Smart agriculture - NL

1
Intelligente
landbouw
heeft de toekomst...
DA NDirectly Available Nitrogen*
*Direct beschikbare stikstof

2
M
inerale meststoffen gaan een cruciale rol spelen bij
het oplossen van onze grote uitdaging: de groeiende
wereldbevolking voeden en klimaatverandering beteugelen.
Zij lopen voorop in de groene revolutie en dragen momenteel
naar schatting bij aan meer dan de helft van de wereldwijde
voedselproductie en proteïnevoorziening.
Fertilizers Europe is van mening dat het Europese landbouwbeleid zich
moet richten op het verbeteren van de productiviteit en efficiëntie in de
landbouwsector. Daardoor kunnen Europese boeren Europa zelfvoorzienender
maken en de bijdrage van Europa aan de wereldwijde voedselbehoefte
vergroten. Bovendien werkt dit een duurzamere landbouwproductie in
de hand. Door duurzame intensivering van de Europese landbouw via
het efficiënt gebruik van minerale meststoffen helpt de sector om de
belangrijkste beleidsdoelen van de EU in praktijk te brengen.
DAN-meststoffen (Directly Available Nitrogen - direct beschikbare stikstof)
bieden boeren en landbouwdeskundigen een nauwkeurige en betrouwbare
manier om de voedsel- en energieproductie op een voor het milieu
verantwoorde manier te vergroten. DAN-meststoffen, op basis van nitraat en
ammonium, combineren de voordelen van de twee eenvoudigste vormen van
reactieve stikstof die direct beschikbaar zijn voor planten.
Deze brochure behandelt de voornaamste landbouwkundige gevolgen
en milieueffecten van verschillende soorten stikstofmeststoffen die
momenteel in Europa worden gebruikt en de voordelen van DAN-
meststoffen zoals ammoniumnitraat (AN), kalkammonsalpeter (KAS)
en ammoniumnitrosulfaat.
De uitdaging
Intelligente landbouw

3
“Het is heel belangrijk
om de juiste stikstof-
meststof te gebruiken
omdat verschillende
producten verschillende
milieueffecten hebben,”
Daniella.
“Door goede
landbouwmethoden
te combineren met
DAN-meststoffen wordt
stikstof efficiënter
ingezet en zijn de
gevolgen voor het
milieu minimaal,” Danny.
DA NDirectly Available Nitrogen
“DAN-meststoffen
zorgen ervoor dat wij
voldoende te eten
hebben. Ook als ik
later groot ben,” Dani.
De DAN-familie

4
Inhoud
Stikstof: essentieel voor leven 5
Stikstof in de natuur
Minerale voedingsstoffen
De stikstofcyclus 6
Stikstof uit nitraat
Stikstof uit ammonium
Stikstof uit ureum
De wereld voeden 9
Voorzien in de Europese voedselbehoefte
Opbrengst en kwaliteit optimaliseren
Het milieu beschermen 12

Ammoniakemissies naar de lucht beperken
Beheersen van uitspoeling
Optimale meststofproductie
Klimaatverandering inperken 15
Naar optimale landbouwtechnieken 16
Verbeteren van de meststofefficiëntie
Meststofgebruik afstemmen op behoefte van de plant
Nauwkeurigere verspreiding
Optimale inzet van stikstofmeststoffen
Aanpakken van verzuring
Literatuur 18

5
Stikstof in de natuur
S
tikstof (N) is van levensbelang voor
planten. Het bevordert de wortelgroei
en fotosynthese en stimuleert bovendien
de opname van andere voedingsstoffen zoals
fosfor (P) en kalium (K). 99% van alle stikstof
op aarde bevindt zich echter in de atmosfeer
en slechts 1% is beschikbaar in de aardkorst.
De stikstofmoleculen (N2
) in de atmosfeer zijn
chemisch niet actief en worden door planten
moeilijk opgenomen.
Door landbouw wordt bovendien de reactieve
stikstof in de grond verder uitgedund. Stikstof
wordt door planten opgenomen en vervolgens
van het land gehaald, meestal als eiwit, bij
het oogsten van de gewassen. Dit moet weer
worden aangevuld door organische en minerale
bronnen van stikstof. Meststoffen, ongeacht of
dit mest of minerale stikstof betreft, zijn daarom
van groot belang voor duurzame landbouw.
Een gebrek aan stikstof leidt tot afnemende
bodemvruchtbaarheid, lage opbrengsten en
slechte gewaskwaliteit. Aan de andere kant
kan een overschot aan stikstof in de grond
in het grondwater terechtkomen en leiden
tot eutrofiëring van het oppervlaktewater,
of ontsnappen naar de lucht, wat mogelijk
vervuiling en opwarming van het klimaat
veroorzaakt.
Minerale
voedingsstoffen
De belangrijkste minerale meststoffen zijn
afkomstig uit natuurlijk aanwezige grondstoffen
die door industriële bewerking zijn omgezet in
een vorm die planten beter kunnen opnemen:
} Stikstof (N), onttrokken uit de lucht, is
essentieel als een belangrijk onderdeel van
plantaardige eiwitten.
} Fosfor (P), gewonnen uit gedolven ertsen, is
een onderdeel van nucleïnezuren en lipiden,
en cruciaal voor de energieoverdracht.
} Kalium (K), gewonnen uit gedolven ertsen,
speelt een belangrijke rol in de stofwisseling
van planten, zoals fotosynthese, activering
van enzymen, osmoregulatie, etc.
Over de jaren heen heeft de meerderheid van de Europese boeren DAN-
meststoffen ervaren als een effectieve en efficiënte bron van stikstof
voor gewassen. Er worden echter ook andere bronnen van minerale
stikstof gebruikt die op een andere manier reageren met de grond. Bij
de evaluatie van de landbouwkundige gevolgen en milieueffecten van
stikstof dient met deze verschillen rekening te worden gehouden.
Stikstof: essentieel voor leven
De voornaamste minerale
bronnen van stikstof die in
Europa worden gebruikt zijn:
} Ammoniumnitraat (AN)
- bevat stikstof in
gelijke hoeveelheden
NH4
+
(ammonium) en
NO3
-
(nitraat).
} Kalkammonsalpeter (KAS)
- bevat ook dolomiet of
kalksteen.
} Ureum-ammoniumnitraat
(UAN) - een oplossing
in water van ureum en
ammoniumnitraat.
} Ureum bevat stikstof in
amidevorm (NH2
).
Deze stikstof is voor de
meeste planten niet
direct beschikbaar.
Van alle stikstof
op aarde bevindt
99%zich in de atmosfeer.

