Verhoging van de efficiëntie van fosfaatbemesting

In deze samenvatting worden de resultaten van een literatuurstudie naar verhoging van de efficiëntie van fosfaatbemesting kort weergegeven.
Er lijken goede perspectieven voor een verhoging van de fosfaatefficiëntie te zijn door enerzijds te zorgen voor een goede bodemstructuur en vochtvoorziening en anderzijds door het plaatsen van de fosfaatmeststof in de rij (rijenbemesting), door het tijdstip van toediening (rond zaaien/poten) en/of door de meststofkeuze. Dit is vooral van belang voor gewassen met een hoge fosfaatbehoefte.

Inleiding

In opdracht van het Productschap Akkerbouw is door PPO-agv en NMI een bureaustudie uitgevoerd naar de mogelijkheden om de efficiëntie van de fosfaatbemesting te verhogen. Akkerbouwers maken zich ongerust over de aanscherping van de gebruiksnorm voor fosfaat. Zij vrezen dat dit ten koste gaat van de opbrengst van de gewassen en dat het moeilijk wordt om de fosfaattoestand van de grond op peil te houden. Ook vrezen zij dat de verlaging van de gebruiksnorm de mogelijkheden beperkt om het organische stofgehalte van de grond op peil te houden. Er kan bij een verlaagde gebruiksnorm immers minder mest worden toegediend. Verlaging van de gebruiksnorm is nodig om de uitspoeling van fosfaat naar het oppervlaktewater te beperken. Daarbij komt nog als tweede motief de beperkte fosfaatvoorraad op wereldschaal. Over 200 jaar is er geen fosfaat meer beschikbaar voor de winning van kunstmestfosfaat.
De hoogte van de fosfaatbemesting in de akkerbouw is afgelopen 10 jaar al sterk terug gelopen. De laatste jaren bedroeg de gemiddelde gift ongeveer 95 kg P2O5/ha, waarvan 63 kg met dierlijke mest, 25 kg met kunstmestfosfaat en 7 kg met kalkmeststoffen en compost. De afvoer van fosfaat met het geoogste product is 55 tot 60 kg/ha. Omdat de fosfaataanvoer naar percelen al jaren hoger is dan de afvoer is de fosfaattoestand van grond de laatste 20 jaar met ongeveer 8 Pw-punten gestegen. Dit blijkt o.a. uit analysegegevens van het Blgg in Oosterbeek. Ook blijkt uit deze gegevens dat de fosfaattoestand van de akkerbouwbedrijven gemiddeld vrij hoog tot hoog is.
De gebruiksnorm voor fosfaat in 2008 en 2009 is 85 kg P2O5/ha en het voornemen bestaat om deze norm de komende jaren stapsgewijs te verlagen tot 60 kg/ha in 2015. De vraag komt dan naar voren of deze verlaagde bemesting opgevangen kan worden door verhoging van de efficiëntie van de fosfaatbemesting.

Bemestingsadvies

De hoogte van de gewenste fosfaatbemesting hangt af van de grondsoort, de fosfaattoestand van de grond en van het gewas dat wordt geteeld. Het advies bestaat uit een gewasgericht advies en een bodemgericht advies voor de na te streven fosfaattoestand en eventuele reparatie daarvan.
De fosfaattoestand van de grond is belangrijker voor het opbrengstniveau dan de fosfaatbemesting. Gebleken is dat het niet mogelijk is met een hoge bemesting en een lage P-toestand dezelfde opbrengst te realiseren als bij een lagere bemesting en een hoge P-toestand. In de Adviesbasis Bemesting wordt een Pw-traject geadviseerd om de toestand te handhaven. Voor zeeklei en zeezand is dit het traject Pw 25 tot Pw 45 en voor de overige grondsoorten het traject Pw 30 tot Pw 45. Voor het handhaven van een bepaalde toestand moet gemiddeld over het bedrijf de fosfaatafvoer worden gecompenseerd plus ongeveer 20 kg P2O5/ha voor de ‘onvermijdbare verliezen’. Bij een afvoer met het geoogste product van 55 tot 60 kg P2O5 en een ‘onvermijdbaar verlies’ van 20 kg hoeft een gebruiksnorm van 75 tot 80 kg P2O5/ha of hoger gemiddeld genomen geen probleem op te leveren. Zeker als men in ogenschouw neemt dat de gemiddelde fosfaattoestand van de grond reeds vrij hoog tot hoog is. Bij een gebruiksnorm van 60 kg P2O5/ha zal de fosfaattoestand langzaam dalen.

