Fosfaatvormen in dierlijke mest en hun effectiviteit : verslag van een literatuuronderzoek

Fosfaatvormen in dierlijke mest en

hun effectiviteit

Verslag van een literatuuronderzoek

W.J. Chardon

Rapport 53 DLO-Instituut voor Agrobiologisch en Bodemvruchtbaarheidsonderzoek Oosterweg 92, Postbus 129,

Het DLO-Instituut voor Agrobiologisch en Bodemvruchtbaarheidsonderzoek (AB-DLO) is onderdeel van de Dienst Landbouwkundig Onderzoek (DLO) van het Ministerie van Land-bouw, Natuurbeheer en Visserij.

Het instituut is opgericht op 1 november 1993 en is ontstaan door de samenvoeging van het Wageningse Centrum voor Agrobiologisch Onderzoek (CABO-DLO) en het in Haren gevestigde Instituut voor Bodemvruchtbaarheid (IB-DLO).

DLO heeft tot taak het genereren van kennis en het ontwikkelen van expertise ten behoeve van de beleidsvoorbereiding en -uitvoering van het Ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Visserij, het bevorderen van de primaire landbouw en de agrarische industrie, het

inrichten en beheren van het landelijk gebied, en het beschermen van natuur en milieu. AB-DLO heeft tot taak het verrichten van zowel fundamenteel-strategisch als toepassings-gericht onderzoek en is gepositioneerd tussen het fundamentele basisonderzoek van de universiteiten en het praktijkgerichte onderzoek op proefstations. De verkregen onderzoeks-resultaten dragen bij aan de bevordering van:

de bodemkwaliteit;

duurzame plantaardige produktiesystemen; de kwaliteit van landbouwprodukten.

Kernexpertises van het AB-DLO zijn: plantenfysiologie, bodembiologie, bodemchemie en -fysica, nutriëntenbeheer, gewas- en onkruidecologie, graslandkunde en agrosysteemkunde.

Adres

Vestiging Wageningen: Vestiging Haren:

Postbus 14, 6700 AA Wageningen Postbus 129, 9750 AC Haren tel. 0317 47 57 00 tel. 050-533 77 77

fax 0317 42 3110 fax 050-533 72 91

Inhoudsopgave

pagina

Samenvatting en conclusies 1 Summary and conclusions 3

1. Inleiding 5 2. Fosfaatvormen in dierlijke mest 7

2.1 Anorganische P-verbindingen 7 2.2 Organische P-verbindingen 8 3. Effectiviteit van P-vormen in dierlijke mest 11

3.1 Effectiviteit van anorganische P-vormen 11 3.2 Effectiviteit van organische P-vormen 12 3.3 Invloed van bewaren op P-vormen in mest 13

3.4 Invloed van voeding op samenstelling van mest 14 3.5 Totale effectiviteit van fosfaat uit dierlijke mest 14 4. Invloed van dierlijke mest op bodemeigenschappen 17

4.1 Inleiding 17 4.2 Bodemkenmerken welke door dierlijke mest worden beïnvloed 18

4.3 Milieufactoren welke omzettingen in de bodem beïnvloeden 22

Referenties 25 Bijlage 31

Samenvatting en conclusies

Mest wordt enerzijds geproduceerd tijdens beweiding, anderzijds in de stal, en gezamenlijk opgevangen als slurry of opgenomen in stro (stalmest). Mest is afkomstig van een aantal diersoorten, die een verschillend voedselpakket krijgen aangeboden, wat variatie

veroorzaakt in de samenstelling van de mest en in de beschikbaarheid van P voor het gewas. Dunne mest bestaat uit een vaste en een vloeibare fractie; deze laatste fractie bestaat uit een mengsel van urine en spoelwater. In beide fracties komen zowel anorganische als organische P-vormen voor. Anorganische P-vormen worden gekenmerkt door hun oplosbaarheid, welke met name afhankelijk is van de pH van het milieu waarin zij zich bevinden. Organische

P-vormen moeten eerst (microbieel) worden omgezet alvorens zij voor het gewas beschikbaar komen. Met name vanwege de organische P-vormen is in het verleden onderzoek gedaan aan dierlijke mest, omdat vooral deze fractie verschillen veroorzaakt met kunstmest. In dierlijke mest zijn geen anorganische componenten aangetoond waarvan een slechte beschikbaarheid voor het gewas is te verwachten. Sommige componenten zijn in eerste instantie zelfs beter oplosbaar dan P uit superfosfaat. Het ligt dan ook niet voor de hand dat een eventuele slechtere beschikbaarheid van P uit dierlijke mest kan worden toegeschreven aan anorganisch P in de mest.

Voor organische componenten zoals inositolhexafosfaac (IHP), waarvan bekend is dat ze sterk kunnen worden vastgelegd in de bodem, zal de beschikbaarheid voor het gewas gering zijn; dit kan gedeeltelijk gecompenseerd worden door vrijmaken van anorganisch P door IHP. Fosfaat uit nucleïnezuren wordt veelal wel afgebroken, en is op termijn wel beschikbaar; in koemest is deze fractie groter dan de IHP-fractie, in varkens- en kippemest is de IHP-fractie groter. Voor het grootste deel van het organisch gebonden P in dierlijke mest geldt dus dat deze op termijn beschikbaar is voor het gewas.

Een vergelijking van dierlijke mest en kunstmest als bron van fosfaat is sterk afhankelijk van het tijdstip waarop de beoordeling plaatsvindt. Op korte termijn zal de beschikbaarheid van (organisch gebonden) fosfaat uit dierlijke mest zeker kleiner zijn dan die van goed oplosbare meststoffen als superfosfaat. Dit kan als voordeel hebben dat er geen luxe-consumptie optreedt, en tevens dat er geen snelle vastlegging aan bijv. hydroxyden kan plaatsvinden. Voor een grond waarin het fosfaatniveau voldoende is en waarin slechts een onderhouds-bemesting noodzakelijk is kan dit een voordeel zijn.

Voor een juiste vergelijking van de beschikbaarheid van P uit dierlijke mest met die van P uit kunstmest moet echter rekening gehouden worden met een eventuele invloed van dierlijke mest op bodemkenmerken, met name wanneer gedurende lange tijd dierlijke mest wordt toegediend. Door een verlaging van de redoxpotentiaal kan aan ijzer gebonden P (tijdelijk)

in oplossing gaan; organische zuren in de mest kunnen de adsorptie van P negatief beïnvloeden. Toediening van mest kan een verandering geven van de pH, welke op zijn beurt weer invloed heeft op de beschikbaarheid van P. Dierlijke mest heeft een positieve invloed op het vermogen van een grond om vocht vast te houden; een hoger vochtgehalte verbetert de beschikbaarheid van P, doordat de diffusie naar de plantewortel beter verloopt.

Om deze redenen moet men voorzichtig zijn om de bruikbaarheid van dierlijke mest voor de P-voorziening van een gewas louter te baseren op de oplosbaarheid van P-componenten in de mest.

Conclusies

De beschikbaarheid van anorganische componenten in dierlijke mest is vergelijkbaar met die uit kunstmest.

Organische componenten komen trager beschikbaar dan anorganische, maar zijn op den duur vermoedelijk vrijwel volledig beschikbaar voor het gewas.

Een vergelijking tussen in de grond gevormde reactieproducten van dierlijke mest en kunstmest is meer zinvol dan een vergelijking van componenten in de meststof.

Er moet rekening worden gehouden met de invloed die het (langdurig) gebruik van dierlijke mest heeft op bodemprocessen.

Summary and conclusions

Manure is produced either during grazing or in stables, and is collected as slurry or taken up in straw. Manure originates from different types of animals, receiving different feed, which causes differences in manure composition and in P availability for crops.

Animal slurry consists of a solid and a liquid fraction; the last fraction consists of a mixture of urine and water used for stable cleaning. Both fractions contain organic and inorganic forms of P. Inorganic P compounds are characterized by their solubility, which is dependent on the pH of the surrounding liquid. Organic compounds have to be mineralized before they are available for plants. In the past, research on animal manure was mainly focused on these organic compounds, since they cause the difference between mineral fertilizers and manure. In animal manure no inorganic compounds were found that are unavailable to plants. Initially, some compounds are even more soluble than P from superphosphate. Therefore, when P from manure is less available than mineral P, it is not likely that this can be ascribed to inorganic P compounds.

Organic compounds like inositol-hexa-phosphate (IHP) can be bound strongly to the soil matrix. Thus, the direct plant availability of IHP will be small, but this can partly be

compensated by desorption of inorganic P caused by sorption of IHP. In most cases P in nucleic acids is decomposed and will become plant-available. In cow manure this fraction is larger than the IHP fraction, in pig manure and chicken manure the IHP fraction is larger. Thus, after a certain period the largest part of the organic P compounds in manure will become plant-available.

A comparison of animal manure and mineral fertilizer as a P source is highly dependent on the period between application and sampling. At short term, organic P from manure will be less available than P from soluble fertilizers like superphosphate. This can have the advantage that no 'luxury consumption' by plants takes place, while there is neither immediate sorption by hydroxides. For a soil that only needs maintenance fertilization this can be advantageous. For a good comparison between the availability of P from animal manure and P from mineral fertilizers one has to take into account that manure can influence soil characteristics,

especially when large amounts of manure are applied during long periods. A lowering of the redox potential can cause (temporal) dissolution of P bound to iron hydroxides. Also, organic acids from manure, or mobilized by the manure, can have a negative effect on P sorption. Application of manure can change soil pH, which in turn influences P availability. Manure has a positive effect on the water holding capacity of a soil; a higher water content improves P availability since P diffusion to plant roots is fastened. Therefore, an assessment of the usefulness of manure for P supply to plants should not only be based on the solubility or direct availability of P compounds in the manure.