NO2
–
NO3
–
NO2
–
N2
O + NON2
O + NO + N2
NH3
NO3
–
NH4
+
NH3
AN
Stikstof ondergaat transformaties in de bodem, afhankelijk van de samenstelling van
de toegepaste stikstof. Nitraat wordt direct door planten opgenomen, maar doordat
ammonium en ureum eerst moeten worden omgezet in nitraat kunnen er verliezen optreden.
De stikstofcyclus
6
Omzetting van ureum, ammonium en nitraat in de
grond. Ureum heeft de hoogste omzettingsverliezen en
nitraat de laagste.
Energie in de vorm van aardgas wordt
gecombineerd met stikstof uit de lucht
tot ammoniak, het basisbestanddeel van
stikstofmeststoffen (AN, ureum).
Stikstofmeststoffen kunnen worden toegepast
in de vorm van minerale stikstof, ammonium,
nitraat, ureum, of een combinatie, of als
organische meststof en mest met complexe
organische stikstofsamenstellingen en
ammonium.
Door de hoge mobiliteit van nitraat wordt dit
zeer snel opgenomen. De meeste planten geven
de voorkeur aan nitraat boven ammonium.
Ammonium wordt minder snel opgenomen
dan nitraat. Ammonium is gebonden aan
kleideeltjes in de grond en de wortels moeten
deze bereiken. Het merendeel van het
ammonium is daarom genitrificeerd voordat
het door planten wordt opgenomen.
Door nitrificatie door bodembacteriën wordt
ammonium in een periode van enkele dagen
tot enkele weken omgezet in nitraat. Tijdens dit
proces komt stikstofoxide en stikstofmonoxide
vrij in de atmosfeer.
Denitrificatie doet zich voor wanneer
micro-organismen geen zuurstof krijgen
(onderwaterzetting en grondverdichting). In dit
proces zetten bodembacteriën nitraat en nitriet
om in gasvormig stikstofoxide, stikstofmonoxide
en stikstof. Dit ontsnapt naar de atmosfeer.
Door immobilisatie transformeert minerale
stikstof tot organische stof in de bodem. De
activiteit van bodemmicroben wordt vooral
gestimuleerd door ammonium. Immobiele
stikstof is niet direct beschikbaar voor opname
door planten, maar moet eerst worden
gemineraliseerd. Bij het mineralisen van
organische stof (en mest) komt ammonium
vrij in de grond.
Via hydrolyse van ureum door bodemenzymen
wordt ureum omgezet in ammonium en
CO2
-gas. Afhankelijk van de temperatuur duurt
hydrolyse een dag tot een week. De bodem-pH
rond de ureumkorrels neemt tijdens het proces
aanzienlijk toe, wat ammoniakvervluchtiging
bevordert.
1
2
3
4
6
7
8
5
1 Productie
2 Gebruik
3 Opname
6 Denitrificatie
Nitraat
Ammonium
10 Uitspoeling
5 Nitrificatie
9 Vervluchtiging
4 Opname
Organische stof
Immobilisatie en
mineralisatie
8 Hydrolyse
7

CO2
CO (NH2
)2
Stikstof uit nitraat
Nitraat (NO3
-
) wordt makkelijk en snel door
planten opgenomen. In tegenstelling tot
ureum of ammonium is het direct en volledig
beschikbaar als voedingsstof. Nitraat heeft
een hoge mobiliteit in de grond en bereikt
de plantenwortels snel. Het gebruik van
stikstof in de vorm van ammoniumnitraat
of Kalkammonsalpeter (KAS) betekent
daarom een direct beschikbare bron van
voedingsstoffen.
De opname van negatief geladen nitraat houdt
verband met de opname van positief geladen
voedingsstoffen zoals magnesium, calcium en
kalium.
Het is belangrijk te beseffen dat alle stikstof
in de grond, ongeacht of dit in de vorm van
ureum, ammonium of nitraat is, uiteindelijk als
nitraat wordt opgenomen door planten. Door
direct nitraat te gebruiken, worden verliezen
tijdens de transformatie van ureum naar
ammonium en van ammonium naar nitraat
voorkomen.
Stikstof uit ammonium
Ammonium (NH4
+
) wordt langzaam opgenomen
door planten. Bodemmineralen zitten vast
aan een positief geladen ion dat minder
mobiel is dan nitraat (NO3
-
). De plantenwortels
moeten daarom naar het ammonium groeien.
Het merendeel van het ammonium wordt
door bodemmicroben omgezet tot nitraat.
Dit nitrificatieproces is afhankelijk van de
temperatuur en duurt een week tot enkele
weken.
Een ander deel van het ammonium wordt
immobiel gemaakt door bodemmicroben en
komt pas gedurende een langere periode vrij,
waardoor er zich dus organische bodemmassa
ophoopt.
Stikstof uit ureum
Plantenwortels nemen ureumstikstof niet
rechtstreeks in significante hoeveelheden
op. Ureum moet eerst door bodemenzymen
worden omgezet in ammonium door middel van
hydrolyse, wat afhankelijk van de temperatuur
een dag tot een week in beslag neemt.
Hydrolyse vereist vocht.
De door ureumhydrolyse verkregen ammonium
gedraagt zich echter niet precies als ammonium
uit ammoniumnitraat. Hydrolyse van ureum
resulteert in kortstondige alkalinisatie in de
directe omgeving van de gebruikte ureumkorrels.
Hierdoor verschuift het natuurlijke evenwicht
tussen ammonium (NH4
+
) en ammoniakgas
(NH3
) richting de tweede, wat leidt tot
vervluchtigingsverliezen. Het gebruik van een
urease-inhibitor draagt bij aan het beperken
hiervan.
Deze verliezen zijn de voornaamste reden voor
de lagere waargenomen N-efficiëntie bij ureum.
Dit is tevens waarom ureum, indien mogelijk,
meteen in de grond moet worden ingewerkt.
7
CO2
kooldioxide (gas)
CO(NH2
)2
ureum
NH3
ammoniak (gas)
NH4
+
ammonium
NO3
-
nitraat
NO2
-
nitriet
NO stikstofmonoxide (gas)
N2
O stikstofoxide (gas)
N2
stikstof (gas)
Ammoniakvervluchtiging vindt plaats
wanneer ammonium wordt omgezet
in ammoniak en dit ontsnapt naar
de atmosfeer. Een hoge bodem-pH
bevordert dit proces. De verliezen zijn
het hoogst als dit proces zich afspeelt
aan het grondoppervlak. Aan deze twee
voorwaarden wordt voldaan wanneer
ureum wordt verspreid en niet direct
wordt ingewerkt en opgenomen.
Uitspoeling van nitraat vindt vooral ‘s
winters plaats wanneer door neerslag
restnitraat en gemineraliseerd nitraat
tot onder de wortelzone wegspoelt.
Nauwkeurige bemesting vermindert
uitspoeling tijdens en na de groeiperiode.
10
9
1 Productie
50%
100%
50%
50%
25%
50%
50%
25%
Veel minerale stikstofmeststoffen bevatten stikstof als nitraat, ammonium of amide in verschillende verhoudingen. Alleen nitraat wordt makkelijk door planten
opgenomen. Amide en ammonium worden omgezet in nitraat door hydrolyse en nitrificatie.
®Yara
2 Gebruik
Product Stikstofgehalte
Ureum-N CO(NH2
)2
Hydrolyse NitrificatieAmmonium-N (NH4
+
) Nitraat-N (NO3
-
) Opname
Ammoniumnitraat (AN)
Kalkammonsalpeter (KAS)
Ureum-ammoniumnitraat
Ureum
Ureum
Ureum

