Verandering in P pools in relatie tot de bodembalans
De verandering van de fosfaattoestand van de bodem kan direct met statistische methoden worden afgeleid uit het verloop van de P pools. Uit de statistische analyses van Pw, P-AL, Pox en P-totaal blijkt dat het op basis van de
huidige data lastig is om met grote nauwkeurigheid de trends in de fosfaattoestand op de onderzochte percelen vast te stellen. Dit wordt veroorzaakt doordat de veranderingen in de pools klein zijn ten opzichte van de omvang van de pools en de temporele variabiliteit in de metingen vaak aanzienlijk is. Informatie over de verandering van de P-toestand kan ook indirect afgeleid worden uit de bodembalans (Tabel 40). De bodembalans wordt
vastgesteld op basis van de mestgift, de opname en de uitspoeling van P vanuit de wortelzone (bodembalans= gift – opname –uitspoeling). De termen van de bodembalans worden jaarlijks gemeten op de diverse percelen en deze balans geeft een redelijk betrouwbaar beeld van de mogelijke orde van grootte van de verandering in de P pools. Een negatieve bodembalans moet leiden tot een vergelijkbare daling in P-totaal, terwijl een positieve waarde voor de bodembalans gepaard moet gaan met een stijging van P-totaal. Voor P-AL en Pw ligt deze relatie gecompliceerder omdat met deze methoden slechts een deel van het P wordt geëxtraheerd. Indien bij een positieve bodembalans het P-AL-getal stijgt duidt dit op adsorptie of fixatie in een met ammonium lactaat
extraheerbare vorm, een daling van P-AL duidt op fixatie in een niet met ammonium lactaat extraheerbare vorm of immobilisatie. Een goede overeenkomst tussen de bodembalans en de verandering in Pw duidt er op dat de P- balans leidt tot verandering in de makkelijk (de)sorbeerbare P-pool.
Tabel 40 P-balans voor de bodem en verandering in P-pools in laag 0-30 cm
Locatie Plot Overschot Uitspoeling Bodembalans Verandering in P pools (kg P2O5 ha-1jr-1)a
(kg P2O5 ha-1jr-1) Pw P-AL Ptot Aver Heino N180-P0 -4 10 -14 -2 -84 -68 N300-P0 -1 10 -11 -2 -62 -70 N180-P20 14 11 3 -1 -69 -6 N300-P20 23 11 12 -1 -74 18 N180-P40 36 11 25 0 -73 -27 N300-P40 43 13 30 0 -56 51 Cranendonck N180-P0 3 7 -4 -2 -45 -22 N300-P0 9 5 4 -4 -55 42 N180-P20 22 6 16 0 -10 52 N300-P20 27 6 21 -1 -46 -6 N180-P40 40 6 34 5 -18 39 N300-P40 47 6 41 3 -45 32 Waiboerhoeve N180-P0 -32 1 -33 -6 -35 -54 N300-P0 -28 1 -29 -5 -36 -128 N180-P20 -3 1 -4 -5 -46 -138 N300-P20 1 1 0 -4 -11 -168 N180-P40 22 1 21 0 6 12 N300-P40 19 1 18 0 -10 -37 Zegveldb N180-P0 -13 2 -15 -3 -15 -72 N300-P0 -10 3 -13 -3 -6 -63 N180-P20 8 3 5 -3 -11 -53 N300-P20 10 3 7 -1 1 -58 N180-P40 28 3 25 -6 -5 -121 N300-P40 28 3 25 -2 -0 -13 a
grijze vlakken in kolom geven aan dat de verandering significant is (P=0,1)
b gecorrigeerd voor de verwachte verandering in bulkdichtheid (383 kg m-3 in 1997 en 392 kg m-3) van de grond
tgv. daling van % C conform van Wallenburg, 1988.
Op de vier locaties neemt het P-totaal gehalte, gemeten over de gehele proefperiode, over het algemeen toe bij een positieve bodembalans en daalt bij een negatieve bodembalans (Figuur 50). Op de zandlocaties is de relatie tussen de bodembalans en de gemeten verandering in P-totaal relatief goed. Grofweg leidt een tekort of
overschot op de bodembalans tot een vergelijkbare verandering in P-totaal, maar ook hier treden afwijking op van meer dan 50 kg P2O5 ha
-1
jr-1
tussen de bodembalans en de verandering in P-totaal. Een belangrijke oorzaak van deze afwijking kan gevonden worden in het feit dat de veranderingen in P-totaal vrij klein zijn ten opzichte van de
aanwezige hoeveelheid P en de aanzienlijke verschillen tussen jaren waardoor de trends lang niet altijd significant zijn. De grootste verschillen worden gevonden op Zegveld, op deze locatie wordt een significante daling in P- totaal gevonden die gemiddeld 69 kg P2O5 ha
-1jr-1 groter is dan op basis van de bodembalans mag worden
verwacht (Tabel 40). Deze consistente afwijking duidt op een overschatting van de daling van P-totaal of op fouten in de bodembalans. De gemeten P-totaal verandering is slechts op 2 van de 6 plots significant (P< 0.05; Tabel 36) en wordt sterk beïnvloed door de jaarinvloed (Figuur 26), daarnaast is ook de (ingeschatte) verandering in de bulkdichtheid van invloed op het berekende verlies. De daling in totaal-P valt samen met een daling in het koolstof gehalte op Zegveld. Gedurende de proef daalde het %C op Zegveld met 0.34 % per jaar (Tabel 38). De C:P verhouding op Zegveld bedraagt circa 139. De verandering in P totaal bedraagt dus gemiddeld 30 kg P2O5 ha
-1jr- 1
. Deze daling is weliswaar kleiner dan op basis van de analyses van P-totaal werd ingeschat maar nog steeds aanzienlijk. Bij beide berekeningen is de verandering in bulkdichtheid berekend door gebruik te maken van een vertaalfunctie die een relatie legt tussen organisch stof gehalte en bulkdichtheid (Van Wallenburg, 1988). Voor een nauwkeurigere schatting is het gewenst om ook het verloop in de bulkdichtehid in de tijd te meten.
