Fosfaat in het oppervlaktewater

De diffuse fosfaatbelasting van het oppervlaktewater vanuit landbouwgronden wordt in sterke mate bepaald door de mate van fosfaatverzadiging van de bodem en de hydrologische situatie. In Minas en Milieu (RIVM, 2002) is de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater weergegeven voor de verschillende combinaties van bodem- gebruik, grondsoort en grondwatertrap. Voornamelijk de gronden waarin regelmatig hoge grondwaterstanden voorkomen dragen sterk bij aan de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater (grondwatertrappen I, II(*), III(*) en V(*)). In figuur 18 zijn als voorbeeld het verloop van de berekende fosfaatbelasting van het oppervlaktewater voor grasland en maïsland als voorbeeld weergegeven. De bovengrond (0-50 cm) van de zandplot is voor 28,5 procent met fosfaatverzadigd en de maïsplot met 73 procent. Binnen een jaar treden er sterke fluctuaties op in de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater als gevolg van de dynamiek van het grondwater (figuur 18). Naarmate de fosfaatverzadigingsgraad hoger is, zijn de fluctuaties in fosfaatbelasting sterker indien de grondwaterstand in de sterk met fosfaat opgeladen bovengrond terecht komt. Ondanks dat de zandplot gemiddeld een hogere grondwaterstand heeft (natter is), is de fosfaatbelasting lager. Voor deze zandplot is in figuur 19 weergegeven wat de relatie is tussen de grondwaterstand (gemiddelde gedurende een

decade) en de bijbehorende fosfaatbelasting van het oppervlaktewater (periode 1986- 2045). -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 1993 1994 1995 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1993 1994 1995

Figuur 18. Het verloop van de grondwaterstand (m beneden maaiveld; onderste lijnen) en de fosfaatbelasting (ortho-fosfaat) van het oppervlaktewater (kg fosfaat per ha per decade; bovenste lijnen) voor respectievelijk een zandplot met een fosfaatverzadigingsgraad in de bovengrond (0-50 cm) van 28,5% (bovenste figuur) en een maïsplot met een fosfaatverzadigingsgraad in de bovengrond van 73% (onderste figuur).

ortho-P (kg P per ha per tijdstap [=decade])

0 0,1 0,2 0,3 0,4 -1,5 -1,25 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0

Uit figuren 18 en 19 blijkt dat de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater sterk kan fluctueren als gevolg van de variatie in de grondwaterstand; dat wil zeggen als gevolg van de lagen die op dat moment mee doen aan de fosfaatafvoer vanuit de bodem naar het oppervlaktewater. Daar staat tegenover dat de fosfaattoestand van de bodemlagen zelf (zeer) stabiel zijn. De hoeveelheid fosfaat die in de bovengrond van veel landbouwgronden is opgehoopt bedraagt vaak meer dan twee duizend kilogram fosfaat (P2O5) per ha. Enkele honderden kg hiervan kan beschouwd worden als

mobiele fractie. Omdat de fosfaatuitspoeling op jaarbasis enkele kg bedraagt, daalt de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater op jaarbasis slechts in beperkte mate (zelfs bij evenwichtsbemesting zoals scenario H in Minas en Milieu; Schoumans et al., 2002; RIVM, 2002).

De grondwaterstand heeft een groot effect op de fosfaatbelasting van oppervlakte- water. Vernatting van landbouwgronden of van voormalige landbouwgronden die naar natuur zijn omgezet, kan leiden tot mobilisering van fosfaat en tot een toename van de fosfaatbelasting van oppervlaktewater (De Vos et al., 2003). Het fors verminderen van fosfaatbemesting om de belasting van oppervlaktewater te beperken zal bij vernatting veel minder effectief zijn.

Net zoals voor stikstof geldt voor fosfaat dat niet alle fosfaat in het oppervlaktewater direct afkomstig is van bemesting. In veengrond in de Vlietpolder was 10-48 procent van de fosfaat in het oppervlaktewater afkomstig van kunstmest en dierlijke mest; de rest was afkomstig van mineralisatie van veen, depositie en inlaatwater (Van Beek et al., 2004).

Metingen in het project DOVE-klei geven aan dat de belasting van het oppervlaktewater in deze rivierklei voornamelijk plaats vindt via greppels en de drains. De greppelafvoer, dus de oppervlakkige afvoer, was de belangrijkste route: circa 70% van het fosfaat stroomt oppervlakkig af. Deze oppervlakkige afspoeling van fosfaat naar oppervlaktewater wordt mogelijk sterker beïnvloed door bemestingsmaatregelen dan die van het diepere fosfaattransport. Het aandeel van organisch fosfaat in de totale fosfaatuitspoeling bedroeg 90 procent in de zware rivierklei. De omstandigheden in deze grond met een grote oppervlakkige afvoercomponent zijn niet representatief voor de meeste landbouwgronden in Nederland, maar de resultaten geven wel aan dat er gronden zijn waarin de uitspoeling van organisch fosfaat belangrijk is.

Net zoals bij stikstof geldt dat fosfaat in het oppervlaktewater allerlei omzettingen kan ondergaan. Veel fosfaat zal ophopen in de bodem van sloten en kan geleidelijk weer vrijkomen. De fosfaatconcentratie in het oppervlaktewater wordt in sterke mate beïnvloed door de processen in het oppervlaktewater en onderwaterbodems. De nalevering van fosfaat uit onderwaterbodems kan er toe leiden dat effecten van maatregelen op de landbouwgronden minder snel waarneembaar zijn in de fosfaatconcentraties in het oppervlaktewater (jaren tot tientallen jaren). De hydrologische situatie, de hoeveelheid fosfaat in de slootbodem en de chemische processen die deze fosfaat kunnen mobiliseren hebben allen een groot effect op de fosfaatconcentratie van het oppervlaktewater.

Conclusies

• De fosfaatbelasting van oppervlaktewater wordt bepaald door de fosfaatverzadiging van de bodem en hydrologie. De grootste uitspoeling vindt plaats als het grondwater in direct contact komt met de met fosfaatverzadigde bovengrond.

• De totale hoeveelheid fosfaat in de bodem is stabiel en verandert zeer traag bij gewijzigde bemesting. Ook bij een lage bemesting (evenwichtsbemesting) daalt de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater op jaarbasis slechts in beperkte mate.

• Vernatting van landbouwgronden of van landbouwgronden die naar natuur worden omgezet kan leiden tot mobilisering van fosfaat en tot een toename van de fosfaatbelasting van oppervlaktewater. Het fors verminderen van fosfaatbemesting om de belasting van oppervlaktewater te beperken zal bij vernatting veel minder effectief zijn.

• In een zware rivierklei met veel oppervlakkige afvoer bedroeg het aandeel organisch fosfaat 90 procent van de totale fosfaatuitspoeling. Deze omstandigheden zijn niet representatief voor de meeste landbouwgronden in Nederland, maar de resultaten geven wel aan dat er gronden zijn waarin de uitspoeling van organisch fosfaat belangrijk is.

• De fosfaatconcentratie in het oppervlaktewater wordt in sterke mate beïnvloed door de processen in het oppervlaktewater en onderwaterbodems. Hierdoor zullen effecten van bemestingsmaatregelen minder snel waarneembaar zijn in de fosfaatconcentraties in het oppervlaktewater (jaren tot tientallen jaren).