8
De FAO verwacht dat de
wereldbevolking in 2050 tot
9,1 miljard
zal zijn gestegen, wat
betekent dat de voedsel-
productie met nog eens
70%
zou moeten toenemen.

9
Voorzien in de
Europese
voedselbehoefte
D
e FAO benadrukt dat gedurende
de afgelopen vijf decennia de
voedselproductie dankzij de ‘groene
revolutie’ is verdrievoudigd, voornamelijk
door het gebruik van minerale meststoffen.
Tegelijkertijd is de wereldbevolking gestegen
van 3 tot 7 miljard mensen.
De bevolking stijgt maar de beschikbare
landbouwgrond is beperkt (Fig.1). De FAO
verwacht dat de wereldbevolking in 2050 tot
9,1 miljard zal zijn gestegen, wat betekent
dat de voedselproductie met nog eens 70%
zou moeten toenemen. Bovendien loopt
het potentiële landbouwareaal (land dat in
landbouwgrond kan worden omgezet) terug,
wat optimalisatie van de productie van het
huidige areaal noodzakelijk maakt [ref.1].
De Europese landbouw is een van de meest
efficiënte en productieve ter wereld. Toch is
de Europese Unie nu wereldwijd de grootste
importeur van landbouwproducten. Europa
importeerde 65 miljoen ton meer dan het
exporteerde, en de import is de afgelopen tien
jaar met 40% toegenomen. Het gebied buiten
de Europese Unie dat nodig is om deze import
te produceren is bijna 35 miljoen hectare, een
gebied ongeveer net zo groot als heel Duitsland
[ref.2].
Om de uitdagingen van de 21e
eeuw het
hoofd te kunnen bieden is verdere stijging
van opbrengst en productiviteit noodzakelijk.
Minerale meststoffen zijn essentieel om efficiënt
gebruik van landbouwgrond te ondersteunen,
bij te dragen aan het waarborgen van de
voedselvoorziening op mondiale schaal
en bossen en graslanden te beschermen
tegen omzetting tot landbouwgrond, en zo
verandering van grondgebruik en de daarbij
behorende CO2
-verliezen te voorkomen.
Zoals hierboven reeds is beschreven, is het
gebruik van de juiste vorm van stikstof, zoals in
DAN-meststoffen, van doorslaggevend belang.
De wereld voeden
Door de stijging van de wereldbevolking en toenemende zorgen over
het milieu wordt er nu op een geheel nieuwe manier naar landbouw
gekeken. Hoe kan landbouwbeleid voedselzekerheid rijmen met
milieubescherming? Hoe kunnen landbouwkundige prestaties worden
afgezet tegen de druk op het milieu? Wat is de rol van minerale
meststoffen en welke zijn de beste keuze?
wereldbevolking ten opzichte van beschikbare
landbouwgrond 1995 - 2030
Fig. 1
De bevolking stijgt maar de beschikbare
landbouwgrond is beperkt [ref. 1].
Arable area
(ha per person)
1998 2030
World population
(billion)
0,3
0,25
0,2
8,5
7,5
6,5
5,5
4 Fertilizers Manure
Dit kan namelijk
bijdragen aan het
voeden van de wereld
en bescherming van
het milieu.
Het gebruik van
de juiste vorm van
stikstof, zoals die in
DAN-meststoffen, is
van doorslaggevend
belang.
Landbouwgrond
(ha per persoon)
Wereldbevolking
(miljard)

10
Opbrengst en kwaliteit
optimaliseren
Het gebruik van de juiste meststoffenbron is
essentieel. Verschillende minerale stikstof
bronnen hebben verschillende effecten op
opbrengst en gewaskwaliteit. Europese
boeren weten dit al tientallen jaren.
De verschillende prestaties van minerale
stikstofbronnen zijn vooral het gevolg van
verliesverschillen, met name wat betreft
vervluchtiging en in mindere mate uitspoeling.
Een aantal van deze verliezen wordt verergerd
doordat de aanvoer van stikstof niet aansluit bij
de opname door de plant.
Onderzoek in Frankrijk, Duitsland en het
Verenigd Koninkrijk heeft aangetoond dat
DAN-meststoffen consistent tot hogere
opbrengsten en betere gewaskwaliteit leiden.
In de meeste onderzochte gevallen kunnen de
achterblijvende prestaties bij het gebruik van
UAN en ureum worden opgevangen door een
hogere dosering, wat echter wel een grotere
last voor het milieu oplevert.
Optimale landbouw-
technieken en de inzet
van hulpmiddelen
voor precisielandbouw
dragen bij aan een
meer efficiënt gebruik
van meststoffen en
het minimaliseren van
stikstofverliezen.
95%van de Europese
boeren vertrouwt
op minerale
meststoffen.

