Gewasopvolging bepaalt nitraatuitspoeling op lössgrond

De Zuid-Limburgse lössgrond kenmerkt zich door een specifieke bodemsamenstelling. Het is arm aan organische stof en bevat veel fijne bodembestanddelen (leemgedeelte circa 91%) die iets grover zijn dan kleideeltjes. De bodem is slempgevoelig en vertoont scheurvorming bij droogte. Het lösspakket is op de meeste plaatsen meters dik en diep doorwortelbaar. Het grondwater bevindt zich op een diepte van 20 tot 40 meter en wordt benut voor de drinkwaterwinning. De grond houdt veel vocht vast en is daardoor nauwelijks gevoelig voor verdroging. Op basis van de diepe grondwaterstand (waardoor weinig denitrificatie wordt vermoed) en de scheurvorming wordt aangenomen dat lössgrond gevoelig is voor nitraatuitspoeling. Hierover zijn echter nauwelijks meetgegevens beschikbaar.

PAV-ZON startte in 1995 op initiatief van de provincie Limburg onderzoek om inzicht te verkrijgen in de uitspoeling van nitraat. Het doel is om teelt- en bemestingsstrategieën te ontwikkelen waarmee binnen de door de EU gestelde norm van 50 mg/l voor grondwater is te blijven. Daarnaast vindt een verkenning plaats naar hoe op de streefwaarde van 25 ppm gekomen kan worden.

Onderzoek

In het onderzoek zijn de gewassen suikerbieten, aardappelen, wintertarwe en mais in diverse rotaties opgenomen. Met het onderzoek is getracht het onderste uit de kan te halen. De teelt is zo uitgevoerd, dat uitspoeling zo veel mogelijk werd voorkomen. Hiertoe zijn alle beschikbare effectieve middelen ingezet. Zo is in de bieten en mais de stikstof voor een groot gedeelte als rijenbemesting gegeven. Doordat bij rijenbemesting de stikstof efficienter wordt benut, kon de adviesgift met 25% worden verlaagd. De bijbemesting met stikstof in de aardappelen is gegeven als Urean. Uit ander onderzoek bleek dat daardoor de hoeveelheid stikstof die na de oogst in de bodem achterbleef, geringer was dan bij een deling met kalkammonsalpeter. Na de oogst is rogge als vanggewas ingezaaid.
De bemesting is volgens het geldende advies uitgevoerd. De stikstof die in het vanggewas aanwezig was, is gemeten en voor 50% in mindering gebracht op de bemestingsgift. Behalve bij adviesbemesting is ook de uitspoeling gemeten bij een bemesting waarbij jaarlijks 75% of 50% van de adviesgift is gegeven. Ook waar sinds aanvang van het onderzoek geen stikstofbemesting is gegeven, werd de uitspoeling gemeten. De resultaten die in dit artikel zijn vermeld, hebben betrekking op bemesting met kunstmest. [INVALID URL] wordt ingegaan op de resultaten van een vergelijking tussen kunstmest en dierlijke mest.

Meting stikstofuitspoeling

Omdat het grondwater erg diep zit, is de uitspoeling niet in het bovenste grondwater gemeten. Er zou veel tijd overheen gaan voor een effect van een teeltmaatregel op die diepte invloed heeft. De uitspoeling werd daarom gemeten aan het nitraatgehalte in het bodemvocht op een diepte tussen de 135 en 150 cm. Dit gebeurde tweemaal per jaar, rond 1 november en 1 maart. Deze meetmethode geeft op het moment op lössgrond de beste benadering van de concentratie nitraat die uiteindelijk het grondwater bereikt. Beneden de 135 cm is de bworteling beperkt. Nitraat dat zich op die diepte bevindt, zal nauwelijks meer door de plant worden opgenomen. Het zakt steeds dieper, en komt uiteindelijk in het grondwater terecht. Onduidelijk is echter welke omzettingen onderweg daar naartoe nog plaatsvinden. Het werkelijk nitraatgehalte van het grondwater zal dus nooit hoger, maar kan wel lager liggen.
Naast het nitraatgehalte in het bodemvocht is eveneens het Nmin-gehalte in de bodem bepaald in diverse lagen tot op een diepte van 3 meter.

