewassen die relatief hoge nitraatconcentraties in de bodem achterlaten, afgewisseld worden met diep wortelende gewassen die in staat zijn restnitraat uit diepere bodemlagen op te nemen en dus te verhinderen dat dit uit de wortelzone uitspoelt.

8. Maatregelen ten aanzien van afspoeling, drainage en afvalwater

De strategieën ten aanzien van afspoeling-, drainage- en afvalwatermanagement kunnen de end-of-pipe-maatregelen voor het probleem van de nitraatverontreiniging worden genoemd. Zelfs wanneer alle hier genoemde strategieën zijn toegepast, blijft er toch nog een zeker risico op nitraatverontreiniging van wateren door landbouwactiviteiten. Dit is met name het geval in gebieden met perioden van intensieve, zware neerslagen, waarbij het tot de afspoeling van grote hoeveelheden verontreinigd water van erven en velden kan komen.

Om het risico op nitraatverontreiniging in deze situaties te beperken, is het raadzaam de erfinrichtingen voor de scheiding van schoon en verontreinigd water te verbeteren. Hierdoor wordt het risico beperkt dat verontreinigd water in dichtbij gelegen waterlopen terechtkomt, en tegelijkertijd heeft het bedrijf minder opslagcapaciteit nodig voor verontreinigd water. Bij zware regenval bestaat het gevaar van afspoeling van gronddeeltjes en nutriënten van onlangs bewerkte velden. Hiervoor kunnen bezinkingsvijvers worden aangelegd, die de oppervlakteafspoeling van velden opvangen en de afzetting van sedimenten mogelijk maken, terwijl in de vijver groeiende waterplanten het overschot aan nutriënten kunnen opnemen; het water dat uit de vijver stroomt wanneer deze vol is, is hierdoor relatief schoon. Zo kunnen ook kunstmatige moerasgebieden worden gecreëerd voor de behandeling van verontreinigd water afkomstig uit erfafspoeling. Langs de randen van waterlopen en waterrijke gebieden kunnen bufferstroken worden aangelegd. Deze met gras en/of bomen begroeide stroken vertragen het van het veld afspoelende water, dat hierdoor de gelegenheid krijgt in de bodem te infiltreren en in de ondergrondse stroming te worden opgenomen. Daar kan het makkelijker door planten worden opgenomen en door micro-organismen in de bodem worden gedenitrificeerd.