Conclusions

The availability of inorganic components in animal manure is comparable with P from mineral fertilizers.

Organic components will become available more slowly than inorganic components, but are probably fully available for plants in the long term.

A comparison between reaction products formed in soil from manure and from mineral fertilizers is more useful than a comparison of components of the fertilizers themselves. The influence of a prolonged use of manure on soil processes should be taken into account.

1. Inleiding

De huidige bemestingsadviezen zijn gebaseerd op een chemisch goed gedefinieerde fosfaatvorm zoals die in superfosfaat en tripelsuperfosfaat voorkomt. De fosfaatgiften met andere meststofvormen worden afgeleid door rekening te houden met hun effectiviteit t.o.v. kunstmestfosfaat. Dit wordt tot uitdrukking gebracht in een werkingscoëfficiënt, welke in het algemeen afhangt van de chemische en fysische aard van de meststof, tijdstip en wijze van toediening, het gewas en de grondsoort. De fosfaatvorm in dierlijke mest wijkt af van die in kunstmest: in mest komen ook organische fosfaatvormen voor en van anorganische vormen in mest wordt aangenomen dat deze slechter oplosbaar zijn dan die in kunstmest. Wijzigingen in de veevoedersamenstelling kunnen, door verlaging van het aandeel

anorganische veevoederfosfaten, een andere verhouding tussen chemische fosfaatvormen veroorzaken. Deze wijzigingen in de samenstelling van dierlijke meststoffen en de gevolgen daarvan voor de beschikbaarheid van fosfaat voor het gewas zijn tot dusver niet onderzocht. De vervanging van kunstmestfosfaat door fosfaat uit dierlijke mest biedt alleen perspectief bij een aan kunstmestfosfaat gelijke effectiviteit. Bij een geringere effectiviteit zal bij evenwichtsbemesting fosfaat uit dierlijke mest geen goede vervanger kunnen zijn van kunstmestfosfaat, met als gevolg een lage acceptatie in de akker- en tuinbouw. In dat geval zullen methoden ontwikkeld moeten worden om de effectiviteit van fosfaat uit dierlijke meststoffen te verhogen.

In het kader van het FOMA-project 3.49 'Fosfaatwerking van dierlijke meststoffen' werd een literatuuronderzoek uitgevoerd naar de volgende aspecten:

- de chemische aard van de fosfaatvormen in dierlijke mest in relatie tot veevoeding en wijze en duur van opslag;

- de landbouwkundige effectiviteit van deze fosfaatvormen voor het gewas op korte en lange termijn;

- verbetering van de effectiviteit door beïnvloeding van deze fosfaatvormen en door het optimaliseren van methode en tijdstip van toediening.

Naast fosfaatverbindingen bevat dierlijke mest uiteraard een groot aantal andere componenten; deze componenten kunnen mogelijk veranderingen in de bodem

teweegbrengen die de beschikbaarheid van P uit de dierlijke mest beïnvloeden, positief dan wel negatief. Om deze reden werd in het literatuuronderzoek tevens aandacht besteed aan veranderingen die kunnen optreden in de bodem ten gevolge van het toedienen van dierlijke mest.

Het doel van dit rapport is om een schatting te geven van de effectiviteit van dierlijke mest als fosfaatbron in de landbouw.

2. Fosfaatvormen in dierlijke mest

Dierlijke mest is een zeer heterogeen produkt, wat algemene uitspraken over P-vormen moeilijk maakt. Onderscheid moet als eerste gemaakt worden tussen mest welke in het veld wordt geproduceerd, en mest welke in de stal wordt opgevangen. Normaliter wordt alleen deze laatste mest elders toegepast, waarbij de te verwachten beschikbaarheid van P in de mest van belang is. Toediening van mest kan plaatsvinden als stalmest of als natte mest; aangezien stalmest slechts een zeer kleine fractie is van het totale mestaanbod zal hieraan slechts beperkt aandacht worden besteed.

Dunne mest bestaat uit een mengsel van mest, urine en spoelwater. Bij koeien bevatten urine en spoelwater heel weinig fosfaat; meer dan 90% van het fosfaat wordt via de mest

uitgescheiden. In mest komen zowel anorganische als organische P-vormen voor. Anorganische P-vormen worden gekenmerkt door hun oplosbaarheid, welke met name afhankelijk is van de pH van het milieu waarin zij zich bevinden. Organische P-vormen moeten eerst (microbieel) worden omgezet alvorens zij voor het gewas beschikbaar komen. Tijdens opslag van dunne mest vinden omzettingen plaats waardoor de verhouding

organisch P - anorganisch P kan wijzigen, evenals de hoeveelheid P in de vaste en vloeibare fase.

2.1 Anorganische P-verbindingen

Door Fordham & Schwertmann (1977a, 1977b) werd onderzoek gedaan naar de samenstelling van dunne rundermest. Zij vonden dat het organisch P in de vloeistoffractie slechts 5%

bedroeg van het totaal aan P in de mest; deze componenten werden nauwelijks vastgelegd aan toegevoegd ijzeroxide, wat wijst op een mogelijke sterke neiging om uit te spoelen in de bodem. De anorganische P-verbindingen in de mest werden wel sterk vastgelegd aan

ijzeroxide, waaruit blijkt dat organische componenten uit de mest nauwelijks invloed hadden op deze vastlegging. Ruwweg 50% van het totaal-P bevond zich in oplossing, de rest in de 2-3% droge stof. Kalvermest bevatte vrijwel geen organisch P; de kalveren werden gevoed met kunstmatige melk, zonder ruwvoeder. Uit onderzoek naar specifieke componenten bleek dat trimagnesiumfosfaat (MgJ(P04)2.8H20), struviet (NH4MgP04.6H20) en

octacalciumfosfaat (Ca^POJj.SHjO) voorkomen in dunne rundermest. De reactiviteit van deze verbindingen was echter groot: verdunnen met water veroorzaakte reeds het in oplossing gaan van struviet. Aanwijzingen voor duidelijke veranderingen in de tijd tussen precipitaten werden niet gevonden; door omzetting van organisch materiaal nam de hoeveelheid NH4HCO, toe in de tijd. Dicalciumfosfaat (CaHP04.2H20, DCP) werd niet

aangetoond in oorspronkelijke mestmonsters, maar gesuggereerd wordt dat deze verbinding wel als tussenproduct voorkomt.

Bril & Salomons (1990) toonden, met behulp van Scanning Electron Microscopy, aan dat struviet voorkomt in varkensmest; aanwijzingen voor de aanwezigheid van calciumfosfaten werden vrijwel niet gevonden.

8

Barrow (1975) onderzocht faeces van schapen en toonde aan dat deze DCP bevatten, op grond van pH en gehalten aan Ca en P van extracten.

De Haan & Van Riemsdijk (1986) vonden een aanwijzing voor de aanwezigheid van DCP door analyse van het bodemvocht van percelen die met grote hoeveelheden varkensdrijfmest waren bemest. De samenstelling van dit bodemvocht bleek vrij goed overeen te komen met een oplossing die in evenwicht is met DCP. Lehr et al. (1959) vonden echter dat DCP ook in de bodem kan ontstaan uit monocalciumfosfaat, Ca(H2P04)2.H20, de P-vorm in

(tripel)su perfosfaat.

2.2 Organische P-verbindingen

Bromfield (1961) geeft als onderverdeling van organische P-vormen in dierlijke mest: (1) in zuur oplosbare vormen, waaronder meso-inositolhexafosfaat, (2) niet in zuur oplosbare verbindingen die ook wel eiwitgebonden P worden genoemd en (3) fosfolipiden. McAuliffe

& Peech (1949) vonden dat in schapemest gemiddeld 20% van P-totaal in organische vorm voorkwam, waarvan ca. 60% gebonden aan eiwitten.

Peperzak et al. (1959) onderzochten verschillende organische P-vormen in mestmonsters van verschillende diersoorten, van uiteenlopende leeftijd en voedselpakket. Inositolhexafosfaat maakte 15-20% uit van het organisch P; de rest bestond, gemiddeld, uit gelijke hoeveelheden overige in zuur oplosbare verbindingen en uit aan eiwitten gebonden P. Kippemest bevatte relatief veel inositol-P.

Gerritse & Zugec (1977) onderzochten P in varkensdrijfmest. Op basis van literatuurgegevens schatten zij dat 10-30% van P in deze mest bestaat uit organisch P, waarvan een klein deel aanwezig is als inositolhexafosfaat en de rest vermoedelijk van microbiële oorsprong is. Het gehalte aan organisch P in de mest bleek onafhankelijk van het gehalte aan P of Ca in het aangeboden voedsel; het gehalte aan anorganisch P steeg met het totaalgehalte aan P in het voedsel. Dit laatste werd ook door Bromfield (1961) gevonden. Mest van schapen die op laag-productieve weiden liepen bevatte weinig P, en relatief veel organisch P; bemesting had tot gevolg dat het totaal-P gehalte wel, maar het organisch P-gehalte van de mest niet toenam, waardoor organisch P afnam van 78% van P-totaal naar 10%. Barnett (1994) onderzocht de mest van een aantal diersoorten op P-totaal, P-anorganisch en de drie bovengenoemde organische P-vormen. In het verslag van dit onderzoek wordt gesteld dat de beschikbare literatuur, zoals boven geciteerd, veelal dateert uit een tijd dat de kwaliteit van de

veevoeding weinig aandacht kreeg, en er weinig sprake was van voedingssupplementen. Hierdoor zijn deze literatuurgegevens wellicht niet representatief voor de huidige samenstelling van dierlijke mest. Een samenvatting van de gegevens van Barnett wordt gegeven in tabel 1.

