Resultaat incubatieproef

4.1.1 Resultaat incubatieproef

Door toediening van organische stof aan een nitraathoudende bodem kan denitrificatie worden bevorderd. Door de manier waarop WC, ANR, NWC en ANE worden berekend, leidt een verlies aan stikstof bij

behandelingen met een meststof tot een lagere waarde. Het verlies treedt immers niet op bij een behandeling zonder een meststof (controle) of meststof zonder organische stof. De werkhypothese van dit onderdeel van het onderzoek is dat door de aanwezigheid van organische stof in een mineralenconcentraat - tijdelijk - de denitrificatie van nitraat, dat al aanwezig is in de bodem bij het uitrijden van een mineralenconcentraat, wordt verhoogd. Op bouwland is deze werkhypothese eenvoudiger te toetsen dan op grasland. Bij grasland wordt door injectie van een mineralenconcentraat de zode beschadigd waardoor organische stof van gras(wortels) vrijkomt. Deze organische stof kan ook bijdragen aan een verhoging van de denitrificatie. Dit leidt tot een tweede werkhypothese bij dit onderdeel. De toediening van een mineralenconcentraat op grasland leidt - tijdelijk - tot een hogere denitrificatie dan op bouwland.

Denitrificatie is één van de processen van de stikstofcyclus in de bodem. Om denitrificatie meetbaar en onderscheidbaar van andere stikstofprocessen in de bodem te kunnen vaststellen, is een incubatieproef onder gecontroleerde en geconditioneerde omstandigheden uitgevoerd (hoofdstuk 2.2).

Er werden drie mineralenconcentraten getest. Naast MC1 en MC2 (zie hoofdstuk 3) is een derde MC getest ook afkomstig van bedrijf B; dit mineralenconcentraat is MC1b. MC1 en MC1b betreffen twee verschillende tijdstippen van bemonstering bij bedrijf B en zijn daardoor afkomstig van de verwerking van verschillende partijen varkensdrijfmest. De samenstelling van de MC1 en MC1b verschilt sterk in gehalten aan vluchtige vetzuren. MC2 wordt gemaakt door bedrijf D van opgeslagen - verouderde - varkensmest en is daardoor vrijwel vrij van vetzuren.

Zandgrond en kleigrond van bouwland werden gezeefd. Beschadiging van de zode werd gesimuleerd door grond van grasland op zandgrond en kleigrond door een zeef te drukken waardoor graswortels verkleind werden. Tussen deze voorbehandeling en inzetten van de incubatieproef werden de gezeefde monsters bij 15- 20 °C vochtig maar met een goede bodemstructuur, aeroob, bewaard gedurende zo’n twee maanden. Tabel 12 geeft de resultaten van deze verkennende proef met grond van bouwland en grasland die bij aanvang al rijk waren aan nitraatstikstof. De snelheid waarmee denitrificatie wordt gegeven is uitgedrukt in ppm N2O per

uur. Dit is de concentratie die gemeten wordt in het gasmengsel boven het homogene grondmonster in een afgesloten flessen (headspace).

Het aandeel vluchtige vetzuren (VA) in mineralenconcentraten varieert sterk. MC1b heeft, gerelateerd aan het aandeel in de organische stof, driemaal zoveel VA als MC1. Bij MC1b is 18% van de organische stof VA, bij MC1 is dat 6%. MC2 bevat nauwelijks/geen VA, dat verklaard wordt uit het gebruik van verouderde varkensdrijfmest.

Incubatie van grond van bouwland zonder glucose en nitraat leidt na twee dagen tot een verlaging van DEA, terwijl op grasland er een toename is van DEA. Dit wijst op een effect van verstoring van de grond door voorbehandeling waardoor bij de grond van grasland meer organische stof beschikbaar kwam dan bij de grond van bouwland.

Glucose toediening aan de behandeling met KAS leidde bij grond van bouwland tot een verdubbeling van DEA en bij grond van grasland tot een vervijfvoudiging. Door toediening van mineralenconcentraten nam de DEA sterker toe. Het effect bij grasland was aanzienlijk groter dan bij bouwland. Het effect bij KAS zonder glucose bij vergelijking van bouwland met grasland wijst op een verhoging van ca. 1,2 ppm NO/uur van de DEA, terwijl

Tabel 12

Waardegevende bestanddelen, gehalten aan vluchtige vetzuren (VA), het aandeel van VA in de organische stof en de denitrificatie enzymactiviteit (DEA) zonder en met toevoeging van glucose in aanwezigheid van een overmaat nitraatstikstof.

Object Samenstelling producten DEA

ppm N2O per uur

Drogestof Organische

stof (OS) Kurmies C- totaal- N ammonium- N organisch N- C/N VA

1 _Aandeel

VA/OS Bouwland Rolde2 Grasland, _Wijnhold3

g/kg g/kg ds g/kg ds g/kg g/kg g/kg g/kg [-]

Aanvang (t=0) *4 _{* * * * * * * * 0,67 0,48}

Na 2 dagen incubatie zonder

glucose * * * * * * * * * 0,14 0,90

Na 2 dagen incubatie met

glucose * * * * * * * * * 5,62 12,90

KAS na 2 dagen zonder

glucose * * * 268 138 * * * * 1,31 2,56

MC1 na 2 dagen 78 541 50,6 9,30 9,22 0,08 5,44 2,45 0,06 9,25 21,97 MC2 na 2 dagen 48 570 127,0 5,41 4,98 0,43 23,48 0,01 0,00 39,93 74,50 MC1b na 2 dagen 82 599 99,0 10,60 10,10 0,50 9,34 8,77 0,18 52,99 83,46