Resultaat

Het nitraatgehalte dat in november en maart na de oogst is gemeten, bleek geen relatie te hebben met de teelt en de teeltmaatregelen die direct eraan voorafgaand hadden plaatsgevonden. Deze relatie blijkt wel aanwezig met de teeltmaatregelen die een jaar eerder zijn uitgevoerd. Blijkbaar duurt het een jaar voordat de stikstof die na de oogst van een gewas op lössgrond in de bodem achterblijft, gevolgen heeft voor het nitraatgehalte op een diepte van 135 tot 150 cm. Met andere woorden, het duurt een jaar voordat de stikstof die na de oogst in de bouwvoor aanwezig is, is uitgespoeld tot op de diepte waarop het nitraatgehalte wordt gemeten. Dit betekent dan ook dat het volggewas van grote invloed kan zijn op de hoeveelheid stikstof die uitspoelt. Het kan de stikstof die onderweg is om uit te spoelen alsnog benutten.
In de proef komt dit duidelijk naar voren bij de stikstofuitspoeling na het gewas aardappelen. Aardappelen laten na de oogst veel stikstof achter in de bovengrond. In de figuren 1 en 2 staan de gemeten stikstofgehalten weergegeven.

In beide gevallen zijn de aardappelen geteeld na bieten, waardoor ook in de ondergrond nauwelijks verschillen voorkomen in hoeveelheid aanwezige stikstof. Alleen diep in het profiel (beneden 200 cm) komen verschillen voor, die moeten worden toegeschreven aan het gewas dat voor de bieten is geteeld. In de figuren staan ook de stikstofhoeveelheden weergegeven die een jaar later zijn gemeten; in figuur 1 nadat er tarwe met aansluitend rogge bodembedekker is geteeld, in figuur 2 nadat er mais met rogge nateelt heeft gestaan. De effecten van de geteelde gewassen komen in deze figuren duidelijk naar voren in de laag tot 90 cm. Na aardappelen (met rogge nateelt) blijft gemiddeld over de onderzoeksjaren (1995 t/m 1998) 100 kg stikstof/ha in de bodem achter. Na mais is dit ongeveer de helft. De teelt van wintertarwe met rogge groenbemester laat slechts 22 kg N/ha achter. Ze ook tabel 1.

Er zijn echter ook duidelijk effecten op de hoeveelheid stikstof in de ondergrond. De mais heeft niet kunnen voorkomen dat een gedeelte van de stikstof die na aardappelen is achtergebleven, de ondergrond beneden 90 cm heeft verrijkt. De tarwe heeft ervoor gezorgd, dat de hoeveelheid stikstof in de laag 90 tot 150 cm zelfs is afgenomen. Niet alle stikstof kon echter voor uitspoeling worden behoed, waardoor beneden de 150 cm de stikstofvoorraad iets is toegenomen. De teelt van tarwe heeft ertoe geleid dat er geen stikstoftoename in de bodemlaag van 90 tot 200 cm heeft plaatsgevonden, terwijl de teelt van mais leidt tot een sterke toename van de hoeveelheid stikstof in november in deze laag. De teelt van aardappelen heeft in de eerste situatie met nateelt wintertarwe tot een geringe extra belasting van de ondergrond met stikstof geleid, terwijl bij de nateelt mais deze belasting beduidend zwaarder was.

Dit komt ook tot uiting in de nitraatuitspoeling. De hoeveelheid nitraat in het bodemvocht, veroorzaakt door de teelt van aardappelen, blijkt bij een nateelt van wintertarwe bij adviesbemesting rond de 25 ppm te liggen. Bij een nateelt van mais komt deze beduidend hoger uit, en wel op een uitspoeling van 120 ppm. Om in dit laatste geval toch aan de EU-norm van 50 ppm te kunnen voldoen, moet de bemesting worden teruggebracht tot de helft van de adviesgift (figuur 3). De streefwaarde van 25 ppm nitraat lijkt bij deze gewasvolgorde zelfs zonder bemesting niet haalbaar.

