Uit de mest- en mineralenprogramma's : Op zoek naar een indicator voor mobiel N in de bodem

Uit de mest- en mineralenprogramma's

wageningen ur

Op zoek naar een indicator voor mobiel

N in de bodem

Inleiding

Omdat de effecten van het mest- en mineralenbeleid in het grond- en oppervlaktewater vaak (1) (sterk) vertraagd totstandkomen, (2) een sterke dynamiek kunnen vertonen en (3) moeilijk interpreteerbaar zijn, heeft het ministerie van LNV behoefte aan "het zo vroeg mogelijk in de keten meten" van de effecten van het mest- en mineralenbeleid.

In dit project stikstof (N) indicatoren is nagegaan in hoeverre de mate van mobiliteit van stikstof ook gemeten kan worden uit veranderingen in de N-toestand van de bovengrond van percelen.

Het stikstof dat aan de bodem wordt toegediend en niet wordt afgevoerd (N-overschot), hoopt zich deels op, denitrificeert gedeeltelijk en het resterende deel spoelt uit. Echter ook als de bodem niet wordt bemest, zal toch een deel van de stikstof, die in de bodem aanwezig is, uitspoelen.

In overleg met een panel van deskundigen zijn een aantal potentiële N-indictoren benoemd (zie tabel). Als meest voor de hand liggende kandidaat-indicator voor het inschatten van mobiel N, is de totale hoeveelheid oplosbare N na 6 weken incubatie gekozen (N_inc). Deze combinatie van mineraal en oplosbaar organisch N (Nmin + SON), is een maat voor de actuele hoeveelheid uitspoelbaar N (Nact), plus de te verwachte mineralisatie. Het is niet zo

variabel in de tijd als een meting waarbij alleen de actuele hoeveelheid mineraal N wordt bepaald in de bodem, maar wel gevoeliger voor veranderingen dan de grote hoeveelheid totaal N of C in de bodem.

Veldmetingen

Om de bruikbaarheid van verschillende te testen zijn de indicatoren gemeten in monsters van de bovengrond van percelen op proefboerderijen die langdurig een bepaald management hebben gehad.

grondsoort grondgebruik Bedrijf Verschil

zand bouwland Vredepeel Type en hoeveelheid mest de Marke Hoge en lage bemesting Lisse Type mest + geen N gras Cranendonck Hoge en lage bemesting

Heino Hoge en lage bemesting klei bouwland Lovinkhoeve Aanvoer in 3 niveaus + geen N

Nagele OBS Dierlijk vs kunstmest gras Waiboerhoeve Hoge en lage bemesting

veen gras Zegveld Hoge en lage bemesting

De bodemmonsters werden geanalyseerd op totaal N, totaal C, extraheerbaar (in 0.01 M CaCl₂) mineraal en organische N direct na bemonstering en na 6 en 12 weken incubatie bij 20°C en de hoeveelheid extraheerbaar NH₄in een hot-KCl extractie werd bepaald.

Definities

DON

Opgelost organisch N

SON

Oplosbaar organisch N

DOC

Opgelost organisch C

Nmin

Mineraal N

N

Actueel Nmin + SON

0 40 80 120 0 100 200 300 400 500 totale N-bemesting (kg ha-1₎ Nin c (m g k g -1) zand-gras Heino zand-gras Cranendonk zand-akker Lisse zand-akker Vredepeel zand-akker de Marke klei-gras Waiboerhoeve klei-akker Nagele klei-akker Lovinkhoeve

Resultaten

De gevonden nitraatconcentraties in het grondwater van de proefboerderijen zijn gerelateerd met de verschillende bemestingsniveaus (figuur 1). Hoewel de standaard deviaties soms erg groot zijn, is duidelijk een trend te zien. De "hoge" N niveaus geven bij alle bedrijven een hogere nitraatconcentratie dan de "lage" N bemestingsniveaus. De gemeten N-indicatoren hebben daarentegen geen directe relatie met de stikstofbemesting (figuur 2) of met het stikstofoverschot (niet getoond). Evenzo tonen de potentiële N-indicatoren geen rechtstreeks verband met de gemeten nitraatconcentratie (figuur 3).