Tabel 1. Procentuele verdeling van P in dierlijke mest van verschillende diersoorten over een aantal fracties (bron: Barnett, 1994)

Diersoort P-anorg. P-res. P-zuur P-lipid

Melkvee 63 28 8 1.4 Mestkalveren 47 37 14 2.1 Mestrundvee 48 41 9 1.9 Mestvarkens 55 15 30 0.4 Slachtkuikens 35 11 53 0.9 Leghennen 49 17 33 0.6

P-anorg. = anorganisch P, P-res. = residual P, niet in zuur oplosbaar organisch P P-zuur = in zuur oplosbaar organisch P, vnl. IHP; P-lipid = phospholipiden

Uit de tabel blijkt dat voor alle diersoorten fosfolipiden van weinig belang zijn in de mest; anorganisch P is de grootste fractie (m.u.v. slachtkuikens). De mest van melkvee, mestkalveren en -rundvee bevat relatief weinig P-zuur (vnl. IHP), doordat de maag van herkauwers fytase bevat. De grote hoeveelheid P-zuur in kuikenmest wordt toegeschreven aan het voedsel dat uit mais bestond, dat geen fytase bevat.

Voor alle diersoorten werd door Barnett een significante correlatie tussen anorganisch en totaal-P gehalte in de mest gevonden; dit wordt toegeschreven aan het feit dat

11

3. Effectiviteit van P-vormen in dierlijke mest

3.1 Effectiviteit van anorganische P-vormen

Onder 2.1 werd genoemd dat de volgende verbindingen in dierlijke mest zijn aangetoond of waarvan het voorkomen waarschijnlijk wordt geacht:

- CaHP04.2H20 (dicalciumfosfaat, DCP)

- Ca4H(P04)j.3H20 (octacalciumfosfaat, octa-Ca-P)

- NH4MgP04.6H20 (struviet)

- Mg3(P04)2.8H20 (trimagnesiumfosfaat, tri-Mg-P)

In figuur 1 is een oplosbaarheidsdiagram weergegeven van deze verbindingen. De som van de gehalten van H2P04"+HP042', de belangrijkste P-vormen in oplossing, is hierin uitgezet als

functie van de pH. Ter vergelijking is ook de lijn opgenomen voor CafHPO^.HjO (monocalciumfosfaat, MCP), welke verbinding het hoofdbestanddeel is van

(tripel)superfosfaat. De oplosbaarheid van genoemde stoffen is tevens afhankelijk van de gehalten in oplossing van respectievelijk Ca, NH4* en/of Mg. Voor de constructie van de figuur

zijn voor de concentraties van deze stoffen genomen: Ca 3 mM, Mg 1.5 mM en voor NH4* 1.5

mM. Waarden van de evenwichtsconstanten (K°) werden ontleend aan Lindsay (1979). Uit de figuur blijkt dat in het pH-traject 4 tot 6 struviet en tri-Mg-P beter oplosbaar zijn dan MCP; octa-Ca-P en DCP zijn minder goed oplosbaar. Deze verschillen in oplosbaarheid kunnen de beschikbaarheid voor het gewas beïnvloeden. Daarnaast wordt de beschikbaarheid beïnvloed door de fysische vorm (bv. poeder of korrel), de wijze en het tijdstip van toedienen van een meststof. log(HP024 +H2P04) -4 r-r ' 3

MCP DCP octa-Ca-P struviet tri-Mg-P

4 5 6

pH

7

Figuur 1. Oplosbaarheid van fosfaatverbindingen welke in dierlijke mest voorkomen als functie van depH

12

Na toediening van een meststof zoals MCP in superfosfaat treedt echter een groot aantal reacties op tussen componenten in de meststof, of het gevormde zuur uit de meststof, en de grond, waarna uiteenlopende precipitaten ontstaan; alle precipitaten zijn minder goed oplosbaar dan het oorspronkelijke MCP (Lindsay, 1979; Sample ef al., 1980). Een vergelijking in oplosbaarheid tussen anorganische componenten uit dierlijke mest en P uit bijvoorbeeld superfosfaat wordt hierdoor minder zinvol. Uiteindelijk wordt de beschikbaarheid van P voor het gewas bepaald door de oplosbaarheid van de precipitaten die in de bodem uit een

meststof ontstaan.

Probert & Larsen (1970b) vonden dat de werkzaamheid voor het gewas van poedervormig DCP tenminste gelijk is aan die van MCP. De werkzaamheid van DCP, indien toegediend als anorganische meststof, is wel sterk afhankelijk van de korrelgrootte, van het vochtgehalte van de grond en van de temperatuur (Probert & Larsen, 1970a).

CONCLUSIE: in dierlijke mest zijn geen anorganische componenten aangetoond waarvan een slechte beschikbaarheid voor het gewas is te verwachten; sommige componenten (struviet) zijn in eerste instantie beter oplosbaar dan P uit superfosfaat, andere componenten (DCP en octa-Ca-P) hebben een lagere oplosbaarheid. Het ligt dan ook niet voor de hand dat een eventuele slechtere beschikbaarheid van P uit dierlijke mest kan worden toegeschreven aan anorganisch P in de mest. De in het veld gevormde reactieproducten, zowel van P uit dierlijke mest als uit kunstmest, bepalen uiteindelijk de beschikbaarheid voor het gewas.

3.2 Effectiviteit van organische P-vormen

Een aanwijzing voor het beschikbaar zijn voor het gewas van organische P-vormen uit mest is de vraag of de betreffende verbinding zich ophoopt in de bodem na langdurige toediening van mest.

In langdurige veldexperimenten in Rothamsted werd door Oniani et al. (1973) een toename van het gehalte aan organisch P gevonden, waarbij met name het gehalte aan stabielere inositol-P vormen toenam (penta- en hexa-IP, IHP). De toename vond vooral plaats bij een lagere pH van de bodem, wat veroorzaakt kan zijn door een vertraagde mineralisatie van organisch materiaal. De vorming, in situ, van IHP door micro-organismen is echter eveneens waarschijnlijk (Anderson, 1980).

Van inositol-P is bekend dat het in de bodem kan neerslaan met Ca, Fe en Al, waardoor de afbraak wordt afgeremd; het kan hierdoor de helft uitmaken van het totaal aan organisch P. De meest voorkomende vorm is IHP, welke als zeer stabiel wordt gezien (Anderson, 1980). De toevoer van nucleïnezuren naar de bodem is waarschijnlijk veel groter dan van inositol-P, maar in de meeste bodems worden zij sneller afgebroken. In de vorm van DNA en RNA

komen nucleïnezuren voor in alle levende organismen; ook phospholipiden komen hierin voor. Celwanden van bacteriën kunnen andere esters bevatten, die relatief langzaam afgebroken worden (Anderson, 1980).

In watercultures en in zandgronden werden zowel IHP als P uit nucleïnezuren geassimileerd door planten; over het mechanisme (direct of na dephosphorylering) bestaat echter

13 onduidelijkheid. In de bodem kunnen deze esters worden vastgelegd, waardoor de

opneembaarheid sterk kan afnemen (Anderson, 1980).

Martin & Cartwright (1971) vonden dat wanneer IHP in grotere hoeveelheden (200 mg kg"') werd toegediend aan een bodem met een lage vastleggingscapaciteit voor P, er wel P hieruit werd opgenomen door Engels raaigras (Lolium perenné). Bij toediening in een kleinere hoeveelheid of aan een grond die P sterk vastlegt vond nauwelijks opname plaats. Wanneer IHP in grotere hoeveelheden w o r d t toegediend aan een grond dan kan de vastlegging in absolute zin afnemen, vermoedelijk door de vorming van oplosbare

complexen van de ester met Fe en Al. Door preferente vastlegging van IHP kan anorganisch P worden vrijgemaakt, wat dus een indirecte positieve invloed betekent op de beschikbaarheid van P (Anderson et al., 1974).

Van Faassen & Van Dijk (1987) constateerden dat zowel P afkomstig van nucleïnezuren als inositol-P resistent kunnen zijn in de bodem.

CONCLUSIE: Voor organische componenten zoals IHP, waarvan bekend is dat ze sterk kunnen worden vastgelegd in de bodem, zal de beschikbaarheid voor het gewas gering zijn; dit kan gedeeltelijk gecompenseerd worden door vrijmaken van anorganisch P door IHP. Fosfaat uit nucleïnezuren wordt veelal wel afgebroken, en is op termijn wel beschikbaar; in koemest is deze fractie groter dan de IHP-fractie, in varkens- en kippemest is de IHP-fractie groter. Voor het grootste deel van het organisch gebonden P in dierlijke mest geldt dus dat deze op termijn beschikbaar is voor het gewas; op korte termijn zal organisch P de oorzaak zijn van een geringere beschikbaarheid van P uit dierlijke mest.