11
Frankrijk (Fig. 2)
Bij een optimale N-hoeveelheid, gemiddeld
182 kg/ha, leverde ammoniumnitraat in
vergelijking met UAN 0,26 ton meer opbrengst
op en zorgde het voor een eiwitgehalte dat
0,75 punten hoger lag. Om het economisch
optimum te bereiken was bij het gebruik van
UAN per hectare 27 kg extra stikstof nodig
(15%) [ref. 3].
Duitsland (Fig. 3)
In Duitsland werden tussen 2004 en 2010
55 onderzoeken gehouden met wintergraan
en verschillende bodemsoorten. Met een
optimale N-hoeveelheid van gemiddeld 210
kg/ha, leverde Kalkammonsalpeter (KAS) in
vergelijking met ureum 2% meer opbrengst op
en zorgde het voor een eiwitgehalte dat 0,23
punten hoger lag. Om het economisch optimum
te bereiken was bij het gebruik van ureum per
hectare 15 kg extra stikstof nodig (7,1%) [ref. 4].
Verenigd Koninkrijk
(Fig. 4, 5 en 6)
Het meest uitgebreide vergelijkende
onderzoek naar verschillende vormen van
stikstofmeststoffen vond tussen 2003 en 2005
plaats in opdracht van het Britse Department
for Environment, Food and Rural Affairs
(Defra, ministerie voor milieu, voedsel en
plattelandszaken) [ref. 5]. Naast kwalitatieve
verschillen benadrukte het onderzoek ook de
verschillen in de onderzoeksresultaten met
ureum en UAN. De noodzakelijke aanvullende
stikstofdosering is daardoor niet goed in te
schatten, waardoor ureum en UAN minder
betrouwbaar zijn dan DAN-meststoffen.
Frankrijk (Fig. 7)
De resultaten van het ADA-experiment in
Frankrijk (AN vs. ureum) tonen aan dat AN op
de lange termijn (herhaaldelijk gebruik jaar na
jaar) een betere stikstofefficiëntie laat zien dan
ureum. Bij elke gebruikte hoeveelheid is de
opbrengst met AN 4% tot 6% hoger dan met
ureum (tarwe en koolzaad). Een extra dosering
van 40 kg stikstof is noodzakelijk bij het gebruik
van ureum om dezelfde opbrengst te behalen
[ref. 6].
De N-responscurves van de onderzoeken geven
aan dat bij urean gemiddeld 27 kg stikstof extra
nodig zou zijn geweest om economische optimum
te behalen [ref. 3].
Van de 55 optimaal met stikstof bemestte
akkers in Duitsland, behaalde 75% een
betere opbrengst met KAS en 25% een
betere opbrengst met ureum [ref. 4].
4
5
6
7
8
9
300250200150100500
182
kg N
209
kg N
Response curves for AN and UAN in France
t/ha
kg N / ha
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Yield comparison AN / Urea at 55 locations in Germany
t/ha
ﬁelds
Yield
with urea
better yield
with CAN
Fig. 2
responscurves opbrengstvergelijking
voor an en urean in frankrijk
Fig. 3
opbrengstvergelijking an/ureum
op 55 locaties in duitsland
Fig. 4
extra n vereist voor dezelfde
opbrengst
Fig. 5
eiwitgehalte bij gelijke
n-hoeveelheid
Fig. 6
opbrengst bij gelijke n-hoeveelheid
Fig. 7
stikstofefficiëntie
Om dezelfde opbrengst te behalen was aanzienlijk
meer stikstof nodig bij ureum en urean dan bij
ammoniumnitraat [ref. 5].
Het eiwitgehalte was lager op akkers die
waren bemest met ureum of urean dan
op akkers bemest met ammoniumnitraat
[ref. 5]
De opbrengst met ureum en urean was ook
lager vergeleken met ammoniumnitraat [ref. 5].
90
100
110
120
UreaUANAN
%
+18 %
+14 %
12,0
12,2
12,4
12,6
12,8
%
-0,5 %
-0,3 %
8,0
8,2
8,4
8,6
8,8
t/ha
-0,31 t/ha
-0,39 t/ha
0 50 100 150 200 250 300
110
100
90
80
70
60
50
40
-40 kg N
Opbrengst: +4%
NA
UREUM
N-dosering (kg/ha)
Effect in tijd van verschillende toegediende
vormen van N. (Réseau ADA 2008-2011,
30 testresultaten) met koolzaad, tarwe en
gerst [ref 6].
%
Opbrengstindex (100 = AN-dosering)
Opbrengst
met ureum
Betere opbrengsten
met KAS
kg N/ha
Akkers
an uan Ureum an uan Ureum
an uan Ureum
AN
UAN

