FOSFAATONDERZOEK
Fosfaat op maat
Beeld: Shutterstock
DOOR Kenneth van Zijl | KENNISONLINE 2019
Fosfaat is onontbeerlijk voor alles wat groeit en bloeit, maar overdaad schaadt. Dankzij 22 jaar Wagenings onderzoek op proefvelden wordt steeds beter duidelijk hoeveel fosfaat nodig is om de bodem gezond te houden en de oogst optimaal. Dit helpt bij het ontwikkelen van overheidsbeleid.
“Als het fosfaat op is, slopen we desnoods een deel van de A1. Daar liggen tonnen fosfaat in de vorm van slakken die dienstdoen als fundering van snelwegen.”
Ze zegt het lachend, maar met een serieuze ondertoon. Want volgens Jantine van Middelkoop, onderzoeker bij Wageningen Livestock Research, is het van levensbelang om fosfaat efficiënt te gebruiken en het niet als afval weg te stoppen onder het asfalt.
“Je staat er niet bij stil, maar fosfor is een element uit het periodiek systeem dat onontbeerlijk is voor groei en ontwikkeling van mensen, dieren en planten’, aldus Van Middelkoop. “Het zit in ons DNA, het is van belang voor de energiehuishouding van ons lichaam en de opbouw van botten is voor een groot deel afhankelijk van fosfor. Het is niet voor niks dat in moedermelk en in melk van koeien – wat natuurlijk ook moedermelk is – zoveel fosfor zit.”
‘Willen we de wereldbevolking blijven voeden dan moet fosfor voor 100 procent gerecycled worden’
Miljoenen tonnen fosfor, in de vorm van fosfaatverbindingen in kunstmest, worden jaarlijks gebruikt om met name de voedselproductie voor de wereldbevolking op peil te houden. Het probleem is dat de fosformijnen, waar het wordt gewonnen uit erts, uitgeput raken. Van Middelkoop: “Willen we de wereldbevolking blijven voeden dan moet fosfor voor 100 procent gerecycled worden. Iedere lekstroom van fosfor moet worden gedicht.”
Verlies van fosfaat voorkomen
Een van die lekken zit in de landbouw. Van Middelkoop: “Er is een tijd geweest dat boeren veel meer fosfaat gebruikten dan strikt noodzakelijk was, waarbij een deel weer uitspoelde en via sloten en rivieren in zee terecht kwam. De fosfor is hiermee niet verdwenen, maar zorgde wel voor problemen met waterkwaliteit. Een te hoge fosfaatconcentratie in oppervlaktewater leidt namelijk tot algenbloei, wat weer nadelig is voor vissen en andere levende organismen in het water. Het is dus van belang dat het fosfaat voor de productie van voedsel zo effectief mogelijk wordt ingezet, zodat er geen verliezen naar oppervlaktewater optreden.”
Voor het onderzoek worden jonge koeien, pinken genoemd, gebruikt. Foto: Shutterstock
In 1987 is begonnen met regelgeving om de overmaat aan fosfaat terug te dringen, met als doel om in 2015 evenwichtsbemesting te bereiken. Bij evenwichtsbemesting mag een boer net zoveel fosfaathoudende meststoffen gebruiken als hij aan de grond onttrekt in de vorm van de fosfor die in gemaaid en geweid gras is opgeslagen. Van Middelkoop: “In 1997 is Wageningen University & Research een langlopende veldproef gestart om de gevolgen van evenwichtsbemesting op de bodemvruchtbaarheid te onderzoeken. Uit eerdere studies zou blijken dat de bodemvruchtbaarheid mogelijk zou kunnen dalen bij evenwichtsbemesting. Boeren waren bang voor een lagere grasopbrengst en minder voedingsstoffen voor het vee, dat het gras als voedsel krijgt.”
Proefvelden voor onderzoek
Van Middelkoop ‘beheert’ samen met haar collega Inge Regelink van Wageningen Environmental Research de proefvelden in het veenweidegebied rond Zegveld en op de jonge zeeklei nabij Lelystad. Samen doen ze onderzoek naar de fosfaathuishouding van deze graslanden en de veranderingen in grasopbrengst onder invloed van verschillende fosfaat-bemestingsregimes.
WUR-onderzoeker Jantine van Middelkoop legt uit hoe de proefvelden bijdragen aan kennis over wat fosfaat op lange termijn in de bodem doet.
