Bodemtype P, mg L-1 Dekzand 0,013 Duinzand 0,44 Zeeklei 0,11 Rivierklei 0,036 Dalgrond 0,013 Löss 0,013 Veen 0,40
7.3.3
Fosfaatprofiel (Pw-ratio)
De fosfaattoestand (Pw-getal) van de bouwvoor en van de ondergrond is in sterke mate afhankelijk van de historische belasting met fosfor en naar de huidige beeldvorming in sterke mate gerelateerd aan de combinatie van grondgebruik en bodemtype; data over de fosfaatophoping van deze combinaties kunnen uit bestaande datasets worden gehaald. Binnen deze datasets dient dus onderscheid gemaakt te worden tussen de data van het Pw-getal op basis van combinaties van grondgebruik en bodemtype. De actuele fosfaatverliezen zullen worden berekend als functie van de fosfaattoestand (Pw-getal) van de bouwvoor en de ondergrond. Bij de berekeningen is een breed bereik aan fosfaatprofielen doorgerekend. Om de gebruiker houvast te bieden in de keuze van het meest aannemelijke fosfaatprofiel zijn beschikbare data over de fosfaatopbouw in het bodemprofiel geanalyseerd. Bij deze analyse is de Pw-ratio, dat wil zeggen de verhouding tussen het Pw-getal van de ondergrond en het Pw-getal van de bouwvoor bepaald. De bouwvoor wordt hierbij gedefinieerd als de laag van 0-25 cm minus maaiveld, terwijl met de ondergrond de laag van 25-50 cm minus
maaiveld wordt bedoeld.
Voor het bepalen van de fosfaattoestand (Pw-getal) van de ondergrond is gebruik gemaakt van het Bodemkundig Informatie Systeem (BIS), zoals beschreven door de Vries et al. (2009). Uit het BIS zijn profielen verzameld waarvan minimaal het Pw-getal van de bovenste 25 cm bekend is. De verzamelde data omvatten o.a. de Landelijke Steekproef Kaarteenheden (LSK, zoals beschreven door Finke et al. (2001), data van fosfaatonderzoek in het stroomgebied van de Schuitenbeek (Breeuwsma et al., 1989), de Drentsche Aa, de Krimpenerwaard en Quarles van Ufford (Walvoort et al., 2009). In tabel 31 zijn de verzamelde datasets in het kort beschreven.
Tabel 31
Bestanden met data over het Pw-getal op verschillende diepten in de bodem.
Databron Aantal profielen
LSK (Finke et al., 2001) 1516 Drentse Aa (Walvoort et al., 2009) 69 Krimpenerwaard (Walvoort et al., 2009) 64 Quarles van Ufford (Walvoort et al., 2009) 70 Schuitenbeek (Breeuwsma et al, 1989) 214
Vredepeel 1
Meterik 1
Profielboringen BIS 135
Bollenonderzoek 7
Idealiter is het Pw-getal in de verschillende datasets zowel gemeten in de 0-25 cm laag als in de 25- 50 cm laag. Dit is voor het grootste databestand (LSK) echter niet geval: het Pw-getal van de
ondergrond ontbreekt voor veel monsters. Omdat hierdoor veel data weg dreigden te vervallen, is het Pw-getal van de ondergrond in dergelijke situaties geschat. Dit kan worden gedaan volgens twee methoden, namelijk:
(i) een empirische relatie tussen het Pw-getal en de Phosphorus Sorption Index (PSI) (Chardon, 1994) en
(ii) de verhouding tussen het te schatten Pw-getal van de ondergrond en het gemeten Pw-getal van de bouwvoor en de verhouding van de gemeten PSI van de ondergrond en de gemeten PSI van de bouwvoor. De empirische relatie van Chardon (1994) wordt gegeven in vergelijking (5):
Pw = a × PSIb (5)
Waarbij het Pw-getal (Pw-getal) is uitgedrukt in mg P2O5 L-1 grond, de PSI is molaire verhouding
tussen het Pox-gehalte en het [Al+Fe]ox-gehalte en a en b zijn fittingsparameters. De waarden van a
De tweede methode bestaat uit het afleiden van het Pw-getal van de ondergrond uit de verhouding tussen het Pw-getal van ondergrond en van de bouwvoor en de verhouding tussen de PSI van de ondergrond en van de bouwvoor, zoals is weergegeven in vergelijking (6).