Ammoniakemissies naar de
lucht beperken
De European Emission Inventory (EMEP)
schat dat 94% van alle ammoniakemissies
wordt veroorzaakt door de landbouw, waarbij
zo’n 80% van deze uitstoot afkomstig is van
organische bronnen.
Ammoniakvervluchtiging is een rechtstreeks
verlies van stikstof en dus een aanzienlijke last
voor het milieu. Vervluchtigde ammoniak gaat
over landsgrenzen heen en leidt tot verzuring
en eutrofiëring van land en water. Bovendien
draagt vervluchtigde ammoniak op aanzienlijke
wijze bij aan het ontstaan van microdeeltjes
(PM 2,5) die kunnen bijdragen aan ernstige
gezondheidsproblemen. Daarom liggen er
in het kader van het UN/ECE Gothenburg
Protocol en de Europese richtlijn inzake
nationale emissieplafonds (NEC) nu voorstellen
voor maatregelen en limieten om de uitstoot
van ammoniak uit alle bronnen te beheersen.
Men weet al lange tijd dat ureum of urean
meer vervluchtigingsverliezen kent dan
ammoniumnitraat of KAS. Bij ureum kunnen
de ammoniakverliezen worden beperkt door
opname in de grond na de verspreiding. Dit is
praktisch gezien echter alleen haalbaar voor
gewassen die in de lente worden gezaaid.
Verliezen van grasland worden doorgaans
geacht hoger te zijn dan van landbouwgrond,
doordat meststoffen normaal gesproken over
het oppervlak worden verspreid (Fig 8).
Het gebruik van ureummeststoffen zorgt voor
maximaal 58% ammoniakstikstofverliezen,
afhankelijk van de locale omstandigheden.
Mogelijke maatregelen voor het inperken van
de ammoniakuitstoot door de landbouw zijn het
gebruik van stikstofarm veevoer, stallen met
lage uitstoot voor vee, varkens en pluimvee,
luchtwassers, overdekte gieropslag, het
gebruik van ammoniak arme methoden voor
toediening van gier en mest, verbranden van
pluimveemest en ureumvervangers (UNECE,
2007).
Het milieu beschermen
De tabel bevat gegevens van de officiële European Emission Inventory (EMEP) en een onderzoek van
het Britse Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedsel. In alle gevallen zijn de vervluchtigingsverliezen
bij ureum en urean aanzienlijk hoger dan bij DAN-meststoffen [ref. 7, 8 en 9].
Fig. 8
gemiddelde ammoniakuitstoot per kg stikstof van verschillende meststoffen
Vervluchtigingsverliezen [% N] Landbouwgrond Grasland

EMEP Defra EMEP Defra
KAS
AN 0,6% 3 (-3-10)% 1.6% 2 (-4-13)%
UAN 6% 14 (8-17)% 12% N.v.t.
Ureum 11,5% 22 (2-43)% 23% 27 (10-58)%
12
dan-meststoffen (ammoniumnitraat en kas) lieten duidelijke
milieuvoordelen zien in vergelijking met andere stikstofmeststoffen.
zo zijn de co2
-voetafdruk hiervan over de gehele levenscyclus,
inclusief productie en gebruik, en de ammoniakvervluchtiging lager,
zelfs als zij niet in de grond worden opgenomen.

Grainyield(t/ha)
ResidualNitrogen(kgN/ha)
N application rate (kg N/ha)
4
5 20
0
40
60
80
100
6
7
8
9
10
0 50 100 150 200 250 300 350
Optimum N supply
Reststikstof in de grond na de oogst, en dus het risico op uitspoeling,
neemt aanzienlijk af bij optimaal N-gebruik. [ref. 10].
Fig. 9
graanopbrengst en reststikstof vs. n-gebruik
13
Beheersen van uitspoeling
Verhoogde nitraatconcentraties in grond-
en oppervlaktewater zijn niet wenselijk.
De EU-nitratenrichtlijn van 1991 heeft de
toelaatbare limiet vastgesteld op 50 mg/l.
Nitraatuitspoeling is fundamenteel niet
afhankelijk van de bron van stikstof. Deze kan
afkomstig zijn uit organische bodemmassa,
organische mest of onjuist gebruikte minerale
meststoffen.
Nitraatuitspoeling vindt plaats wanneer de
grond wordt doordrenkt met water en het
nitraat tot onder de wortelzone spoelt door
doorsijpelend regen- of irrigatiewater. Nitraat
is niet gebonden aan gronddeeltjes en blijft in
de grondoplossing achter, alwaar het vrijelijk
meestroomt met het bodemwater. Ammonium
is voornamelijk gebonden aan kleideeltjes
in de grond en daarom minder vatbaar voor
uitspoeling.
Ureum wordt door middel van hydrolyse snel
omgezet in ammonium en daarna in nitraat
door bacteriologische activiteit. Dit leidt tot
uitstoot buiten de groeiperiode. Bovendien is
de ureummolecuul zeer mobiel en kan deze
na gebruik door zware neerslag rechtstreeks
wegspoelen naar de ondergrond.
Tijdens de groeiperiode is er nauwelijks sprake
van uitspoeling. De meeste nitraatverliezen als
gevolg van water vinden buiten de teeltperiode
plaats, in de winter. Het algemene doel is
daarom de nitraatconcentraties in de grond aan
het einde van de teeltperiode te minimaliseren.
Bij wintergraan zal het gebruik van stikstof
tot aan economische optimalisatie de
opbrengst maximaliseren en tegelijkertijd
de nitraatconcentraties in de grond na de
oogst aanzienlijk doen verminderen, met een
overeenkomstig lager risico op uitspoeling. Het
gebruik van de optimale stikstofhoeveelheid
minimaliseert bovendien de hoeveelheid
reststikstof (Fig. 9).
Uitspoeling kan worden
geminimaliseerd door:
} Vaststellen van het stikstofgehalte in
de grond door het op de juiste wijze
nemen van monsters en analyse.
} Gedoseerd gebruik van stikstof om
snelle opname door planten tijdens
de groeiperiode te verzekeren.
} Gebruik van DAN-meststoffen met
een snelle, voorspelbare afgifte van
stikstof.
} Aanpassen van het stikstofgebruik
aan de reële behoefte van gewassen,
voor zover mogelijk, door de inzet van
hulpmiddelen voor precisielandbouw.
} Voldoende ruimte bieden voor een
diep en uitgebreid wortelstelsel om
stikstof efficiënter te gebruiken.
} Behoud van een doorlatende
bodemstructuur.
} Opname van reststikstof
door bodembeschermende
tussengewassen.
} Gebruik van evenwichtige
voedingsstoffen voor de opname van
de beschikbare stikstof.
Door optimale
landbouwtechnieken
kan uitspoeling tot
een minimum worden
beperkt.
Nitraatuitspoeling
vindt plaats
onafhankelijk van de
bron van stikstof.
Reststikstof(kgN/ha)
Graanopbrengst(t/ha)
N-gebruik (kg N/ha)
Optimale N-aanvoer