Gedrag van fosfaat in de bodem

Van het in de bodem aanwezige fosfaat (5.000 tot 10.000 kg/ha in de laag 0-30 cm –mv) is maar een zeer klein gedeelte in de bodemoplossing aanwezig en beschikbaar voor directe gewasopname; slechts 1 kg/ha. In een periode met maximale groei nemen de meest fosfaatbehoeftige gewassen het in de bodemoplossing aanwezige fosfaat in één of twee dagen op. Meestal wordt dit echter snel weer aangevuld vanuit andere fosforverbindingen, maar dit nalevergedrag is afhankelijk van bodemfactoren, zoals de gehalten aan calcium-, ijzer- en aluminiumverbindingen in de bodem. De niet in het bodemvocht opgeloste fosforverbindingen zijn te verdelen in labiele en stabiele verbindingen. Het labiele fosfaat is in evenwicht met dat in oplossing en kan snel beschikbaar komen voor de plant. De hoeveelheid labiele fosfaat kan wel 1.000 kg/ha bedragen.

Analysemethode

De fosfaatbemestingsadviezen zijn gebaseerd op het Pw-getal. Het geeft de hoeveelheid fosfaat weer in mg P2O5/liter droge grond bij extractie met water (1 deel grond:60 volumedelen water). Een Pw-getal van 30 komt overeen met 90 kg P2O5/ha in de bodemlaag 0-30 cm. Er bestaan echter meer analysemethoden om de fosfaathoeveelheid in de grond te bepalen. Voor de praktijk zijn ook P-PAE en P-AL van belang. De P-PAE wordt bepaald door extractie met 0,01M CaCl2 en de P-AL door extractie met ammoniumlactaatazijnzuur. Een P-PAE waarde van 2 mg P/kg droge grond komt overeen met ongeveer 18 kg P2O5/ha in de bodemlaag 0-30 cm en een P-AL-waarde van 30 mg P2O5/100 gram droge grond met ongeveer 1200 kg P2O5 per ha in de bodemlaag 0-30 cm. Afhankelijk van het extractiemiddel wordt een andere hoeveelheid fosfaat bepaald. Voor alle drie de analysemethoden geldt echter dat naarmate de analyse-uitslag hoger is er meer fosfaat beschikbaar is voor het gewas
Extractiemethoden waarbij veel fosfaat in oplossing komt, zoals bij de bepaling van het P-AL-getal, geven een indicatie van de fosfaatcapaciteit (reserve voor lange termijn) en methoden waarbij weinig fosfaat in oplossing komt zoals bij de bepaling van P-PAE geven een indicatie voor de fosfaatintensiteit (directe beschikbaarheid). Pw zit daar tussenin. Voor het beoordelen van de fosfaattoestand kan zowel gebruik worden gemaakt van het Pw-getal als van P-PAE en P-AL. Als P-AL en P-PAE in combinatie worden gebruikt kan ook een inschatting worden verkregen van de nalevering.

Gebruiksnorm en opbrengstniveau

Het effect van een verlaagde fosfaatbemesting is veel minder kritisch dan dat van stikstof. Anders dan bij stikstof verloopt de voeding van het gewas met fosfaat veel sterker via het bodemfosfaat. Van iedere 100 kg fosfaat die met bemesting wordt gegeven, wordt in het eerste jaar maar 10 tot 20 kg door het gewas opgenomen. Het overige fosfaat wordt in het bodemsysteem opgenomen en komt in de loop van vele jaren voor gewasopname beschikbaar. Of er sprake is van een opbrengstreductie bij een verder verlaagde gebruiksnorm hangt sterk af van de toestand van de grond en het gewas dat geteeld wordt. In onderstaande tabel is de verwachte opbrengstreductie weergegeven in percentage van de opbrengst.
Bij Pw30 is het opbrengstniveau van aardappelen bij een bemesting van 60 kg/ha ongeveer 2% lager dan bij een bemesting van 120 kg/ha.