Voor meer informatie:

Dr. A.(Annemieke) Smit Informatieblad 398.34 augustus 2003

Alterra

Postbus 47, 6700 AA Wageningen Mest- en Mineralenprogramma's 398-I, 398-II, 398-III

Tel. 0317-474643 Gefinancierd door het ministerie van LNV

e-mail: annemieke.smit@wur.nl www.mestenmineralen.nl

figuur 4: N_incvs N_actvoor grasland en

akkers. De gevulde figuren stellen de meetlaag 0-30 cm voor, de open figuurtjes de meetlaag 30-60 cm.

figuur 2; totale bemesting-N vs N_inc figuur 3: de relatie tussen N_incen nitraat

in het grondwater op klei en zand figuur 1: gemiddeld nitraatgehalte per bedrijf.

Onderscheid tussen hoge en lage bemestingsniveau's (in Nagele hoog = dierlijke mest en laag=kunstmest)

figuur 5: De subgroep bouwland - 0-30 cm (dichte vierkantjes uit grafiek 1), nu uitgesplitst per bodemtype.

figuur 6: De relatie tussen SON en de hoeveelheid N_inc

0 20 40 60 80 100 120 0 5 10 15 20 25 30 akker gras 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30 klei zand

Relatie met grondwater

De grote verschillen in de gemeten waarden van de N-indicatoren wordt sterk bepaald door de grondsoort en het grondgebruik. Als voorbeeld wordt de relatie tussen de, eenvoudig meetbare, hoeveelheid N_acten N_incweergegeven in figuur 4. Hier blijkt dat vooral meetlaag en grondgebruik (grasland of bouwland) duidelijk van elkaar te onderscheiden zijn. Nadere analyse van alleen de bouwlandgegevens voor de laag 0-30 cm (figuur 5), levert een duidelijk onderscheid op tussen klei en zand. Verrassend was verder de hoge correlatie tussen Nincen opgelost organisch N (R

2

=0,75) (figuur 6); DOC (R2=0,74) en Nact(R 2

=0,62). Dit geeft aan dat het mobiele organische N dat potentieel kan uitspoelen naar het grond- en oppervlaktewater waarschijnlijk wel gerelateerd is aan deze N_inc- indicator.

De N-indicator gevonden?

De naar verwachting meest geschikte kandidaat-indicator, Ninc, blijkt binnen een bedrijf niet

gevoelig te zijn voor verschillen in management, zelfs niet als dit beheer al 7 jaar wordt toegepast. Ook andere gemeten bodemparameters bieden geen soelaas. Wel wordt de hoogte van de gevonden N-indicatoren waarden sterk bepaald door de grondsoort en het

bodemgebruik. De nitraatconcentraties in het grondwater vertonen echter wel een trend die overeenstemt met het bemestingsniveau. Het lijkt er dus op dat een meetbare verandering in nitraatconcentraties in het grondwater vooraf gaat aan de verwachte verandering in de bodem en niet andersom. Voor de mobiliteit van organisch stikstof kon dit nog niet worden vastgesteld.

0 50 100 150 200 veen -gra s zeg veld klei gras wai boer h. za nd-gras hei no za nd-gras cra nend onk zand -akk er v rede peel zand - ak ker m arke klei -akk er n agel e mg N O 3 p e r l hoog laag 0 50 100 150 200 250 0 30 60 90 120 150 Ninc (mg kg-1 ) N O 3 -gr ondw a te r ( m g L -1) zand zand zand zand klei-g klei-a y = 7.6948x + 4.4372 R2 = 0.7475 0 20 40 60 80 100 120 0 2 4 6 8 10 zand-gras Heino zand-gras Cranendonk zand-akker Lisse zand-akker Vredepeel zand-akker de Marke klei-gras Waiboerhoeve klei-akker Nagele klei-akker Lovinkhoeve Nact(mg/kg) Ninc (mg/kg) Ninc (mg/kg) Ninc (mg/kg) Nact(mg/kg) SON