1 _{VA: vluchtige vetzuren, som van C2, C3, C4, iC4, C5 en iC5 met C2: acetaat, C3: proprionaat, C4: butyraat, iC4: isobutyraat, C5: valeriaat, iC5: isovaleriaat} 2 _{Bij aanvang bevatte bouwland van Rolde 61 mg NO}

3-N/kg grond; 3 _{Bij aanvang bevatten grasland van het praktijkbedrijf bij Rolde 72 mg NO}

3-N/kg grond. 4 _{*: geen toevoeging van een meststof.}

bij MC1, MC1b en MC2 er sprake is van een toename van 12,7-34,6 ppm N2O/uur. Vergelijking van bouwland

met grasland, bij eenzelfde mineralenconcentraat en daardoor bij een gelijke dosering aan organische stof, wijst op een toename van DEA die noch aan de gift aan organische stof met een mineralenconcentraat noch aan de afbraak van makkelijk beschikbare organische stof in grasland kan worden toegeschreven. Dit resultaat wijst uit dat naast de toevoeging van organische stof met een mineralenconcentraat er een ander effect is bij grasland, die sterker aan de verhoging van DEA heeft bijgedragen dan de toevoeging van organische stof met een mineralenconcentraat. Mogelijk heeft de voorbehandeling van de grond van grasland bijgedragen aan door bevordering van de ontwikkeling van (facultatief anaerobe) denitrificerende bacteriën of heeft de toevoeging van een mineralenconcentraat een voor DEA gunstigere pH ingesteld. Welk oorzaak hiervoor verantwoordelijk is, is niet duidelijk.

MC1b gaf de hoogste waarden voor DEA, gevolgd door MC2. MC2 gaf hogere waarden dan MC1.

De producten werden toegediend op basis van een stikstofgift van 120 kg N/ha waarbij aangenomen is, op basis van uitvoering in het veldonderzoek, dat bij plaatsing in een sleuf een concentratiefactor van 16,67 geldt. Het C/N-quotiënt van MC2 is 23,48, van MC1b en MC1 is deze quotiënt respectievelijk 9,34 en 5,44 (tabel 12). Er is daardoor met MC2 aanzienlijk meer organische stof toegediend dan met MC1b en MC2. Ook met MC1b is meer organische stof toegediend dan met MC1. De verkennende incubatieproef wijst uit dat toediening van een organische stof-bron de potentiële denitrificatiesnelheid verhoogt.

Verhoudingsgewijs is met MC2 een 2,5 maal grotere organische stofgift (uitgedrukt in koolstof) toegediend dan met MC1b en een 4,3 maal hogere organische stofgift dan bij MC1. Op bouwland veroorzaakt MC1b de hoogste DEA, MC2 blijft achter. Niet alleen de hoogte van de gift aan organische stof maar ook de

samenstelling van de organische stof blijkt effect uit te oefenen. Het hogere aandeel aan VA in MC1b t.o.v. MC1 doet zich hier gelden.

4.1.2 Conclusies

De incubatieproef naar het effect van mineralenconcentraten op de snelheid waarmee nitraat wordt gedenitrificeerd, diende de beantwoording van twee werkhypotheses.

1. Door de aanwezigheid van organische stof in een mineralenconcentraat wordt - tijdelijk - de denitrificatie van nitraat, dat al aanwezig is in de bodem bij het uitrijden van een mineralenconcentraat, verhoogd. 2. De toediening van een mineralenconcentraat op grasland leidt - tijdelijk - tot een hogere denitrificatie

dan op bouwland.

Mineralenconcentraten veroorzaken een hogere DEA dan KAS met glucose. Zowel de hoogte van de gift aan organische stof als de samenstelling van die organische stof oefenen een effect uit op de hoogte van DEA. Een hogere gift aan organische stof leidt tot een hoger DEA, een hoger aandeel van de VA in de organische stof leidt eveneens tot een hogere DEA.

De incubatieproef wijst uit dat beide werkhypothesen als juist getoetst kunnen worden. Er zijn daardoor kwalitatieve aanwijzingen dat de organische stof in mineralenconcentraten bij kunnen dragen aan een verlies aan nitraatstikstof bij toediening in een veldsituatie. De bevindingen bij grasland wijzen uit dat er een ander effect betrokken is bij de verhoging van DEA. Dit effect is groter dan uit de toevoeging van organische stof met een mineralenconcentraat afgeleid kan worden en is ook groter dan uit verstoring van organische stof van grasland afgeleid kan worden. Welke oorzaak daarvoor verantwoordelijk is, kan niet worden aangegeven. Toch is er een aanwijzing dat toediening op grasland risicovoller is voor wat betreft het aspect van verlies aan nitraatstikstof door denitrificatie ten opzichte van bouwland. De incubatieproef is uitgevoerd onder condities die denitrificatie optimaal faciliteren. Deze condities gelden doorgaans niet in een veldsituatie. Zo zal er geen mineralenconcentraat uitgereden worden in een waterverzadigde bodem. De incubatieproef geeft daarom weliswaar een aanwijzing voor een oorzaak van de geconstateerde lagere werkingscoëfficiënten voor stikstof.

Het is echter niet mogelijk om de gegevens van deze incubatieproef om te rekenen naar een kwantitatieve bijdrage in de veldsituatie.

Stikstofimmobilisatie