Gebruiksnorm en fosfaattoestand van de grond

Wanneer de bemesting structureel lager is dan de afvoer plus de compensatie voor het ‘onvermijdbaar verlies’ zal de Pw-toestand geleidelijk dalen. Dit is een langzaam proces en het kan tientallen jaren duren voor de kritische grens van een Pw-waarde van 25 wordt bereikt. Als voorbeeld wordt in de grafiek de ontwikkeling van de fosfaattoestand van het proefveld PPO 1801 in Lelystad gegeven voor de periode 1990 t/m 2007.

In object P1 is gedurende 18 jaar gemiddeld 7 kg fosfaatbemesting gegeven en is de gemiddelde afvoer met het geoogste product 40 kg/ha. Er is sprake van een jaarlijks negatief overschot van gemiddeld 33 kg P2O5/ha. In object P2 is gedurende 18 jaar gemiddeld 76 kg bemesting gegeven en is de gemiddelde afvoer met het geoogste product 47 kg/ha. Er is sprake van een jaarlijks positief overschot van 29 kg P2O5/ha. In beide objecten is een grillig verloop van de fosfaattoestand in de tijd te zien. In de figuur is de trendlijn bij P1 een gemiddelde verlaging van 0,1 Pw-punt per jaar en bij P2 een gemiddelde verhoging van 0,6 Pw-punt per jaar. Het is zeer opvallend dat het Pw-getal van object P1 na een sterke verlaging in de periode tot 2001 daarna zo sterk is toegenomen en in 2006 zelfs boven de begintoestand van het jaar 1990 lag. Op dit proefveld is de post ‘onvermijdbare verliezen’ veel lager dan 20 kg P2O5/ha. Wanneer de resultaten van ook andere proefvelden worden meegenomen dan blijkt een gemiddelde waarde van 20 kg P2O5/ha voor de ‘onvermijdbare verliezen’ een goede aanname.

De gebruiksnorm van 85 kg/ha in 2008 en 2009 is voldoende hoog om de fosfaattoestand van de grond te handhaven. Bij strikte evenwichtsbemesting (bemesting gelijk aan de afvoer van fosfaat met het geoogste product) zal het Pw-getal langzaam dalen; gemiddeld met een daling van minder dan 1 Pw-punt per jaar. Bij behoud van de mogelijkheid om beneden Pw25 een reparatiebemesting uit te voeren, zal de fosfaattoestand van de grond op lange termijn (tientallen jaren en soms nog langer) zich stabiliseren tussen Pw25 en Pw30.

Verhoging efficiëntie van fosfaatbemesting

Van de fosfaatbemesting wordt in het eerste jaar na toediening maar 10 tot 20% door het gewas opgenomen. De voeding vanuit de grond levert een veel grotere bijdrage. De lage schijnbare benutting direct na toediening biedt mogelijkheden om de efficiëntie van de bemesting te verhogen. Uit ouder onderzoek is gebleken dat dit enerzijds kan worden gerealiseerd door de bodemfactoren te optimaliseren die de P-benutting verhogen door te zorgen voor een goede bodemstructuur en een goede vochtvoorziening en anderzijds door de keuze van de meststof, de wijze waarop deze wordt toegediend (rijenbemesting) en het tijdstip (dicht bij zaaien/poten) van toediening. Door bedrijfsleven en onderzoekinstellingen is afgelopen jaren veel geëxperimenteerd om meststoffen en bemestingssystemen te ontwikkelen om de efficiëntie van de fosfaatbemesting te verhogen. Het is nog onduidelijk hoeveel perspectief zij bieden. Vooral bij gewassen met een korte groeiduur en een hoge P-behoefte (bijvoorbeeld sla), maar ook bij maïs en peulvruchten is perspectief te verwachten. In onderzoek in 2004 en 2005 in Zuidwest-Nederland met knolselderij en aardappel daarentegen kon geen effect van type meststof (Tripelsuperfosfaat of N/P-meststof) of van plaatsing van fosfaat (breedwerpig versus rijenbemesting) worden vastgesteld. Ondanks de betrekkelijk lage Pw-waarde (Pw 25 tot Pw30) werd met het niet met fosfaat bemeste object dezelfde opbrengst gehaald als met de bemeste objecten. Uit ouder onderzoek is gebleken dat er zeker perspectief is om door middel van andere mestsoorten, rijenbemesting en optimalisatie van het tijdstip van bemesten de efficiëntie van de fosfaatbemesting te verhogen, maar in recenter, onafhankelijk onderzoek kon dit vaak niet worden bevestigd. Een belangrijke oorzaak hiervan is dat de fosfaattoestand van de meeste landbouwgronden in Nederland op dit moment te hoog is om een dergelijk effect vast te kunnen stellen.