Het energieverbruik van Europese meststoffabrieken is steeds
verder teruggebracht en bevindt zich momenteel bijna op het
technologische minimum [ref. 11].
Fig. 10
vooruitgang op het vlak van energiezuinigheid
bij ammoniakproductie
Fig. 11
energiezuinigheid van ammoniakfabrieken wereldwijd
(regionaal gemiddelde)
De gemiddelde energiezuinigheid van Europese
ammoniakfabrieken behoort tot de beste ter wereld [ref. 12].
1930 1950 1960 1975 2000 2010
Haber-Bosch-proces
120
100
80
60
40
20
0
Technologische grens = 27 GJ/t NH3
Stoomreforming
van aardgas
14
Optimale meststofproductie
Minerale stikstofmeststoffen worden
geproduceerd door het onttrekken van
stikstof uit de atmosfeer. Dit proces vereist
energie en zorgt voor de uitstoot van CO2
,
een broeikasgas dat mede verantwoordelijk is
voor klimaatverandering. Door voortdurende
verbeteringsslagen opereren Europese
fabrieken vandaag de dag bijna op het
technologische energieminimum en behoren
de Europese ammoniakinstallaties momenteel
tot de beste van de wereld (Fig. 10 en 11).
Naast CO2
kan bij de productie van meststoffen
ook het sterke broeikasgas stikstofoxide
vrijkomen. Bij leden van Fertilizers Europe
is nieuwe katalysatortechnologie toegepast
om de hoeveelheid vrijgekomen stikstofoxide
tijdens de productie te minimaliseren.
Het effect op klimaatverandering van een
meststof kan worden gemeten door de
CO2
-voetafdruk ervan, uitgedrukt in kilogram
CO2
-equivalent per kilogram geproduceerde
stikstof. Om echter de ware klimaateffecten
van een product te doorgronden, is het
noodzakelijk een analyse van de gehele
levenscyclus te maken, waarin alle stappen,
van productie tot opname door planten,
worden meegenomen. Verderop vindt u een
uitgebreide vergelijking van de respectievelijke
CO2
-voetafdrukken van verschillende soorten
meststof (Fig. 12).
In de toekomst, met behulp van technologie
voor de afvang en opslag van CO2
, zal
nitraatmeststof nog sterker naar voren komen
als de ideale meststof. CO2
uit industriële
processen en stroomopwekking vereist een
kostbaar zuiverings- of concentratieproces
alvorens het beschikbaar is voor afvang en
opslag. De CO2
afkomstig van de productie
van DAN-meststoffen is reeds gezuiverd en
klaar voor afvang en opslag.
DAN-meststoffen
hebben in het
verleden in Europa
bovengemiddeld
gepresteerd.
Verschillende
meststoffen hebben
verschillende
gevolgen op de
landbouw en
milieu. Om de
invloed van een
stikstofmeststof
te beoordelen is
het uitvoeren van
een analyse van de
hele levenscyclus
noodzakelijk.
GJpertonammoniak
41
40
39
38
37
36
35
34
32
GJLHVpertonammoniak,2011
Europa
(EU-27)
Saudi-
Arabië
Noord-
Afrika
OekraïneVS Rusland

15
A
an de andere kant verhogen mest-
stoffen de agrarische productiviteit en
bevorderen zij de CO2
-opname van
het gewas en opslag in de grond. Meststoffen
zorgen voor hogere opbrengsten en verlagen
de noodzaak om nieuw land te cultiveren,
waardoor broeikasgasuitstoot als gevolg van
gewijzigd grondgebruik wordt voorkomen - de
herbestemming van grondgebruik alleen al is
verantwoordelijk voor 12% van de wereldwijde
uitstoot van broeikasgassen [ref 13].
Via een analyse van de levenscyclus van
meststoffen wordt de uitstoot en opname van
broeikasgassen vastgesteld gedurende de
productie, het transport en de opslag van
meststoffen, alsmede gedurende het gebruik en
de gewasgroei (oftewel in elke fase van het ‘leven’
van een meststof). Hierdoor wordt duidelijker wat
er gedaan kan en moet worden om de algehele
CO2
-balans te verbeteren. Om de verschillende
soorten broeikasgassen te vergelijken, zijn ze
omgezet in CO2
-equivalenten (CO2
-eq).
Verschillende soorten meststoffen hebben
verschillende CO2
-voetafdrukken. Ureum
stoot tijdens de productie minder CO2
uit dan
ammoniumnitraat. Dit verschil slaat om tijdens
de verspreiding, omdat dan de in de moleculen
besloten CO2
vrijkomt. Gemiddeld is de
verwachting dat na het gebruik van ureum meer
N2
O door de grond wordt afgegeven dan na het
gebruik van een DAN-meststof [ref 14].
De CO2
-voetafdruk gedurende de gehele
levenscyclus van ureum is daarom hoger dan
die van DAN-meststoffen. Bovendien moeten
vervluchtigingsverliezen van ureum en lagere
N-efficiëntie worden gecompenseerd door een
hogere dosering van zo’n 15%, waardoor de
CO2
-voetafdruk verder toeneemt. Het is dus
van cruciaal belang om bij het bepalen van de
CO2
-voetafdruk van een meststof de gehele
levenscyclus van het product mee te nemen
(Fig. 12).
De CO2
-voetafdruk over de hele levenscyclus van ammoniumnitraat
is lager dan die van ureum en urean. En door de lagere efficiëntie van
ureum en urean te compenseren met een hogere dosering wordt het
verschil zelfs nog duidelijker [ref. 15].
Fig. 12
vergelijking co2
-uitstoot van verschillende soorten meststoffen
CO2
door productie
CO2
door gebruik
N2
O door productie
N2
O door gebruik
CO2
door transport
Bij dezelfde behaalde
totaalopbrengst ligt de
CO2-voetafdruk van
DAN-meststoffen
ongeveer 25% lager.
Door een analyse van
de gehele levenscyclus
wordt de totale uitstoot
en opname van
broeikasgassen
vastgesteld.
Klimaatverandering inperken
het produceren, transporteren en gebruiken van minerale
meststoffen draagt zowel direct als indirect bij aan de
uitstoot van broeikasgassen, met name koolstofdioxide (co2
)
en stikstofoxide (n2
o).
KgCO2
-equivalent/KgN
14
12
10
8
6
4
2
0
UAN Ureum Ureum
+ 15%N
KAS AN