3.3 Invloed van bewaren op P-vormen in mest

Peperzak et al. (1959) vonden dat bij het bewaren van dierlijke mest aanvankelijk

immobilisatie optrad van anorganisch P, maar dat later weer mineralisatie plaatsvond t o t een stabiel niveau. De oorspronkelijke samenstelling van de mest zal hierbij een grote rol spelen, met name de C:N:P-verhouding: naarmate deze hoger is zal eerder immobilisatie van P plaatsvinden. In de bodem kan mineralisatie van organisch P uit dierlijke mest traag verlopen, maar uiteindelijk blijkt het organisch P-gehalte van de grond soms nauwelijks te stijgen; in dat geval mineraliseren dus zo goed als alle organische componenten. Inositol-P blijkt, na langdurige (20 jaar) opslag van mest, grotendeels te verdwijnen; vrijwel alle organisch P bevindt zich na verloop van lange tijd in de aan eiwit gebonden fractie. Gerritse (1978) vond dat het gehalte aan organisch P in varkensdrijfmest afnam tijdens

bewaren (6 maanden); dit wordt toegeschreven aan de omzetting van inositolfosfaat (IHP) en RNA (Gerritse, 1981). De afname van organisch P gebeurt t o t een vrij constant gehalte,

overeenkomend met ca 15% van totaal-P in de mest. Het drogen van dierlijke mest geeft een verlaging van het percentage hoogmoleculair P in de mest (Gerritse & Eksteen, 1978).

Bromfield (1961) vond bij bewaren geen aanwijzing voor mineralisatie van organisch P, maar een geringe mate van vastlegging in organische vorm.

14

Schirmer étal. (1985) vonden dat bij het lang (3 maanden) bewaren van varkensmest sedimentatie optreedt, evenals denitrificatie en een stijging van de pH van de mest. Een pH-stijging zal de precipitatie van P bevorderen.

3.4 Invloed van voeding op samenstelling van mest

Bij varkens blijkt het calciumgehalte in het voer de omzetting van IHP te beïnvloeden: verlaging van het Ca-gehalte geeft een versterking van de hydrolyse van IHP in het darmkanaal, en daardoor een lager IHP-gehalte in de mest (Schulz & Oslage 1972, cit. in Gerritse, 1978). Een uitgebreid literatuuroverzicht van de invloed van Ca op de

opneembaarheid van IHP werd samengesteld door Jongbloed (1987). De remming van de hydrolyse van IHP door Ca kan worden toegeschreven aan het neerslaan van Ca-IHP bij hogere Ca-concentraties. Fytase is een enzym dat de benutting van IHP bevordert, en kan bij varkens en kippen aan het voer worden toegevoegd. Hierdoor kan het gehalte van onbenut IHP in de mest afnemen; aangezien IHP tot de minder goed door het gewas opneembare verbindingen behoort, neemt de relatieve beschikbaarheid van P in de mest hierdoor toe. Afval- en nevenprodukten van de voedings- en genotmiddelenindustrie hebben daarentegen doorgaans een lage verteerbaarheid, en verhogen daardoor het gehalte aan organisch P in de mest (Jongbloed, 1991). Bij varkens kan, wanneer de Ca/P-verhouding in het voer laag is, de uitscheiding van P via urine sterk toenemen (Jongbloed, 1987).

Barnett (1994) vond dat mest van slachtkuikens grote hoeveelheid in zuur oplosbaar

organisch P bevatte (vnl. IHP); dit wordt toegeschreven aan het voedsel dat uit mais bestond, dat geen fytase bevat. Mest van leghennen welke tarwe werden gevoerd bevatte veel minder IHP; van tarwe is bekend dat dit veel fytase bevat (McCance & Widdowson, 1944).

Zoals reeds vermeld onder 2.1 vonden Gerritse & Zugec (1977) dat het gehalte aan organisch P in varkensdrijfmest onafhankelijk was van het gehalte aan P of Ca in het aangeboden voedsel; het gehalte aan anorganisch P steeg met het totaalgehalte aan P in het voedsel. Dit laatste werd ook door Bromfield (1961) gevonden: mest van schapen die op laag-produktieve weiden liepen bevatte weinig P, en relatief veel organisch P; bemesting had tot gevolg dat het totaal-P gehalte wel, maar het organisch P-gehalte van de mest niet toenam, waardoor organisch P afnam van 78% van P-totaal naar 10%.

3.5 Totale effectiviteit van fosfaat uit dierlijke mest

In een publikatie van Prummel & Sissingh (1983) wordt gerekend met een werkingscoëfficiënt voor P, gegeven in de vorm van dierlijke mest, welke kleiner is dan 1, wat inhoudt dat de

effectiviteit van P, gegeven via dierlijke mest, kleiner is dan die van P gegeven via

superfosfaat. De werking werd in een potproef na 1,5 jaar beoordeeld aan de hand van de verhoging van P-AL en het Pw-getal. Naarmate van het fosfaat een groter deel in organische vorm voorkwam was de werkingscoëfficiënt lager.

15 Tunney & Pommel (1987) vergeleken de effectiviteit van varkensdrijfmest met die van MCP, in

een potexperiment met raaigras. De effectiviteit van P in drijfmest bleek tenminste 90% te zijn van die van P in MCP.

In de literatuur bestaat echter geen eenduidige mening over een eventueel verschil in beschikbaarheid voor de plant van fosfaat dat afkomstig is van dierlijke mest in vergelijking met fosfaat afkomstig uit kunstmest. In overzichtsartikelen (Van Dijk & Sturm, 1983; Smith & Van Dijk, 1987) w o r d t geconcludeerd dat er geen reden is om aan te nemen dat fosfaat uit dierlijke mest in mindere mate beschikbaar is dan fosfaat uit kunstmest, mits de mest op een juiste wijze is toegediend. Een duidelijker minder efficiënte werking van P uit dierlijke mest kan bijvoorbeeld gevonden worden na injectie van drijfmest (Van Dijk, 1989).

Meststofgiften zijn doorgaans gebaseerd op een bepaling van de beschikbaarheid van P. De mate waarin dierlijke mest deze (gemeten) beschikbaarheid beïnvloedt is dus van belang voor de P-gift.

Een gift van P gedurende 117 jaar in de vorm van superfosfaat of in de vorm van dierlijke mest verhoogde het totaalgehalte van de grond in gelijke mate; in het geval van dierlijke mest was de beschikbaarheid veel hoger dan in het geval van superfosfaat

(extraheerbaarheid in 0,01 M CaCI2 resp. 13,2 en 1,9 uMol/l) (Olsen & Barber, 1977). Op een

ijzerhoudende rivierklei gaf een eenmalige gift aan stalmest een langdurige verbetering van de beschikbaarheid van P (gemeten als P-AL) (Ris, 1963). Een gift gedurende 2 jaar van 392 kg P ha'1 in de vorm van tripel-superfosfaat verhoogde het in NaHC03 extraheerbaar P met 11

mg kg"1; een gift van 334 kg P ha'' in de vorm van dierlijke mest verhoogde dit gehalte met

100 mg kg ' (Meek et al., 1979). Een sterkere verhoging van de beschikbaarheid van P na toediening van dierlijke mest dan na kunstmest werd ook door anderen gevonden: voor het P-getal (Ferwerda, 1951), P-lactaat (Görlitz, 1985) en het percentage 'labiel' P (Dormaar & Sommerfeldt, 1986).

Na toediening van P via dierlijke mest werd een geringere afname van de adsorptiecapaciteit voor P van de grond gevonden dan na toediening via kunstmest, wat veroorzaakt werd door het feit dat van de zich in de dierlijke mest bevindende P slechts 54% in een zodanige vorm voorkwam dat het direct aan de grond kan adsorberen (Sharpley et al., 1984). Op een kalkhoudende grond (kleihoudend leem) werd een duidelijk betere beschikbaarheid gevonden van P uit dierlijke mest dan van P uit kunstmest, wat toegeschreven w o r d t aan het feit dat de P uit dierlijke mest nauwelijks werd vastgelegd in de bodem in tegenstelling t o t P uit kunstmest (Abbott & Tucker, 1973). Een geringe fixatie van P uit dierlijke mest werd ook door anderen gevonden (Copeland & Merckle, 1941). Vanuit varkensdrijfmest werd echter een sterkere adsorptie gevonden van P dan vanuit KHjPO«; bij drijfmest was minder P desorbeerbaar met anionenhars, maar de uitwisselbaarheid met "P was groter (Bhat & O'Callaghan, 1980).

Bij alfalfa werd geconstateerd dat toediening van P via kunstmest leidde t o t een

luxe-consumptie in de eerste sneden; de efficiëntie van via dierlijke mest toegediende P, welke langzamer beschikbaar kwam, was hoger dan van de via kunstmest toegediende P (Goss & Stewart, 1979).

De aëratietoestand blijkt invloed te kunnen hebben op de opneembaarheid van P die afkomstig is uit dierlijke mest: een slechte drainage gaf een ophoping van organisch P en van P gebonden aan amorfe Fe- en Al-hydroxiden (Kuo & Baker, 1982); dit kan toegeschreven

16

worden aan een verminderde mineralisatie onder min of meer aërobe omstandigheden en een geringere precipitatie van apatiet (calciumfosfaat).

CONCLUSIE: een vergelijking van dierlijke mest en kunstmest als bron van fosfaat is sterk afhankelijk van het tijdstip waarop de beoordeling plaatsvindt. Op korte termijn zal de beschikbaarheid van (organisch gebonden) fosfaat uit dierlijke mest zeker kleiner zijn dan die van goed oplosbare meststoffen als superfosfaat. Dit kan als voordeel hebben dat er geen luxe-consumptie optreedt, en tevens dat er geen snelle vastlegging aan bijv. hydroxyden kan plaatsvinden. Voor een grond waarin het fosfaatniveau voldoende is en waarin slechts een onderhoudsbemesting noodzakelijk is kan dit een voordeel zijn.

