Dossier Stikstof

Het element stikstof (N) is alomtegenwoordig: 78% van de atmosfeer bestaat uit stikstofgas (N2) en het is een bouwsteen van al het leven op aarde. Geen wonder dat het een essentieel element is in meststoffen voor planten en in het voeder van dieren. Toch zorgt het ook voor een aantal hardnekkige milieuproblemen.

Een landbouwer rijdt mest uit met mestinjectie

Wat doet ILVO?

  • Een luchtwasser op een varkensstal, de ILVO Varkenscampus
    ILVO onderzoekt maatregelen die kunnen leiden tot een reductie van ammoniakemissies door de landbouw.

De stikstofcyclus

Het stikstofgas (N2) dat 78% van de lucht uitmaakt kan niet in die vorm worden gebruikt door levende organismen. Om als nutriënt beschikbaar te zijn, moet het in een reactieve vorm worden omgezet. De belangrijkste natuurlijke bronnen van reactief stikstof zijn biologische stikstoffixatie in de bodem en in de oceanen, natuurbranden en bliksem. Het reactief stikstof circuleert in het milieu, van het ene organisme naar het andere, en doorheen verschillende milieucompartimenten zoals de bodem, het water en de lucht. Uiteindelijk wordt het terug omgezet naar stikstofgas door bacteriën. Dit proces wordt de stikstofcyclus genoemd.

Relatief recent in de geschiedenis is er een toename van de vorming van reactief stikstof, via de productie van ammoniak (NH3) voor onder andere kunstmest, en door de vorming van stikstofoxiden (NOx) door verbrandingsprocessen (energie, industrie en transport). Er wordt nu jaarlijks ongeveer dubbel zo veel reactief stikstof gevormd als zonder menselijk toedoen.

Effecten van een overmaat aan stikstof

Doordat er meer reactief stikstof wordt gevormd, zijn er ook meer stikstofverliezen naar het milieu. Een hoge concentratie nitraat (NO3- ) in het grondwater en het oppervlaktewater kan een negatieve impact hebben op de drinkwaterkwaliteit. Samen met fosfaten veroorzaakt het toxische algenbloei en biodiversiteitsverlies in waterlopen en kustgebieden. Stikstofoxiden (NOx) en ammoniak (NH3) zijn op zichzelf luchtverontreinigende stoffen die bovendien ook bijdragen aan de vorming van fijnstof en ozon. Daarnaast hebben deze stoffen een vermestende werking op de natuur, waardoor ze stikstofgevoelige habitats aantasten. Stikstofvervuiling draagt ook bij aan klimaatverandering: lachgas (N2O) is een krachtig broeikasgas.

Stikstof en landbouw

Doordat landbouw een economische activiteit is die zich grotendeels in een open systeem afspeelt, in interactie met de bodem, het water en de lucht, heeft ze een grote bijdrage aan stikstofvervuiling. Door dat open systeem is de reductie van emissies in de landbouw uitdagender is dan in andere sectoren. Daarenboven is er ook een risico van probleemverschuiving: een vermindering van de emissies van één stof (bijvoorbeeld ammoniak) gaat soms gepaard met een toename in de emissies van een andere stof (bijvoorbeeld lachgas). De stikstofefficiëntie van de voedselproductie is daarom van cruciaal belang. Die wordt gedefinieerd als de verhouding van stikstof in het eindproduct (het gewas, het vlees, de melk, etc.) ten opzichte van de stikstof in de input (de meststoffen of het voeder). Hoe hoger de stikstofefficiëntie, hoe minder stikstofverliezen in het milieu.

Ammoniak

De landbouw heeft een klein aandeel in de emissies van stikstofoxiden (NOx), onder andere door tractoren, maar een groot aandeel in de emissies van ammoniak (NH3). De belangrijkste bronnen van ammoniakuitstoot zijn stallen, mestopslag, mestaanwending op het land en mestverwerking. Ammoniak draagt in hoge mate bij aan stikstofdepositie in natuurgebieden. Om de Europese natuurdoelen te halen, is het dus van belang dat de uitstoot van ammoniak afneemt. De belangrijkste maatregelen om de ammoniakuitstoot te reduceren zijn de volgende:

  • Voedermaatregelen: supplementen in het voeder, verlagen van het eiwitgehalte in het voeder;
  • Huisvesting van de dieren: ammoniakemissie arme stalsystemen en –vloeren, luchtwassers;
  • Mestopslag: afdekken van de mest, aanzuren van de mest;
  • Mestaanwending: Mestscheiding, emissiearme mestaanwending, minder ureumhoudende kunstmeststoffen, urease inhibitors.

Ten slotte kunnen landschapselementen, zoals hagen en bomenrijen, ervoor zorgen dat ammoniak wordt afgevangen, waardoor er minder ammoniak in beschermde natuurgebieden neerslaat.

Nitraat

De uitspoeling van nitraat (NO3-) vanop akkers en weiden kan de kwaliteit van het grondwater aantasten en zorgt – samen met fosfaatverliezen - voor een te hoge voedselrijkdom in de waterlopen. Nitraatuitspoeling is een complexe problematiek, die onder meer afhangt van het bodemtype, de weersomstandigheden en de gewaskeuze. In elk geval is de juiste aanwending van mest en meststoffen belangrijk om nitraatverliezen beperken:

  • Juiste dosis: een dosis die niet zorgt voor onnodige stikstofverliezen, maar wel voldoende is voor een optimale gewasopbrengst;
  • Juiste mestsoort: keuze van mesttype of kunstmeststof die het best aan de behoefte van het gewas voldoet en compatibel is met de bodemeigenschappen;
  • Juiste tijdstip: bemesten op het moment dat de plant de stikstof (en fosfor) nodig heeft, en op een moment dat de weersomstandigheden gunstig zijn;
  • Juiste bemestingstechiek: geef de voorkeur aan emissiearme technieken om algemene stikstofverliezen te beperken, of gebruik precisiemethoden zoals rijen- en bandbemesting;
  • Juiste plek: houd rekening met bodemeigenschappen en ligging ten opzichte van waterlopen.

Daarnaast zijn er nog een aantal andere maatregelen die een landbouwer kan treffen, zoals het inzaaien van groenbedekkers na de hoofdteelt. Deze groenbedekkers, zoals gele mosterd, phacelia en bladrammenas, functioneren als stikstofvanggewas: ze nemen de stikstof op die na de hoofdteelt in de bodem achterblijft. Aan het begin van het volgend seizoen kunnen ze worden ondergeploegd, waarbij ze ook nog een gunstige invloed hebben op het koolstofgehalte van de bodem.

Lachgas

Het aardopwarmingsvermogen (Global Warming Potential) van lachgas over een tijdshorizon van 100 jaar is 298 keer zo hoog als dat van koolstofdioxide (CO2). Het is met andere woorden een erg krachtig broeikasgas. Het meeste lachgas komt vrij door de bacteriële omzetting van nitraat aanwezig in de bodem. Maatregelen die nitraatuitspoeling beperken, hebben ook een gunstige invloed op de uitstoot van lachgas. Daarnaast komt er ook nog lachgas vrij uit de mestopslag, wat kan worden verminderd door de mest af te dekken. Helaas treedt er soms ook probleemverschuiving op. Een voorbeeld is diepe injectie van mest, dat een reducerende werking op de ammoniakuitstoot maar de uitstoot van lachgas verhoogt.

Ook interessant