Naar optimale landbouwtechnieken
16
Verbeteren van de
meststofefficiëntie
Meststofgebruik afstemmen
op behoefte van de plant
Stikstof moet in voldoende hoeveelheid
aanwezig zijn om de groei en opbrengst
van planten niet te beperken. Het teveel aan
stikstof dat de behoeften van planten op de
korte termijn overschrijdt, kan in het milieu
terechtkomen of onnodige consumptie tot
gevolg hebben. Het precies afstemmen
van de beschikbaarheid van stikstof op
zowel de behoeften van planten als op de
voedingsstoffen in de grond zorgt voor
maximale opbrengsten, minimale effecten op
het milieu en optimale winstcijfers (Fig. 13).
Gedoseerd gebruik wordt in de meeste
omstandigheden gezien als best practice
op landbouwgebied. Meststoffen met een
voorspelbare afgifte van voor planten
beschikbare stikstof zijn het beste geschikt
voor gedoseerd gebruik.
Dit geldt voor ammoniumnitraat en KAS,
maar over het algemeen niet voor ureum.
Hydrolyse van ureum en vervluchtigings
verliezen zijn in sterke mate afhankelijk van
de weersomstandigheden na de verspreiding,
met name neerslag. Het is onmogelijk dit
betrouwbaar te voorspellen, waardoor er ofwel
te veel ofwel te weinig stikstof wordt gebruikt.
Het onderzoek van het Defra benadrukt
de onbetrouwbaarheid van ureum en zag
vervluchtigingsverliezen die uiteenliepen van
2% tot 58% van de gebruikte stikstof.
Evenwichtige voedingsstoffen is een andere
randvoorwaarde voor het economisch gebruik
van meststoffen. Onvoldoende aanvoer van
fosfor, kalium of zwavel kan het efficiënt
inzetten van stikstof belemmeren. Door
periodiek grondmonsters te nemen, worden
de werkelijke hoeveelheid voedingsstoffen in
de grond en de meststofbehoefte bekend.
Op de markt zijn verscheidene hulpmiddelen
verkrijgbaar om de stikstofbehoefte van
planten te meten en het gebruik van stikstof
via meststoffen overeenkomstig aan te
passen.
Nauwkeurigere verspreiding
Gelijkmatige verspreiding zorgt voor optimale
aanvoer van stikstof. DAN-meststoffen
hebben een hogere dichtheid en lagere
stikstofconcentratie dan ureum en zijn daarom
gelijkmatiger te verspreiden. De wind kan de
gelijkmatige verspreiding van ureum verder
verslechteren, waardoor er plaatselijk te veel of
te weinig wordt gebruikt.
In Duitsland is vergelijkend onderzoek verricht
naar de strooiverliezen van ureum ten opzichte
van KAS. Bij een strooibreedte van slechts 21
meter resulteerde een matige wind van 4 m/s
al in een variatie van 26% in het gebruik van
ureum, tegenover slechts 6% met KAS [ref. 16].
Fig. 13
gedoseerd gebruik van dan-
meststoffen bij wintergraan
De werkelijke meststofbehoefte is afhankelijk van zowel de hoeveelheid stikstof in de grond als de
behoeften van de plant. Moderne bewakingshulpmiddelen maken gewasbewaking mogelijk en dragen bij
aan een nauwkeurige dosering van het gebruik [ref. 4].
De gouden regel
voor het gebruik van
stikstofmeststoffen
blijft eenvoudig: gebruik
het juiste product in de
juiste hoeveelheid, op de
juiste plek en op het juiste
moment. Meststoffen
met een betrouwbaar
afgifteprofiel die met
precisie kunnen worden
gebruikt verminderen de
verliezen en verhogen de
opname door planten.
1e bemesting
2e bemesting
3e bemesting
Gewasbewaking
Gewasbewaking
Stikstofopname
door planten
Meststofbehoefte
Hoeveelheid stikstof
in grond
Februari Maart April Mei Juni Juli Augustus
Uitlopen Uitschieten van de stengel In de aar schieten Bloeien

