Tabel B4.5
Aandeel in % van de drie groepen ureummeststoffen in de totale ureummeststoffen op BIN-bedrijven (Totaal landbouw en tuinbouw) (Bron: BedrijvenInformatieNet Wageningen Economic Research).
Jaar Vloeibare ureum-
meststoffen
Reguliere ureum- kunstmeststoffen in
korrelvorm
Ureum- kunstmeststoffen in korrelvorm met urease
remmers 2001 83 17 0 2002 75 25 0 2003 86 14 0 2004 81 19 0 2005 82 18 0 2006 83 17 0 2007 80 20 0 2008 71 29 0 2009 81 19 0 2010 84 16 0 2011 85 15 0 2012 87 11 2 2013 86 7 6 2014*) 82 4 14 *) voorlopig
B4.4 Emissiefactoren
Emissiefactoren in NEMA en EMEP/EEA guidebook
In het EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook
(http://www.eea.europa.eu/publications/emep-eea-guidebook-2013/ ) staan richtlijnen voor de berekening van ammoniakemissie uit de landbouw. Landen kunnen kiezen voor een eigen methode of een methode uit dit guidebook.
De emissiefactoren die in Nederland gehanteerd worden om de ammoniakemissie te monitoren als gevolg van de toediening van kunstmest (Velthof et al., 2009) zijn afgeleid uit de rekenregels van Bouwman et al. (2002). Bouwman stelde in 2002 dat data met remmers zijn weggelaten omdat die nog beperkt gebruikt worden. De data van Bouwman komen uit FAO/IFA 2001 (FAO, 2001). In de Nederlandse methodiek NEMA wordt één emissiefactor gebruikt voor ureum: 14,3% (Tabel B4.1). In het EMEP-guidebook 2013 staan emissiefactoren voor stikstofkunstmest weergegeven (tabel B4.6). Hierin is onderscheid gemaakt in drie ureumproducten: ureum, ureum met ammoniumsulfaat (UAS) en ureum met ammoniumnitraat (UAN). De verschillen tussen deze ureumproducten is maximaal een factor 2 waarbij ureum met ammoniumnitraat de laagste emissie heeft, en ureum de hoogste (zie tabel B4.6).
De emissiefactor voor ureum is beduidend hoger (tabel B4.6: 0,24 kg NH3/kg N) en anders
geformuleerd dan in het voorgaande EMEP guidebook 2009 (0,1067 + 0,0035 ts , in kg NH3/kg N, met
ts temperatuur in de lente in ˚C) (EMEP, 2009). De temperatuurafhankelijkheid is onderzocht in EMEP
2013 maar niet meegenomen in de emissiefactor (EMEP, 2013).In het EMEP-rapport uit 2013 werden geen producten met remmers geanalyseerd. Landgebruik en mesttoedieningsmethode zijn ook niet meegenomen in 2013, dit in tegenstelling tot de versie van 2007 (EMEP, 2007) toen onderscheid in grasland en bouwland werd gemaakt.
In het EMEP-guidebook 2013 is de emissiefactor van urean gelijk aan 12,5 en die van ureum gelijk aan 24,3 kg NH3 per kg N (tabel B4.6); dit is een verschil van een factor 1,94. In het EMEP-guidebook
van een factor 1,77). In laboratoriumonderzoek van Velthof en Hummelink (2011) was de
ammoniakemissie uit oppervlakkig toegediende urean meer dan 90% lager dan die van oppervlakkig toegediende ureumkorrels. Er zijn enkele redenen waarom de ammoniakemissie uit urean veel lager is dan ureum:
• Urean is vloeibaar en daardoor dringt de ureumstikstof na toediening dieper in de bodem dan bij gekorrelde ureum. De ammonium die vrijkomt door hydrolyse van ureum wordt aan bodemdeeltjes geadsorbeerd, waardoor de ammoniakemissie lager wordt.
• Urean bestaat voor 50% uit ureum en 50% ammoniumnitraat. Nitraat kan niet verloren gaan door ammoniakemissie. De ammonium uit ammoniumnitraat zal niet leiden tot een pH verhoging, maar kan wel als ammoniak verloren gaan door de pH-verhoging veroorzaakt door de hydrolyse van ureum.
Het effect van coatings op de NH3-emissie is niet eenduidig (Chien et al., 2009; Tian et al., 2015).
Tian et al. (2015) vinden geen effect van de coating op de NH3-emissie.
Aspecten die verder van belang zijn bij de ammoniakemissie bij het gebruik van ureum zijn de korrelgrootte (Khalil et al., 2006) en de temperatuurafhankelijkheid. Op een diepte van 5 cm en een ureum korrelgrootte van 7, 9,9 en 12,7 mm nam de NH3 emissie af van resp. 0,2%, 0,07% tot 0,04%
van het totaal toegediende stikstof (Khalil et al., 2006).
De korrelgrootte van ureum korrels die nu gebruikt worden varieert echter minder tussen de verschillende fabrieken en producenten (2 à 4 mm) (Bron: websites Yara en OCI).