Indien de bovenstaande cijfers correct zijn zou er minder fosfaat worden vastgelegd op Zegveld dan op basis van de bodembalans verwacht mag worden. Deze overschatting van de bodembalans kan veroorzaakt worden door een onderschatting van de uitspoelingsverliezen van (organisch) P. De uitspoelingsverliezen uit de bovenste 30 cm van het profiel liggen tussen de 2,4 en 3,4 kg P2O5 ha
-1jr-1, van deze totale flux is 30 tot 50 % ortho-P. Deze
verliezen komen goed overeen met in het verleden gemeten greppel en sloot afvoeren op Zegveld (2,9 kg P2O5
ha-1jr-1; Pankow 1985). Bij al deze metingen worden de watermonsters over 0,45 μm gefiltreerd, eventueel
organisch colloïdale deeltjes met een grotere diameter worden dus niet meegemeten. Om de daling in totaal-P te verklaren moet de bijdrage van colloïdaal materiaal aan de P verliezen echter zeer hoog zijn (gemiddelde
concentratie van 7 mg/l in plaats van 0,5 mg/l). Naast de onderschatting van de uitspoelingverliezen kan ook het verwaarlozen van oppervlakkige afspoeling een rol spelen. De hydrologische berekeningen geven aan dat de gemiddelde jaarlijkse oppervlakkige afspoeling 161 mm bedraagt. Indien de concentratie in de runoff gelijk is aan de concentratie in de laag van 0-5 cm zou dit neerkomen op een afspoeling van circa 3 kg P2O5 ha
-1
jr-1
.
Figuur 50 Verandering in P totaal voorraad (kg P2O5 ha
-1 jr-1) in relatie tot bodembalans voor laag 0-30 cm
-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Bodembalans (kg/ha) ver ander ing in P tot (kg/ha) Aver Heino Cranendonck Waiboerhoeve Zegveld 1:1 lijn
De verhouding tussen de P-AL verandering en de bodembalans kan inzicht geven in de invloed van fixatie en immobilisatie op de P-kringloop. Op de klei en veenlocatie blijkt een negatieve bodembalans te leiden tot een vergelijkbare afname van P-AL. Bij een positieve bodembalans wordt echter nauwelijks een stijging in P-AL gevonden. Dit zou kunnen duiden op de vastlegging van P in een niet met ammonium lactaat extraheerbare vorm (bv. fixatie). Bij de zandgronden is de daling van P-AL veel sterker dan op basis van de bodembalans verwacht mag worden. Op Aver Heino en Cranendonck is de afwijking tussen de bodembalans en de P-AL verandering gemiddeld resp. 75 en 55 kg P2O5 ha
-1
jr-1
. Deze afwijking geeft aan dat een deel van het P geïmmobiliseeerd of gefixeerd wordt in een niet met ammonium acetaat extraheerbare vorm. De analyses van de koolstof gehalten op de beide zandlocaties geven aan dat er een lichte toename is van het organisch stof gehalte in de bovengrond (0- 10 cm), hetgeen zou duiden op immobilisatie van fosfaat in organische vorm. In diepere lagen (10-30 cm) neemt het koolstof gehalte niet significant toe en zou de daling van het P-AL-getal dus met name veroorzaakt moeten
worden door fixatie. De veranderingen zijn over het algemeen te gering om goed onderbouwde kwantitatieve uitspraken te doen over het aandeel van immobilisatie en fixatie.
Figuur 51 Verandering in P-AL voorraad (kg P2O5 ha
-1 jr-1) in relatie tot bodembalans voor laag 0-30 cm
Bodembalans (kg/ha) -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 v e rand e ri ng i n P -Al (k g/ ha ) Aver Heino Cranendonck Waiboerhoeve Zegveld 1:1 lijn
De verandering van de Pw is zeer gering ten opzichte van de bodembalans (Tabel 40). Een overschot of een tekort aan P wordt voor een groot deel gecompenseerd door veranderingen in P-AL en P-totaal. Dit is niet vreemd omdat met de Pw extractie slechts een klein deel van het snel desorbeerbare fosfaat wordt geëxtraheerd. Uit de relatie tussen de bodembalans en de verandering in P-AL en P-totaal komt echter wel duidelijk naar voren dat naast adsorptie ook fixatie en immobilisatie een belangrijke rol spelen op de zand locatie en bij een positieve bodembalans ook op de klei- en veenlocaties.