De proeflocaties zijn afgebakende stukken grasland van 20 bij 15 meter. Per perceeltje lopen er drie pinken op – jonge koeien die nog niet gekalfd hebben en dus nog geen melk geven. Dat is een bewuste keuze. Melkkoeien moeten twee keer per dag van het land af om gemolken te worden. In de melk zit ook fosfaat. In de stal krijgen zo bovendien vaak nog krachtvoer en blijft er mest achter in de stal. Dat zouden allemaal extra meet- en analysepunten zijn. De pinken blijven gewoon op het land.
Ondergrondse processen
Er zijn drie bemestingsregimes; een evenwichtsbemesting, een overschotbemesting van 20kg fosfaat per hectare en een overschotbemesting van 40kg fosfaat per hectare. “We kijken wat de invloed is op de groei van gras en bodemdynamiek. Inge Regelink bestudeert ondergrondse processen, hoe het fosfaat zich beweegt in de bodem, welk deel vrijkomt voor de wortels en de factoren die daarvoor verantwoordelijk zijn. Mijn onderzoek richt zich voornamelijk op de veranderingen in grasopbrengsten in relatie tot bemesting met fosfaat.”
Het is een tamelijk complexe wereld onder het maaiveld. Foto: Shutterstock
Een te hoge fosfaatconcentratie in oppervlaktewater leidt tot algenbloei. Foto: Shutterstock
Deze proef loopt nu al 22 jaar. “Toen we begonnen dachten we dat na vijf jaar wel bekend zou zijn hoe fosfaat zich in de bodem zou bewegen en wat de gevolgen voor de bodemvruchtbaarheid zouden zijn. Maar dat klopt van geen kant”, aldus Van Middelkoop. “Veranderingen in de fosfaattoestand van de bodem gaan zeer langzaam. En we hebben te maken met jaarlijkse variatie in neerslag, waardoor de grasopbrengst flink kan variëren.”
Uit het onderzoek blijkt bovendien dat niet alle fosfor die in de bodem zit ook beschikbaar komt voor de planten. “Het is een tamelijk complexe wereld onder het maaiveld. Voorlopig is de uitkomst dat door evenwichtsbemesting de bodemvruchtbaarheid op de lange termijn een heel klein beetje afneemt. Dat is dus anders dan de verwachting die we hadden toen we de proef begonnen, want toen dachten we dat er een forse afname van de bodemvruchtbaarheid zou optreden.”
Rekenmodellen blijven finetunen
In de afgelopen jaren is er op deze manier een ongelooflijke hoeveelheid kennis verzameld over bodemvruchtbaarheid en de relatie die fosfaatbemesting daarbij speelt. Inmiddels gebruiken wetenschappers van WUR ook rekenmodellen die mogelijk kunnen voorspellen hoe in de verre toekomst de bodemvruchtbaarheid in relatie tot evenwichtsbemesting zich verder ontwikkelt. Een goede ontwikkeling, al plaatst Van Middelkoop wel een kanttekening.
‘We gooien in Nederland jaarlijks nog steeds 20 miljoen kilo aan fosfor weg dat in allerlei soorten afval zit’
“Een model blijft altijd een sterke vereenvoudiging van de werkelijkheid. Je kunt met een rekenmodel wel extrapoleren om een uitspraak te doen over de bodemvruchtbaarheid in 2050 of 2070, maar dat blijft een risico. Je weet het niet precies, terwijl dit wel de termijnen zijn waar beleid naar toe moet leiden.” Daarom zijn de proefvelden ook zo belangrijk, zegt Van Middelkoop. “Ze zijn wellicht kostbaar en arbeidsintensief, maar ze blijven data genereren en daarmee kunnen we toetsen of de modelvoorspellingen kloppen. Op die manier kunnen we de rekenmodellen constant blijven finetunen.”
Belangrijke schakel in sluiten kringloop
Van Middelkoop: “Deze proef loopt al 22 jaar! Dat vind ik heel bijzonder. De wet op de evenwichtsbemesting is van 2015. Je zou kunnen zeggen dat toen wij in 1997 begonnen met de proefvelden, we 18 jaar voorliepen op overheidsbeleid.”
Volgens Van Middelkoop is het onderzoek een belangrijke schakel in de wens om tot een gesloten fosfaatkringloop te komen. “Kijk, we gooien in Nederland jaarlijks nog steeds 20 miljoen kilo aan fosfor weg dat in allerlei soorten afval zit. Wat dat betreft zijn we nog een eind verwijderd van een gesloten fosforkringloop. Maar de landbouwgrond is wél fosforneutraal dankzij overheidsbeleid dat mede gebaseerd is op het wetenschappelijk onderzoek van Wageningen Environmental Research en Wageningen Livestock Research. Daar ben ik blij om.”
KennisOnline betreft onderzoek van Wageningen University & Research dat wordt gefinancierd door het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit (LNV)