17

4. Invloed van dierlijke mest op

bodem-eigenschappen

4.1 Inleiding

Een gift van dierlijke mest kan een aantal veranderingen in de bodem teweegbrengen. Op hun beurt kunnen deze veranderingen invloed hebben op de mate waarin P uit de mest, of P dat reeds in de bodem aanwezig was, voor het gewas beschikbaar is. Kennis over de hierbij optredende processen is noodzakelijk voor een beoordeling van de effectiviteit van P uit dierlijke mest. De belangrijkste oorzaken van veranderingen in de bodem zijn enerzijds de hoeveelheid organische stof welke in de bodem wordt gebracht, en anderzijds de stikstof welke aan de bodem wordt toegevoegd, doordat de omzetting hiervan een grote invloed kan hebben op de pH van de grond. De afbraak hiervan kan gepaard gaan met een aantal tijdelijke veranderingen; een geregelde gift kan op den duur een verhoging geven van het organische-stof-gehalte van de bodem, wat blijvende veranderingen geeft.

Blijvende veranderingen zijn vooral het gevolg van de toediening van niet-afbreekbare stoffen met de mest. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan Fe of Al, welke vastleggingsplaatsen opleveren voor bijvoorbeeld fosfaat.

De veranderingen in de bodem welke als gevolg van een gift van dierlijke mest optreden kunnen op hun beurt het gedrag van stoffen zoals P beïnvloeden: beschikbaarheid voor opname door het gewas en/of gevoeligheid voor uitspoelen naar het grondwater.

De gevolgen van een gift van dierlijke mest zullen voor een deel afhankelijk zijn van de vorm waarin deze w o r d t toegediend, en zullen vooral groot zijn wanneer de mest in natte vorm w o r d t toegediend omdat biologische processen dan het snelste op gang komen.

In de literatuur worden de volgende veranderingen genoemd: - p H

- redoxpotentiaal

- ionsterkte (EC, geleidbaarheid)

- gehalte aan organische stof, en daardoor : -CEC

- veldcapaciteit

- aanwezigheid van opgelost organisch materiaal - verhoging van gehalte aan Fe- en/of Al-(hydr)oxyden

Opgemerkt moet worden dat bovengenoemde veranderingen niet los van elkaar gezien kunnen worden: zij treden vaak tegelijkertijd op, zijn soms een rechtstreeks gevolg van elkaar, kunnen elkaar versterken of tegenwerken. Het is daarom noodzakelijk om een idee te hebben over de grootte van de afzonderlijke factoren om een indruk te krijgen van het uiteindelijke resultaat.

18

De bovengenoemde factoren worden in het navolgende afzonderlijk behandeld, gevolgd door een paragraaf over milieufactoren welke omzettingen in de bodem beïnvloeden.

4.2 Bodemkenmerken welke door dierlijke mest

worden beïnvloed

pH

Ferwerda (1951) stelt dat bij een normaal gebruik van dierlijke mest de invloed op de pH van de grond, op langere termijn, niet groter is dan die van kunstmest; kunstmest kan op termijn verzurend werken op de grond, met name wanneer ammoniummeststoffen worden toegepast en wanneer niet wordt bekalkt. Op korte termijn zijn er echter wel duidelijke veranderingen van de pH geconstateerd: Miller et al. (1985) vonden bijvoorbeeld bij incubatie van grond met dierlijke mest in het laboratorium een stijging van de pH van 5.6 naar 7.1 na 1 dag, gevolgd door een stijging naar pH 7.9 na 29 dagen.

Na 3 jaar toediening van 178 ton ha'1 jaar ' dierlijke mest werd een verhoging van de pH

waargenomen tot op 45 cm diepte; bij lagere giften was de verhoging significant tot op 30 cm (Mugwira, 1976). Na 3 jaar toedienen van 135 ton ha"' aan dierlijke mest en een

nawerking van 3 jaar werd tot op 75 cm diepte nog een significante verhoging van de pH gevonden; tot op een diepte van 30 cm was deze verhoging 1 eenheid (5.8 vs 6.8) (Lund & Doss, 1980). In bepaalde gevallen is de stijging van de pH tijdelijk, met name wanneer onder aërobe omstandigheden nitrificatie kan optreden (Olsen et al., 1970). Indien een stijging van de bodem-pH niet gewenst is dan zou aanzuren van de mest dit kunnen voorkomen.

Het aanzuren van dierlijke mest, toegepast om de vervluchtiging van NH, tegen te gaan, zal een matigende invloed hebben op de stijging van de bodem-pH.

Veranderingen van de pH van de bodem zijn met name het gevolg van omzettingen van met de mest toegediende stikstof. In bijlage 1 worden reacties behandeld waar stikstof bij betrokken is die de pH beïnvloeden. Samenvattend: de stikstof in de mest komt daarin vooral voor in de vorm van ureum. De omzetting van ureum in NH4* geeft een stijging van de pH, de

omzetting van NH4* in N03' geeft een daling van de pH. Wanneer een overmaat aan N wordt

toegediend welke uitspoelt dan zal, door nitraatuitspoeling, het netto-resultaat een daling van de bodem-pH zijn.

Rekening moet worden gehouden met het feit dat de meeste gewassen tijdens de groei meer kationen opnemen dan anionen, en verzurend werken op de bodem. Tijdens de mineralisatie komt dit overschot weer vrij, waardoor de pH van de bodem weer stijgt. Wordt een deel van het gewas echter afgevoerd, bijvoorbeeld via opname door vee, dan vindt de mineralisatie elders (of later) plaats, namelijk na toediening van dierlijke mest aan de bodem. Als gevolg hiervan zal het toedienen van dierlijke mest aan de bodem een stijging van de bodem-pH veroorzaken.

19

zuur-extraheerbaar ijzer (mmol g '1 ) pH 2 i 1 9 1.5 0.5 • ê -• Q-.. A ...A-a ""•Q-" A I ...A-A D ....Q-I I PH voederplaats

, L

Figuur 2. Verloop van de pH en het ijzergehalte in een profiel na 15 jaar onder een voederplaats voor vee en in een contrôlesituatie. Bron : Dantzman et al (1983).

Als illustratie van pH-veranderingen waartoe het gebruik van grote hoeveelheden dierlijke mest kan leiden wordt in figuur 2 het verloop van de pH met de diepte gegeven van een

perceel waar gedurende 15 jaar een voederplaats voor runderen had gelegen; het betrof een arme zandgrond. In de figuur is tevens weergegeven hoe de gehalten aan Fe in het profiel veranderden door de langdurige toediening van mest. Het totale Fe-gehalte in het profiel was na 15 jaar met 30% toegenomen; niet bekend is in welke mate dit ijzer uit de mest afkomstig was.

Uit de figuur blijkt dat de pH in het profiel tot op grote diepte is gestegen, veroorzaakt door een continue belasting gedurende lange tijd. Tevens blijkt dat er een sterke verplaatsing van Fe naar grotere diepte optrad, wat de vastleggingscapaciteit voor P bovenin het profiel zal verminderen.

Het zal duidelijk zijn dat biologische processen, met name die waarbij stikstof betrokken is, en de snelheid waarmee zij optreden, van doorslaggevende betekenis zijn voor het verloop van de pH in de bodem na een toediening van dierlijke mest.

Redoxpotentiaal

Een (tijdelijke) daling van de redoxpotentiaal (Eh, mv) na toediening van dierlijke mest is een aantal malen geconstateerd (Miller et al.. 1985; Bandyopadhyay & Bandyopadhyay, 1984; Steenvoorden & Oosterom, 1976; Reddy et al.. 1986; Loynachan et al.. 1976). De daling blijkt

20

sterk gecorreleerd te zijn met de omzetting van gemakkelijk afbreekbare organische componenten, afkomstig uit de mest welke vaak kort na de toediening plaatsvindt. De verlaging van de redoxpotentiaal is sterk afhankelijk van het vochtgehalte in het profiel, en daarmee van eventuele irrigatie, drainage of bevloeiing (zie par. 4.3) (Meek et al., 1974; Adriano et al., 1974). Van groot belang is ook de wijze van toedienen van de mest: wanneer deze door de grond wordt gemengd dan zal de aëratie voldoende zijn om de bodem aëroob te houden. Na injectie van de mest of onder mestflatten zal wel rekening moeten worden gehouden met anaërobie. Ook de vorming van een afsluitende laag na het bovengronds toedienen van mest wordt genoemd als oorzaak voor anaërobie (Paul & Beauchamp, 1988). Het langdurig toedienen van mest (23 jaar) blijkt de extraheerbaarheid van Fe in oxalaat (amorf ijzer) negatief te beïnvloeden: in vergelijking met een kunstmestobject werd een verlaging van 30 tot 40% gevonden (Fritsh & Werner, 1989). Dit kan vermoedelijk worden toegeschreven aan de binding van organische stof aan deze hydroxyden, welke de extraheerbaarheid met oxalaat verlaagt.

Organische-stof-gehalte

Een jarenlange gift van dierlijke mest leidt in de meeste gevallen tot een verhoging van het organische-stof-gehalte van de grond (Ferwerda, 1950; Mugwira, 1976); zie voor een overzicht Catroux (1981). Het is echter zeker niet zo dat alle organische stof achterblijft, het grootste deel wordt gemineraliseerd; gevonden werd dat na 1 jaar nog ca. 50% van de organische stof uit stalmest resteerde (Kolenbrander, 1974). Direct gerelateerd aan een verhoging van het gehalte aan organische stof is een toename van de CEC (Stadelmann & Furrer, 1985), welke in hoge mate bepalend is voor de vastlegging van kationen.