Samengevat

• De gemiddelde fosfaattoestand van landbouwgronden in de akkerbouw is vrij hoog tot hoog en er is vaak sprake van grote P-voorraden, doordat de P-aanvoer gedurende een lange periode van tientallen jaren hoger is geweest dan de P-afvoer;
• De gemiddelde P-bemesting in de akkerbouw is de afgelopen 10 jaar sterk gedaald, maar gemiddeld is de P-aanvoer nog steeds hoger dan de P-afvoer;
• Bij een gebruiksnorm van 75-80 kg P2O5/ha kan de P-toestand van de bodem op peil worden gehouden en kan in de gewasbehoefte worden voorzien, als de P-toestand van de bodem voldoende is;
• Slechts een klein deel van de totale P-voorraad in de bodem is direct beschikbaar voor het gewas. Verreweg het grootste deel is vastgelegd in de bodem en kan beschikbaar komen voor het gewas door nalevering;
• Grondonderzoek is gericht op het bepalen van de hoeveelheid P die gedurende een groeiseizoen beschikbaar kan komen voor het gewas. Daarvoor worden verschillende analysemethoden gebruikt, zoals Pw, P-AL en P-PAE, waarmee verschillende hoeveelheden van de totale P-voorraad worden bepaald;
• Het fosfaatbemestingsadvies is afhankelijk van grondsoort, van de fosfaattoestand van de grond en van het gewas en het bestaat uit een bodemgericht en een gewasgericht advies;
• In het verleden is gebleken dat er goede perspectieven zijn voor een verhoging van de fosfaatefficiëntie door enerzijds te zorgen voor een goede bodemstructuur en vochtvoorziening en anderzijds door het plaatsen van de fosfaatmeststof in de rij (rijenbemesting), door het tijdstip van toediening (rond zaaien/poten) en/of door de meststofkeuze. Dit betreft vooral gewassen met een hoge P-behoefte, zoals sla, peulvruchten en maïs. Doordat de P-toestand op dit moment op veel landbouwgronden hoog is, wordt er vaak geen effect van P-bemesting waargenomen, waardoor het voordeel van plaatsing, toedieningstijdstip of keuze van de fosfaatmeststof niet kan worden aangetoond. 

Tenslotte eindigen we met de volgende praktische tips voor een optimale en efficiënte fosfaatbemesting:

1. Bepaal minstens éénmaal in de vier jaar van alle percelen de fosfaattoestand van de grond. Bemonster zoveel mogelijk steeds na een zelfde gewas bij voorkeur voorafgaande aan een fosfaatbehoeftig gewas (bv. aardappelen). Bemonster niet kort na een organische bemesting of na het onderwerken van een groenbemester. Vergelijk het analyseresultaat altijd met eerdere analyses. Een zekere spreiding in analyseresultaten is normaal. In geval dat de fosfaattoestand laag is (Pw-getal <25 mg P2O5 per liter), kan men in aanmerking komen voor een verhoogde gebruiksnorm. Hiervoor is een apart bemonsteringsprotocol van toepassing.
2. Maak een bemestingsplan op basis van de Adviesbasis Bemesting passend binnen de gebruiksnormen voor stikstof en fosfaat voor het betreffende jaar. Een fosfaatgift hoger dan de adviesgift heeft doorgaans geen betekenis. Maak een keuze uit de geschikte soorten organische mest op basis van verhouding N/P en de hoeveelheid effectieve organische stof in de mest. Stem de mestdosering af op het gehalte van N en P in de dierlijke mest. Geef voor zo ver mogelijk binnen een bouwplan het fosfaat aan de meest fosfaatbehoeftige gewassen.
3. Zorg voor een goede bodemstructuur, voorkom vochttekort.
4. Pas bij lage fosfaattoestand van de grond rijenbemesting toe bij maïs en bij peulvruchten. De werking van in de rij toegediende fosfaat is bij deze gewassen circa twee keer zo hoog als bij breedwerpige toediening.
5. Ga na welke soort kunstmestfosfaat en welke toedieningswijze voor uw situatie de voorkeur verdient (nieuwe meststoffen en nieuwe bemestingssystemen).
6. Voer een bemesting met kunstmestfosfaat bij voorkeur uit in het voorjaar voor de zaaibedbereiding.