Tabel B4.6
Emissiefactoren voor typen kunstmest (EMEP, 2013)*.
*Zie Aanhangsel A bij deze bijlage voor een overzicht van de studies die gebruikt zijn voor afleiden emissiefactoren ureum en urean
Effect urease- en nitrificatieremmers
In verschillende studies zijn de effecten van urease- en nitrificatieremmers op ammoniakemissie onderzocht. In tabel B4.7 is een overzicht gegeven van recente studies waarbij zowel de NH3-emissie
uit ureum als uit ureum met een remstof is bepaald. Uit deze gegevens kan een reductiepercentage worden berekend. Het betreffen zowel veld- en labstudies van verschillende lengte. Ook in de review van Bouwman et al. (2002), de basis van de Nederlandse emissiefactoren, zijn verschillende soorten studies en verschillende lengte meegenomen. Gemiddeld over alle studies die in tabel B4.7 zijn weergegeven leiden ureummeststoffen met een ureaseremmer tot een 59% lagere emissie dan reguliere gekorrelde ureum, met een spreiding van 31 tot 89%. Ook bij de toepassing van urean leidde de toepassing van de ureaseremmer NBTPT tot lagere ammoniumemissies (Chadwick et al., 2005).
Ureummeststoffen met een nitrificatieremmer hebben gemiddeld een 11% hogere emissie dan reguliere ureum (tabel B4.7), maar het aantal studies is beperkt en laten contrasterende effecten zien
(zowel een toename als afname). Nitrificatieremmers hebben het verminderen van ammoniakemissie ook niet als doel, zodat ook niet verwacht wordt dat nitrificatieremmers leiden tot een lagere
ammoniakemissie. Toedieningstechniek
Het effect van methode van toediening is in het EMEP-guidebook niet meegenomen. In de meeste studies wordt ureum net als KAS oppervlakkig toegediend. Dit wijkt af van omstandigheden wanneer agrariërs en onderzoekers de bodembewerking zo spoedig mogelijk na bemesting doen.
Als ureumkorrels snel na oppervlakkig toediening worden ingewerkt, dan kan de NH3-emissie met 50 –
80% verminderen. Snel inwerken van ureumkorrels kan niet worden toegepast op grasland en bij een bijbemesting met granen. Het injecteren van ureum in de bodem leidt tot een sterke reductie van NH3-emissie (tot 90%), waarbij, net zoals bij mest, diepe injectie een groter effect heeft dan
oppervlakkige inwerking (Sommer et al., 2004; Bittman et al., 2014, 2014; UNECE, 2015). De toedieningsmethode is niet alleen bij vloeibare ureummeststoffen relevant maar ook bij korrels. Bij een toediening van ureumkorrels op een diepte van 2,5-, 5,0-, en 7,7- cm diep daalde de NH3 emissie
35 en 77% ten opzichte van de meest ondiepe plaatsing in een veldexperiment (Khalil et al., 2009). In een laboratoriumexperiment van Velthof en Hummelink (2011) reduceerde het inwerken van
korrelvormige ureum de NH3-emissie met meer dan 90% en die van urean met 87%.
Tabel B4.7
Ammoniakemissie bij ureum met en zonder urease- of nitrificatieremmer.
Nr Product KAS Ureum Ureum + product NH3 van ureum + remmer in % van NH3 vanureum Toelichting en Referentie % NH3-N van N % Ureaseremmers 1 NBPT 70 Veldproeven
Groot Brittannië (Chadwick et al., 2005)
2 NBPT 4,2 1,9 45 3 maanden durende veldproef, gras, Nieuw-
Zeeland (Zaman et al., 2008; Zaman et al., 2013; Zaman et al., 2014)
3 NBPT 10,1% 5,9% 58 9 dagen durende veldproef (Sanz-Cobena
et al., 2008), zonnebloem, Spanje
4 NBPT 28-
37%
6-17% 35 Laboratoriumexperiment (Soares et al.,
2012)
5 NBPT 6,7% 2,8% 42 1 maand durende veldproef, gerst, Spanje
(Abalos et al., 2012)
6 2-NPT 2,1% 8,4% 2,3% 27 3 jaar durende veldproef, wintertarwe,
Noord-Duitsland (Ni et al., 2014)
7 NBPT 5-11% 3-8% 69 1 maand durende veldproeven, braak en
tarwe, Australië (Schwenke et al., 2014)
8 NBPT+NPPT 21% 4% 19 2 jaar durende veldproef
Noord-oost China (Li et al., 2015)
9 NBPT 1,9% 0,2% 11 2 jaar durende veldproef
Louisiana (Tian et al., 2015)
gemiddelde 41
Nitrificatieremmers
1 DCD 28-
37%
33-44% 118 Laboratoriumexperiment (Soares et al.,
2012)
2 DCD/TZ 2,1% 8,4% 8,0% 95 3 jaar durende veldproef, Noord-Duitsland
(Ni et al., 2014)
3 DCD 1,9% 0,8% 42 2 jaar durende veldproef Louisiana (Tian et
al., 2015)