Gerelateerd aan het organische-stof-gehalte is de veldcapaciteit van een grond (het vermogen om vocht vast te houden). Deze blijkt dan ook toe te nemen na een mestgift (Olsen et al., 1970), uitgezonderd bij een zure, lemige zandgrond waar, bij een hoge mestgift, de vorming van een wasachtig materiaal een verlaging van de veldcapaciteit gaf. Een verhoging van de veldcapaciteit zal leiden tot een gemiddeld hoger vochtgehalte van de bodem, wat onder andere voor fosfaat een verhoging geeft van de beschikbaarheid voor de plant; de oorzaak hiervan is dat het transport van fosfaat naar de plant voornamelijk via diffusie verloopt (Barber, 1962), welk proces in sterke mate van het vochtgehalte van de bodem afhankelijk is (Turner & Gilliam, 1976).

Opgeloste organische stof

Nauw gerelateerd aan de afbraak van organische stof is de aanwezigheid van opgelost organisch materiaal, dat de mobiliteit van stoffen belangrijk kan verhogen, zoals

bijvoorbeeld van fosfaat (Swenson et al., 1949; Gerritse, 1981; Evans, 1985; Flieg, 1935; Gaur, 1969) en ijzer (Prasad étal., 1984). Een sterke verhoging van het gehalte aan oplosbaar organisch materiaal werd in de praktijk tot op grotere diepte gevonden na een mestgift (Meek et al., 1974).

21 Van fulvo- en humuszuren werd gevonden dat deze de precipitatie van Ca-P, zoals

hydroxyapatiet, sterk vertragen (Inskeep & Silvertooth, 1988); dergelijke zuren komen voor in dierlijke mest. Het verhinderen van de vastlegging van P door organische zuren blijkt niet plaats te vinden in gronden waaraan sterke specifieke adsorptie van P voorkomt (Appelt

et al., 1975); ook in het geval van amorf ijzerhydroxyde werd geen invloed van organische

complexen op de adsorptie van P gevonden (Fordham & Schwertmann, 1977a).

Verondersteld w o r d t dat P in een oplosbare organische of anorganische vorm uitspoelt, en niet als complexe organische verbinding (Meek et al., 1979). De verhoogde uitspoeling van P na een toediening van dierlijke mest wordt echter ook wel toegeschreven aan het transport van colloïdaal materiaal in combinatie met de hoge watergift (Fordham & Schwertmann, 1977a); ook een transport van P als microbieel celmateriaal en -afval is waargenomen (Hannapel et al., 1964a, 1964b). Organisch P en anorganisch P toegediend als mestextract spoelden even snel uit, en beide sneller dan een equivalente hoeveelheid P toegediend als KH2P04 (Campbell & Racz, 1975). Een uitspoeling van P t o t beneden de bouwvoor kan echter

in tijden van vochtgebrek gunstig zijn, omdat het vochtgehalte op grotere diepte veelal hoger is (Lund & Doss, 1980).

Geleidbaarheid van bodemvocht

Door de grote toevoer van opgeloste zouten treedt er een verhoging op van de geleidbaarheid van het bodemvocht. In tegenstelling t o t overige veranderingen in bodemparameters, welke afnemen in de loop van de tijd, vertoont de geleidbaarheid een stijging, vermoedelijk door de afbraak van organische stof. In tabel 2 is de samenstelling van een verzadigingsextract opgenomen van een zandgrond waaraan mest was toegevoegd. De samenstelling van een dergelijk extract is een indicatie voor de samenstelling van het

bodemvocht in situ.

Tabel 2. Samenstelling van een verzadigingsextract van een met mest behandelde zandgrond in vergelijking met een controlemonster (Cottenie & Van de Maele, 1976).

Controle Behandeld Na' K* Ca'* Mg2* NO,-N Geleidbaarheid 12 23 27 8 13 0.6 147 107 840 104 590 5.3 m g r * l § § mmho cm '

Uit de bovenstaande tabel blijkt dat de samenstelling van het bodemvocht sterk beïnvloed w o r d t als gevolg van een gift aan dierlijke mest, wat de vastlegging van stoffen in de bodem zal veranderen. Traina et al. (1986) vonden een verhoogde vastlegging van P bij een stijging van de Ca-concentratie. In de praktijk is een toename van de hardheid (Ca, Mg en HC03") van

opgepompt grondwater geconstateerd welke w o r d t toegeschreven aan dierlijke mest (Van Bennekom, 1987).

22

Overige bodemkenmerken

Toediening van kippemest heeft een positieve invloed op de water-stabiliteit van

aggregaten, wat gevaar voor watererosie vermindert; P blijkt vooral aan grotere aggregaten te worden vastgelegd (Bhatnagar et al., 1985). Toediening van rundermest heeft een

toename van aggregaten > 1 mm tot gevolg (Sommerfeldt & Cheng, 1985).

4.3 Milieufactoren welke omzettingen in de bodem

beïnvloeden

Vocht

Een van de belangrijkste milieufactoren welke omzettingen in de bodem beïnvloeden is het vochtgehalte van de bodem, wat blijkt uit de volgende voorbeelden.

Ten behoeve van de hydrolyse van ureum is een minimale vochtvoorziening noodzakelijk: het onmiddellijk drogen van grond na toediening van ureum verhindert de vervluchtiging van ammoniak, doordat de hydrolyse wordt geremd (Ernst & Massey, 1960; Reynolds & Wolf,

1987).

Het afwisselend drogen en bevochtigen van grond bevordert de afbraak van organisch materiaal, doordat aërobe en anaërobe omstandigheden elkaar afwisselen (Meek et al., 1970). Ook het drogen en malen van een grond in het laboratorium leidt tot afbraak van

organische stof (Bartlett, 1981); wanneer vervolgens een incubatie-experiment gedaan wordt met deze grond dan kan de afbraak van de vrijgekomen organische stof leiden tot

reducerende omstandigheden, wat blijkt uit verhoogde denitrificatie (McKenzie & Kurtz, 1976).

In een kolomproef bleek meer nitraat en fosfaat uit te spoelen uit dierlijke mest wanneer continu werd gepercoleerd dan wanneer afwisselend wel en niet werd gepercoleerd (Amoozegar-Fard et al., 1975); voor ijzer en mangaan werd in een ander experiment echter het tegenovergestelde gevonden (Amoozegar-Fard et al., 1980).

pH

De ligging van redox-evenwichten wordt in sterke mate bepaald door de pH. Zo vindt bij een lage pH het in oplossing gaan van strengiet (FeP04.2H20), van andere ijzer(hydr)oxyden

(Gotoh & Patrick, 1974; Patrick étal., 1973), en van mangaanhydroxyden (Gotoh & Patrick, 1972) bij een hogere redoxpotentiaal plaats dan bij een hogere pH. Dit kan verklaard worden uit de vergelijking welke het in oplossing gaan van een dergelijke verbinding beschrijft, zoals voor strengite (Patrick et al., 1973):

23 Het vermogen van organische zuren om de vastlegging van P aan hydroxyden te beïnvloeden

wordt sterk bepaald door de pH; in elk pH-traject zijn er organische zuren welke in meer of mindere mate de vastlegging kunnen verhinderen (Struthers & Sieling, 1950; Muir et al., 1964; Bradley & Sieling, 1953; Nagarajah et al., 1970). Geringe hoeveelheden (uit dierlijke mest afkomstige) humuszuren bleken de pH van een "sandy loam" grond te verhogen, en de vastlegging van Pte bevorderen; grotere hoeveelheden verlaagden de pH en verminderden de vastlegging van P doordat er complexen van humuszuren met Fe en Al gevormd werden (Gaur, 1969).

25

Referenties

Abbott, J.L & T.C. Tucker, 1973. Persistence of manure phosphorus availability in calcareous soil. Soil Science Society of America Proceedings 37: 60-63.

Adriano, D.C., A.C. Chang & R. Sharpless, 1974. Nitrogen loss from manure as influenced by moisture and temperature. Journal of Environmental Quality 3: 258-261.

Amoozegar-Fard, A., W.H. Fuller & A.W. Warrick, 1975. Migration of salt from feedlot waste as affected by moisture regime and aggregate size. Journal of Environmental Quality 4: 468-472.

Amoozegar-Fard, A., W.H. Fuller & A.W. Warrick, 1980. The movement of salts from soils following heavy application of feedlot wastes. Journal of Environmental Quality 9: 269-273.

Anderson, G., 1980. Assessing organic phosphorus in soils. In: F.E. Khasawneh étal, (eds.), The role of phosphorus in agriculture. ASA, CSSA, SSSA 1980, Madison USA, pp. 411-431. Anderson, G., E.G. Williams & J.O. Moir, 1974. A comparison of the sorption of inorganic

orthophosphate and inositol hexaphosphate by six acid soils. Journal of Soil Science 25: 51-62.

Appelt, H., N.T. Coleman & P.F. Pratt, 1975. Interactions between organic compounds, minerals, and ions in volcanic-ash-derived soils : II. Effects of organic compounds on the adsorption of phosphate. Soil Science Society of America Proceedings 39: 628-630. Bandyopadhyay, B.K. & A.K. Bandyopadhyay, 1984. Transformation of iron and manganese in

coastal saline soil. Journal of Indian Society Soil Science 32: 57-61.

Barber, S.A., 1962. A diffusion and mass-flow concept of soil nutrient availability. Soil Science 93: 39-49.

Barnett, G.M., 1994. Phosphorus forms in animal manure. Bioresource Technology 49: 139-147.

Barrow, N.J., 1975. Chemical form of inorganic phosphate in sheep faeces. Australian Journal of Soil Research 13: 63-67.

Bartlett, R.J., 1981. Oxidation-reduction status of aerobic soils. In: Chemistry in the soil environment. ASA Special publ. 40, Madison USA, pp. 77-102.

Bennekom, C.A. van, 1987. Kwaliteitsverandering van grondwater als gevolg van uitspoeling van meststoffen. H20 20: 194-199.