Optimale inzet van
stikstofmeststoffen
Hulpmiddelen voor precisielandbouw kunnen
nog verder bijdragen aan de nauwkeurigheid
van de verspreiding. Door middel van sensor
technologie hebben boeren directe controle
over het gebruik van meststoffen en beschikken
zij over een GPS-overzicht van de hoeveelheid
voedingsstoffen. De stikstofbehoefte van
planten wordt constant gemeten gedurende
de verspreiding waardoor, bij gelijkmatige
verspreiding van nitraatmeststoffen, de hoogste
opbrengst bij minimale inzet van stikstof wordt
gegarandeerd.
Vele vergelijkende onderzoeken naar het
gebruik van sensortechnologie ten opzichte
van gangbare landbouwpraktijken laten een
stijging van het proteïnegehalte van planten
met 0,2-1,2%, een opbrengststijging van 7% en
een daling van het stikstofgebruik met 12% zien
(Fig. 14). Deze technologie wordt ook toegepast
in combinatie met satelliettechnologie om
verspreidingskaarten te genereren.
Aanpakken van verzuring
Bij bepaalde grondsoorten kunnen stikstof
meststoffen een verzurend effect hebben,
wat met behulp van bekalking moet worden
gecorrigeerd. Het gebruik van meststoffen met
hoge stikstofefficiëntie vermindert de potentiële
verzuring en bekalkingsbehoefte. Meststoffen
zoals KAS bevatten kalksteen of dolomiet en
besparen dus extra kosten en tijd doordat extra
bekalking niet nodig is (Fig. 15).
17
Fig. 14
biomassa en stikstofinventarisatie
Stikstofsensoren gebruiken automatisch de optimale stikstofhoeveelheden (blauw)
op basis van inventarisatie van actuele biomassa en chlorofyl (groen) en voorkomen
zowel over- als onderbemesting. Wintergraan, Duitsland [ref. 17].
Biomass
5,5 (5,1%)
5,5-6,0 (5,8%)
6,0-6,5 (7,3%)
6,5-7,0 (8,4%)
7,0-7,5 (11,3%)
7,5-8,0 (13,3%)
8,0-8,5 (13,6%)
8,5-9,0 (15,2%)
9,0-9,5 (12,4%)
9,5 (7,8%)
0m 100m
Kg N/ha
110 (10,3%)
100-110 (10,2%)
90-100 (12,8%)
80-90 (18,1%)
70-80 (18,3%)
60-70 (19%)
60 (11,5%)
Fig. 15
kalkbehoefte
De kalkbehoefte van KAS
of ammoniumnitraat is
aanzienlijk lager dan die
van ureum [ref. 18].
0
20
40
60
80
100
120
Lime demand
kgCaO/100kgN
DAN-meststoffen
verbeteren de
stikstofefficiëntie
en verminderen
verliezen.
Stikstofsensoren
bieden direct
informatie over
de werkelijke
stikstofbehoefte.
Sensortechnologie inventarisatie relatieve biomassa Sensortechnologie inventarisatie stikstofaanbeveling
Biomassa
KAS
27%
an
UAN
Ureum
UAN
+
10% N
Ureum
+
15% N

18
Literatuur
[ref. 1] Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (2003): World Agriculture towards 2015/2030.
[ref. 2] Von Witzke H., Noleppa, S. (2010): EU agricultural production and trade: can more efficiency prevent increasing
‘land-grabbing’ outside of Europe? Humboldt Universität zu Berlin.
[ref. 3] Lesouder C., Taureau J. (1997): Fertilisation azotée, formes et modes d’actions. Perspectives Agricoles N° 221.
[ref. 4] Yara International, Research Centre Hanninghof, Duitsland.
[ref. 5] Dampney P., Dyer C., Goodlass G., Chambers B. (2006): Component report for DEFRA project NT2605/ WP1a. Crop Responses.
[ref. 6] UNIFA, Frankrijk : Long term experimental network 2008-2011 for ADA group of members
[ref. 7] Dampney P., Chadwick D., Smith K., Bhogal A. (2004): Report for DEFRA project NT2603. The behaviour of some
different fertiliser-N materials.
[ref. 8] Chadwick D., Misselbrook T., Gilhespy S., Williams J., Bhogal A., Sagoo L., Nicholson F., Webb J., Anthony S.,
Chambers B. (2005): Component report for Defra project NT2605/WP1b. Ammonia Emissions and crop N use efficiency.
[ref. 9] EMEP/CORINAIR Technical Report No. 16/2007.
[ref. 10] Baumgärtel G., Engels T. Kuhlmann H. (1989) : Wie kann man die ordnungsgemaße N-Düngung überprüfer?
DLG-Mitteilungen 9, 472 - 474.
[ref. 11] Naar Anundskas, A. (2000): Technical improvements in mineral nitrogen fertilizer production.
In: Harvesting energy with fertilizers. Fertilizers Europe, Brussel.
[ref. 12] Fertilizers Europe, Brussel.
[ref. 13] Bellarby, J, Foereid, B, Hastings, A, Smith. P (2008): Cool Farming: Climate impacts of agriculture and mitigation potential.
Greenpeace International, Amsterdam.
[ref. 14] Bouwman, A.F., L.J.M. Boumans, N.H. Batjes, 2002: Modeling global annual N2
0 and NO emmissions from fertilized fields.
Global Biochemical Cycles 16, 4, 1080, 1-9.
[ref. 15] Naar Brentrup, F. (2010). Yara International, Research Centre Hanninghof, Duitsland.
[ref. 16] Stamm, R. (2006). Streufchler bei Seitenwind. DLZ Agrarmagazin 10.2006.
[ref. 17] Agricon: www.agricon.de/en/products/sensors-agronomy.
[ref. 18] Sluijsmans C.M.J. (1970): Influence of fertilizer upon liming status of the soil. J. Plant Nutr. Soil Sci., 126.

19
Maak kennis met de DAN-familie op:
www.danfertilizers.com

Fertilizers Europe vertegenwoordigt de meerderheid van de producenten van
stikstofmeststoffen in Europa en staat bekend als speciale brancheorganisatie voor
de informatieverstrekking over minerale meststoffen. De vereniging onderhoudt
contact met een breed scala aan instituten, wetgevers, belanghebbenden en
consumenten die op zoek zijn naar informatie over meststoftechnologie en
onderwerpen die verband houden met de huidige uitdagingen op het gebied van
landbouw, milieu en economie. De website van Fertilizers Europe biedt informatie
over relevante onderwerpen aan iedereen die geïnteresseerd is in de bijdrage van
meststoffen aan wereldwijde voedselzekerheid.
Fertilizers Europe
Avenue E. Van Nieuwenhuyse 4/6
B-1160, Brussel, België
Tél: +32 2 675 3550
Fax: +32 2 675 3961
dan@fertilizerseurope.com
www.fertilizerseurope.com
www.facebook.com/fertilizerseuropepage
Group Fertilizers Europe
twitter.com/FertilizersEuro
www.youtube.com/fertilizerseurope
www.danfertilizers.com

Smart agriculture - NL

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Smart agriculture - NL

Similar to Smart agriculture - NL (7)

More from Belfertil Mobile

More from Belfertil Mobile (13)

Smart agriculture - NL