Uit figuur 3 wordt ook duidelijk dat het terugbrengen van de hoogte van de stikstofbemesting niet altijd evenveel effect op het nitraatgehalte heeft. In de situatie waarbij tarwe na aardappelen wordt geteeld, heeft de hoogte van de bemesting nauwelijks invloed op het nitraatgehalte. Ook wordt duidelijk dat zonder bemesting niet altijd een zelfde lage uitspoeling wordt bereikt. De uitspoeling op het niet bemeste object wordt sterk bepaald door de geteelde gewassen. Sommige gewassen, of gewascombinaties kunnen de op dit object door mineralisatie beschikbaar gekomen stikstof beter benutten dan andere. Diepe beworteling en een lang groeiseizoen (waarbij ook een goed ontwikkelde groenbemester meetelt) zijn hierbij bepalend.
Het verklaart waarom bij nitraatmetingen bij één gewas op diverse bedrijven zeer uiteenlopende nitraatgehalten worden gemeten. Het is niet alleen het gewas, en de daarin uitgevoerde teeltmaatregelen, maar met name ook de voorvrucht. De onderzoeksresultaten geven tegelijkertijd aan dat het meten van de hoeveelheid na de oogst in het profiel achtergebleven stikstof op lössgrond geen maat is voor de uitspoeling. De grote hoeveelheid minerale stikstof na aardappelen leidt, indien er tarwe wordt nageteeld, niet tot uitspoeling van betekenis.

Uit tabel 2 blijkt dat de gegeven stikstofbemesting bij mais en tarwe elkaar niet veel ontliepen.

Dit betekent dat gemiddeld over de gewascombinaties aardappel/tarwe of aardappel/mais slechts zeer geringe verschillen in bemesting voorkomen. Het stikstofoverschot volgens MINAS-AT is te berekenen door de vermelde bemestingsgift te verminderen met de forfaitaire afvoer van 165 kg N/ha. In de proef bedraagt het gemiddelde stikstofoverschot bij adviesbemesting van de gewascombinaties aardappel/tarwe en aardappel/mais respectievelijk 37 en 28 kg N/ha per jaar. In het geval van aardappel/tarwe wordt dus bij een vergelijkbaar stikstofoverschot de uitspoelingsnorm makkelijk gehaald, terwijl een lager stikstofoverschot bij aardappel/mais leidt tot veel te veel uitspoeling. Het stikstofoverschot volgens MINAS-AT blijkt niets te zeggen over het uitspoelingsniveau.

Tot slot

Uit het onderzoek blijkt dat niet alleen de teeltwijze van het gewas van invloed is op de uitspoeling, maar ook het gewas dat erna geteeld wordt. De na de oogst in de bovengrond aanwezige stikstof is potentieel gevoelig voor uitspoeling. Omdat het ruim een jaar duurt voordat deze stikstof ook daadwerkelijk als nitraat in het bodemvocht beneden de bewortelingsdiepte wordt gemeten, kan deze nog gedurende dat jaar worden onderschept door een volggewas, en daarmee voor uitspoeling worden behoed. Het zijn met name de diepwortelende gewassen waarmee deze correcties kunnen worden uitgevoerd.

Het trage transport door de grond en de afwezigheid van grondwater geven de teler op lössgrond een extra mogelijkheid om door middel van een uitgekiende gewasvolgorde de uitspoeling te beperken. Nader onderzoek is nodig om na te gaan of de bemesting van diepwortelende gewassen is te optimaliseren door bij deze gewassen meer rekening te houden met de stikstof die dieper in de bodem zit, waardoor de kans op uitspoeling verder is te minimaliseren.
Om onder Zuid-Limburgse omstandigheden de uitspoeling te beperken, is stimulering van bepaalde teeltmaatregelen, zoals vruchtopvolging, veel effectiever dan enkel sturing door middel van stikstofoverschotten of aanscherping daarvan.
Overigens dient hier opgemerkt te worden dat de overschotten in deze proef extreem laag waren als gevolg van het niet gebruiken van dierlijke mest en door de toegepaste optimalisatie van de bemesting. Deze optimaliserende teeltmaatregelen bleken van invloed op de hoeveelheid aangevoerde stikstof. In hoeverre ze de uitspoeling beïnvloeden, dient nader te worden onderzocht. Dit om te voorkomen dat telers gaan investeren in maatregelen die het MINAS-AT-overschot terugdringen zonder dat dit de uitspoeling beinvloedt.

Dit onderzoek werd mogelijk gemaakt door een financiële bijdrage van het ministerie van LNV, HPA, provincie Limburg, LLTB, WML en BLGG.