Bhat, K.K.S. & J.R. O'Callaghan, 1980. Behaviour in the soil of orthophosphate from pig slurry compared with that of KH2P04. Journal of Agricultural Science, Cambridge 94:

195-201.

Bhatnagar, V.K., M.H. Miller & J.W. Ketcheson, 1985. Reaction of fertilizer and liquid manure phosphorus with soil aggregates and sediment phosphorus enrichment. Journal of Environmental Quality 14: 246-251.

Bradley, D.B. & D.H. Sieling, 1953. Effect of organic anions and sugars on phosphate precipitation by iron and aluminum as influenced by pH. Soil Science 76:175-179. Bril, J. & W. Salomons, 1990. Chemical composition of animal manure - A modelling

approach. Netherlands Journal of Agricultural Science 38: 333-351.

Bromfield, S.M., 1961. Sheep faeces in relation to the phosphorus cycle under pastures. Australian Journal of Agricultural Research 12: 111-123.

Campbell, LB. & G.J. Racz, 1975. Organic and inorganic P content, movement and mineralization of P in soil beneath a feedlot. Canadian Journal of Soil Science 55: 457-466.

26

Catroux, G., 1981. Effect of animal manures on organic matter and nitrogen contents of soil -a short review. In: J.H. Willi-ams et-al. (eds.); Long-term effects of sew-age sludge -and farm slurries applications. Elsevier, London 1985, pp. 349-366.

Copeland, O.L. & F.G. Merkle, 1941. The influence of certain soil treatments upon the fixation and availability of applied phosphates. Soil Science Society of America Proceedings 6: 321-327.

Cottenie, A. & F. van de Maele, 1976. Soil, water, plant relationship as influenced by intensive use of effluents from livestock. In: J.H. Voorburg (ed.), Utilization of manure by land spreading. Modena, Italy, pp. 225-246.

Dijk, T.A. van, 1989. Het gebruik van dierlijke mest op grasland. 3. Fosfaatwerking van in het voorjaar geïnjecteerde dunne rundermest in het jaar van toediening. Meststoffen 1989 2/3: 5-9.

Dijk, T.A. van & H. Sturm, 1983. Fertiliser value of animal manures on the continent. Proc. no. 220. Fertiliser Society, London, 45 pp.

Dormaar, J.F. & T.G. Sommerfeldt, 1986. Effect of excess feedlot manure on chemical

constituents of soil under nonirrigated and irrigated management. Canadian Journal of Soil Science 66: 303-313.

Duisberg, P.C. & T.F. Buehrer, 1954. Effect of ammonia and its oxidation products on rate of nitrification and plant growth. Soil Science 78: 37-49.

Ernst, J.W. & H.F. Massey, 1960. The effects of several factors on volatilization of ammonia formed from urea in the soil. Soil Science Society of America Proceedings 24: 87-90. Evans, A., 1985. The adsorption of inorganic phosphate by a sandy soil as influenced by

dissolved organic compounds. Soil Science 140: 251-255.

Faassen, H.G. van & H. van Dijk, 1987. Manure as a source of nitrogen and phosphorus in soils. In: H.G. van der Meer etal. (eds.), Animal manure on grassland and foddercrops; fertilizer or waste? M. Nijhoff, Dordrecht, pp. 27-45.

Ferwerda, J.D., 1950. Stalmest. Maandblad Landbouwvoorlichting. 7: 273-281. Ferwerda, J.D., 1951. De betekenis van stalmest en gier voor grond en gewas. Nota

Landbouwproefstation en Bodemkundig Instituut TNO, 63 pp.

Flieg, O., 1935. Über den Einfluss von Humaten auf die Beweglichkeit der Phosphorsaure im Boden. Zeitschrift Pflanzenernährung Düngung und Bodenkunde 38a: 222-238. Fordham, A.W. & U. Schwertmann, 1977a. Composition and reaction of liquid manure (Gülle),

with particular reference to phosphate: I. Analytical composition and reaction with poorly crystalline iron oxide (ferrihydrite). Journal of Environmental Quality 6: 133-136.

Fordham, A.W. & U. Schwertmann, 1977b. Composition and reaction of liquid manure

(Gülle), with particular reference to phosphate: II. Solid phase components. Journal of Environmental Quality 6: 136-140.

Fritsh, F. & W. Werner, 1989. Einfluss langjähriger Klärschlammdüngung auf

Löslichkeitskriterien der Bodenphosphate. Landwirtschaftliche Forschung 41: 3-4. Gaur, A.C., 1969. Studies on the availability of phosphate in soil as influenced by humic acid.

Agrochimica 14: 62-65.

Gerritse, R.G., 1978. Assessment of a procedure for fractionating organic phosphates in soil and organic materials using gel filtration and H.P.L.C. Journal Science Food Agriculture 29: 577-586.

Gerritse, R.G., 1981. Mobility of phosphorus from pig slurry in soils. In : T.W.G.Hucker and G. Catroux (eds), Phosphorus in sewage sludge and animal waste slurries. Reidel, Dordrecht, pp. 347-369.

Gerritse, R.G. & R. Eksteen, 1978. Dissolved organic and inorganic phosphorus compounds in pig slurry: effect of drying. Journal of Agricultural Science, Cambridge 90: 39-45.

27 Gerritse, R.G. & I. Zugec, 1977. The phosphorus cycle in pig slurry measured from "P04

distribution rates. Journal of Agricultural Science, Cambridge 88:101-109.

Görlitz, H., 1985. Untersuchungen zur Nutzung des Phosphors aus organischen Düngern und seines Einflusses auf den Gehalt des Bodens an laktatlöslichem P. Archiv Acker- und Pflanzenbau Bodenkunde 29: 211-216.

Goss, D.W. & B.A. Stewart, 1979. Efficiency of phosphorus utilization by alfalfa from manure and superphosphate. Soil Science Society of America Journal 43: 523-528.

Gotoh, S. & W.H. Patrick, 1972. Transformation of manganese in a waterlogged soil as affected by redox potential and pH. Soil Science Society of America Proceedings 36: 738-742.

Gotoh, S. & W.H. Patrick, 1974. Transformation of iron in a waterlogged soil as influenced by redox potential and pH. Soil Science Society of America Proceedings 38: 66-71. Haan, F.A.M. de & W.H. van Riemsdijk, 1986. Behaviour of inorganic contaminants in soil. In:

J.W. Assink & W.J. van den Brink (eds), Contaminated soil. Nijhoff, Dordrecht, The Netherlands, pp. 19-32.

Hannapel, R.J., W.H. Fuller, S. Bosma & J.S. Bullock, 1964'. Phosphorus movement in a calcareous soil : I. Predominance of organic forms of phosphorus in phosphorus movement. Soil Science 97: 350-357.

Hannapel, R.J., W.H. Fuller & R.H. Fox, 1964\ Phosphorus movement in a calcareous soil : II. Soil microbial activity and organic phosphorus movement. Soil Science 97: 421-427. Inskeep, W.P. & J.C. Silvertooth, 1988. Inhibition of hydroxyapatite precipitation in the

presence of fulvic, humic, and tannic acids. Soil Science Society of America Journal 52: 941-946.

Jongbloed, A.W., 1987. Phosphorus in the feeding of pigs; effect of diet on the absorption and retention of phosphorus by growing pigs. Report IWO nr 179, Lelystad, The Netherlands.

Jongbloed, A.W., 1991. Ontwikkelingen in de produktie en samenstelling van mest bij varkens en pluimvee. In: H.A.C. Verkerk (red.), Mest en milieu in 2000. Onderzoek inzake mest- en milieuproblematiek in de veehouderij 13. DLO, Wageningen, pp. 25-39.

Keeney, D.R. & K.L. Sahrawat, 1986. Nitrogen transformations in flooded rice soils. Fertilizer Research 9: 15-38.

Kolenbrander, G.J., 1974. Efficiency of organic manure in increasing soil organic matter content. Trans. 10th Int. Congress Soil Sei., 2:129-136.

Kuo, S., 1981. Effects of drainage and long-term manure application on nitrogen, copper, zinc, and salt distribution and availability in soils. Journal of Environmental Quality 10:365-368.

Kuo, S. & A.S. Baker, 1982. The effect of soil drainage on phosphorus status and availability to corn in long-term manure-amended soil. Soil Science Society of America Journal 46: 744-747.

Ladd, J.N. & R.B. Jackson, 1982. Biochemistry of ammonification. In: F.J. Stevenson etal. (eds.), Nitrogen in agricultural soils. ASA, CSSA, SSSA, Madison, pp. 173-228. Lehr, J.R., W.E. Brown & E.H. Brown, 1959. Chemical behavior of monocalcium phosphate

monohydrate in soils. Soil Science Society of America Proceedings 23: 3-7. Lindsay, W.L., 1979. Chemical equilibria in soils. Wiley & Sons, New York, 449 pp.

Loynachan, T.E., W.V. Bartholomew & A.G. Wollum, 1976. Nitrogen transformations in aerated swine manure slurries. Journal of Environmental Quality 5: 293-297. Lund, Z.F. & B.D. Doss, 1980. Coastal bermudagrass yield and soil properties as affected by

surface-applied dairy manure and its residues. Journal of Environmental Quality 9: 157-162.

28

Martin, J.K. & B. Cartwright, 1971. The comparitive plant availability of "P myo-inositol

hexaphosphate and KH232P04 added to soils. Communications in Soil Science and Plant

Analysis 2: 375-381.

McAuliffe, C. & M. Peech, 1949. Utilization by plants of phosphorus in farm manure: I. Labeling of phosphorus in sheep manure with P32. Soil Science 68: 179-184.