Pw25-50 Pw0-25
=
PSI25-50
PSI0-25 (6)
Waarbij de Pw25-50 en de Pw0-25 (mg P2O5 L-1) en de PSI25-50 en de PSI0-25 (molaire verhouding tussen
Pox en [Al+Fe]ox) het Pw-getal en de PSI zijn van respectievelijk de 25-50 en 0-25 cm laag. Als de Pw0- 25 en de PSI25-50 en PSI0-25 zijn gemeten, kan de Pw25-50 op eenvoudige wijze worden geschat. Bij het
toepassen van deze methode wordt een lineaire relatie tussen het Pw-getal en PSI aangenomen. Bij een lage belading van de bodem met fosfaat zal dit inderdaad het geval zijn; bij een toenemende fosfaatbelading zal het Pw-getal op niet-lineaire wijze toenemen met een toename van de PSI (Chardon, 1994; Koopmans et al., 2001) en kan vergelijking (6) niet zonder meer worden toegepast. Dit omslagpunt verschilt tussen de verschillende bodemtypen.
De methode die het meest geschikt is om het ontbrekende Pw-getal van de ondergrond te schatten is geselecteerd op basis van een validatie; bij deze validatie is gebruikt gemaakt van datasets waarbij het Pw-getal van de bouwvoor en van de ondergrond is gemeten, evenals de PSI van beide lagen. Met beide methoden, die zijn weergegeven in vergelijking (5) en in vergelijking (6), is het Pw-getal van de ondergrond berekend. Vergelijking (5), die is afgeleid door Chardon (1994), is als volgt toegepast: omdat de fittingsparameters a en b per definitie onzeker zijn, is besloten om de parameter b opnieuw af te leiden voor elk profiel op basis van het grondmonster uit de bouwvoor. Bij deze herfitting van de parameter b is gebruik gemaakt van het gemeten Pw-getal en PSI van de bouwvoor en wordt de parameter a verondersteld een constante waarde te hebben, namelijk 481. De opnieuw gefitte parameter b is in vergelijking (5) toegepast om uit de gemeten waarde van de PSI van de ondergrond het Pw-getal van de ondergrond te berekenen. Het Pw-getal in de datasets die voor de validatie zijn gebruikt is niet persé gemeten in de 0-25 cm of 25-50 cm laag; alle gemeten waarden van het Pw- getal zijn daarom teruggerekend naar deze lagen op basis van het diepte gewogen gemiddelde van de gemeten Pw-getallen. In figuur 5 staat het resultaat van beide methoden. De methode waarbij het Pw-getal is berekend uit de verhouding tussen het Pw-getal van de ondergrond en van de bouwvoor en de verhouding tussen de PSI van de ondergrond en van de bouwvoor (vergelijking [6]) lijkt een iets beter resultaat op te leveren dan de methode van Chardon (1994) (vergelijking [5]); de hellingshoek van het regressiemodel van de eerstgenoemde methode wat door de oorsprong is gefit ligt net iets dichter bij de waarde 1. Bovendien is de Root Mean Square Residual (RMSR) net iets kleiner dan de RMSR van de methode van Chardon (1994) (vergelijking (5)), namelijk 13,9 versus 15,1. Het verschil is echter bijzonder klein en daarom is gekozen om de empirische vergelijking van Chardon (1994) te gebruiken voor het schatten van het Pw-getal van de ondergrond in de LSK dataset, omdat deze aanpak procesmatig gezien juister is dan de andere methode.
Figuur 5 Het volgens vergelijking (5) volgens Chardon (1994) berekende Pw-getal (linker figuur) en de volgens vergelijking (6) berekende Pw-getal (rechter figuur) geplot tegen het gemeten Pw- getal.