McCance, R.A. & E.M. Widdowson, 1944. Activity of the phytase in different cereals and its resistance to dry heat. Nature 153: 650.

McKenzie, E. & LT. Kurtz, 1976. Effect of pretreatment on loss of nitrogen-15-labelled fertilizer nitrogen from waterlogged soil during incubation. Soil Science Society of America Journal 40: 534-537.

Meek, B.D., LE. Graham, T.J. Donovan & K.S. Mayberry, 1979. Phosphorus availability in a calcareous soil after high loading rates of animal manure. Soil Science Society of America Journal 43: 741-744.

Meek, B.D., LB. Grass, LS. Willardson & A.J. MacKenzie, 1970. Nitrate transformations in a column with a controlled water table. Soil Science Society of America Proceedings 34: 235-239.

Meek, B.D., A.J. MacKenzie, T.J. Donovan & W.F. Spencer, 1974. The effect of large

applications of manure on movement of nitrate and carbon in an irrigated desert soil. Journal of Environmental Quality 3: 253-258.

Miller, W.P., D.C. Martens & LW. Zelazny, 1985. Effects of manure amendment on soil chemical proporties and hydrous oxides. Soil Science Society of America Journal 49: 856-861.

Mugwira, L.M., 1976. Effect of dairy cattle manure on millet and rye forage and soil properties. Journal of Environmental Quality 5: 60-65.

Muir, J.W., J. Logan & C.J. Bown, 1964. The mobilization of iron by aqueous extracts of plants. II. Capacities of the amino-acid and organic-acid fractions of a pine-needle extract to maintain iron in solution. Journal of Soil Science 15: 226-237.

Nagarajah, S., A.M. Posner & J.P. Quirk, 1970. Competitive adsorption of phosphate with polygalacturonate and other organic anions on kaolinite and oxide surfaces. Nature 228: 83-85.

Olsen, R.J., R.F. Hensier & O.J. Attoe, 1970. Effect of manure application, aeration, and soil pH on soil nitrogen transformations and on certain soil test values. Soil Science Society of America Proceedings 34: 222-225.

Olsen, S.R. & S.A. Barber, 1977. Effect of waste application on soil phosphorus and potassium. In: L.F. Elliot etal. (eds.), Soils for management of organic wastes and waste waters. SSSA, ASA, CSSA, Madison USA, pp. 197-215.

Oniani, O.G., M. Chater & G.E.G. Mattingly, 1973. Some effects of fertilizers and farmyard manure on the organic phosphorus in soils. Journal of Soil Science 24: 1-9. Patrick, W.H., S. Gotoh & B.G. Williams, 1973. Strengite dissolution in flooded soils and

sediments. Science 179: 564-565.

Patrick, W.H. & K.R. Reddy, 1976. Nitrification-denitrification reactions in flooded soils and water bottoms: dependence on oxygen supply and ammonium diffusion. Journal of Environmental Quality 5: 469-472.

Paul, J.W. & E.G. Beauchamp, 1988. Biochemical changes in soil beneath a dairy cattle slurry layer: the effect of volatile fatty acid oxidation on denitrification and soil pH. In: Nitrogen in organic wastes applied to soils. Seminar Doc, Aalborg, Denmark, 9 pp. Peperzak, P., A.G. Caldwell, R.R. Hunziker & C.A. Black, 1959. Phosphorus fractions in

29

Prasad, B., A.P. Singh & M.K. Sinha, 1984. Effect of poultry manure as a source of zinc, iron and as a complexing agent on zinc and iron availability and crop yield in calcareous soil. Journal of Indian Society Soil Science 32: 519-521.

Probert, M.E. & S. Larsen, 1970'. The stability of dicalcium phosphate dihydrate in soil. I. Laboratory studies. Journal of Soil Science 21: 352-358.

Probert, M.E. & S. Larsen, 1970". The stability of dicalcium phosphate dihydrate in soil. II. Pot experiments. Journal of Soil Science 21: 359-363.

Prummel, J. & H.A. Sissingh, 1983. Fosfaatwerking van dierlijke mest. Bedrijfsontwikkeling 14: 963-966.

Reddy, K.R. & W.H. Patrick, 1986. Denitrification losses in flooded rice fields. Fertilizer Research 9: 99-116.

Reddy, K.R., T.C. Feijtel & W.H. Patrick, 1986. Effect of soil redox conditions on microbial oxidation of organic matter. In: Y. Chen et al. (eds.), The role of organic matter in modern agriculture. Nijhoff, Dordrecht, The Netherlands, pp. 117-156. Reynolds, CM. & D.C. Wolf, 1987. Effect of soil moisture and air relative humidity on

ammonia volatilization from surface-applied urea. Soil Science 143: 144-152. Ris, J., 1963. Verbetering van de beschikbaarheid van bodemfosfaat door stalmest.

Landbouwvoorlichting 20: 253-256.

Ryden, J.C., 1986. Ammonia loss from grassland systems. In: V.C. Nielsen etal. (eds.), Odour prevention and control of organic sludge and livestock farming. Elsevier, London & New York, pp. 33-42.

Sample, E.C., R.J. Soper & G.J. Racz, 1980. Reactions of phosphate fertilizers in soils. In: F.E. Khasawneh etal. (eds.); The role of phosphorus in agriculture. ASA, CSSA, SSSA, Madison USA, pp. 263-310.

Schirmer, M., R. Marx, E. Levin & M. Meyer, 1985. Zum Lagerungsverhalten von mechanisch aufbereiterer Schweinegülle unter Praxisbedingungen. Archiv Acker- und Pflanzenbau Bodenkunde 29: 217-224.

Sharpley, A.N., S.J. Smith, B.A. Stewart & A.C. Mathers, 1984. Forms of phosphorus in soil receiving cattle feedlot waste. Journal of Environmental Quality 13: 211-215. Smith, K.A. & T.A. van Dijk, 1987. Utilisation of phosphorus and potassium from animal

manures on grassland and forage crops. In: H.G. van der Meer etal. (eds.), Animal manure on grassland and foddercrops; fertilizer or waste? Nijhoff, Dordrecht, The Netherlands, pp. 87-102.

Sommerfeldt, T.G. & C. Cheng, 1985. Changes in soil properties under annual applications of feedlot manure and different tillage practices. Soil Science Society of America Journal 49: 983-987.

Stadelmann, F.X. & O.J. Furrer, 1985. Long-term effects of sewage sludge and pig slurry

applications on micro-biological and chemical soil properties in field experiments. In: J.H. Williams etal. (eds.). Long-term effects of sewage sludge and farm slurries applications. Elsevier, London, pp. 136-145.

Steenvoorden, J.H.A.M. & H.P. Oosterom, 1976. Leaching of nitrate and denitrification in a sandy soil as influenced by manure application. In: J.H. Voorburg (ed.), Utilization of manure by land spreading. Modena, Italy, pp. 247-255.

Struthers, P.H. & D.H. Sieling, 1950. Effect of organic anions on phosphate precipitation by iron and aluminum as influenced by pH. Soil Science 69: 205-213.

Swenson, R.M., C.V. Cole & D.H. Sieling, 1949. Fixation of phosphate by iron and aluminum and replacement by organic and inorganic ions. Soil Science 67: 3-22.

Traîna, S.J., G. Sposito, D. Hesterberg & U. Kaf kaki, 1986. Effects of pH and organic acids on orthophosphate solubility in an acidic, montmorillonitic soil. Soil Science Society America Journal 50: 45-52.

30

Tunney, H. & B. Pommel, 1987. Phosphorus uptake by ryegrass from monocalcium phosphate and pig manure on two soils in pots. Irish Journal Agricultural Research 26: 189-198. Turner, F.T. & J.W. Gilliam, 1976. Increased P diffusion as an explanation of increased P

31

Bijlage

Processen in de bodem welke invloed hebben op de pH

Circa 80% van de stikstof welke door vee wordt uitgescheiden bevindt zich in de urine, het grootste deel in de vorm van ureum (Ryden, 1986); daarnaast komt N met name in kippemest (citaat in Van Faassen & Van Dijk, 1987) ook voor in de vorm van urinezuur, welke

verbinding, in aanwezigheid van zuurstof, in ureum kan worden omgezet (Ladd & Jackson, 1982), volgens de samenvattende reactievergelijking:

CsH40,N4 + 4 H20 + 02 > H202 + C02î + 2 CO(NH2)2 + C2H203

urinezuur ureum glyoxylzuur Een belangrijke oorzaak van de hoge pH na toediening van mest is de hydrolyse van ureum:

balans H7N

(1) CO(NH2)2 + 2 H20 > 2 N H / + C032" 0

urease

Afhankelijk van de pH kan hydrolyse plaatsvinden van het carbonaation, waarbij H*-ionen worden verbruikt:

(2) CO,2- + 2 H * <--> HCO; + H* <--> H2C03° - > C 02t + H20 -W-\

Het geproduceerde ammoniumion kan een aantal vervolgreacties ondergaan:

balans H7N Bij het vervluchtigen van ammoniak w o r d t een l-T-ion geproduceerd:

(3) NH4* <--> NH3° + H* gevolgd door: NH3° <--> NH3(g)T +1

Bij de opname van NH4* door de plant wordt een H*-ion uitgescheiden:

(4) plant-H* + NH4* — > plant-NH/ + H* +1

Bij de (tijdelijke) vastlegging van NH4* aan de bodem komt een ander kation

(M is bijv. Ca.Mg.K) vrij:

(5) bodem-M* + N H / ~ > bodem-NH4* + M* 0

Door bacteriële omzetting van NH4* in N03" (nitrificatie, met als tussenstap N02') komt

eveneens H* vrij: