Search

Dit artikel geeft een samenvatting van inleidingen die in april 1995 gehouden zijn op studiedagen over de vermindering van de nutriëntenbelasting van oppervlaktewater vanuit de landbouw. Het geeft een overzicht van het voorgenomen landelijke beleid ende stand van zaken bij het onderzoek. Op dit moment bestaat er bij zowel stikstof als fosfaat vaak een kloof tussen de landbouwkundig onvermijdbare verliezen en de milieukundig acceptabele. Er is echter alle aanleiding voor een kritische beschouwing van beide soorten verliezen. Technisch gezien zijn er in de landbouw zeker perspectieven voor een efficiënter nutriëntenbeheer. Bij de normstelling bestaat vaak nog onduidelijkheid over de koppeling met tijd, diepte, gebieden en/of functies.

Om de fosfaatuitspoeling uit landbouwgronden naar het oppervlaktewater te verminderen is de effectiviteit onderzocht van drie maatregelen in aanvulling op het huidige bemestingsbeleid, namelijk: achterwege blijven van fosfaatbemesting (bemestingsmaatregel), toediening van fosfaatbindende bestanddelen aan de bodem (bodemchemische maatregel), en verandering van de ondiepe grondwaterstroming naar het oppervlaktewater (hydrologische maatregel). Het blijkt dat vooral de laatste twee maatregelen de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater verminderen. Elke maatregel heeft specifieke voor- en nadelen. De bodemchemische maatregel is het duurst; de bemestings- en bodemchemische maatregel zijn het flexibelst toepasbaar.

Tijdens de tweede ronde met leghennen zijn o.a. geëxpandeerd voer en fytase onderwerpen van onderzoek. Met geëxpandeerd voer kunnen gunstige technische resultaten behaald worden. Door de toepassing van fytase kan een lager fosfaatgehalte in de mest worden bereikt, waarschijnlijk zonder dat de technische resultaten veranderen.

In the Netherlands the Pw value, based on an extraction of soil P with water, is used as a basis for P-fertilizer recommendations for arable crops. Using a simple, mechanistic model of P transport in the soil the Pw value required for adequate P uptake by crops can be calculated on the basis of daily uptake requirements, root area index, P-adsorption isotherms and total amount of P taken up during a growing season. Calculated Pw values for adequate uptake are in the same range as the present recommendation scheme based on field experiments. Possible refinements of the model are discussed. For each soil the Pw value can be calculated that corresponds to the P concentrations in the soil solution according to standards set to reduce environmental pollution. The model predicts that, unless the root area index of non-cereal crops is considerably improved, these standards cannot be met in the plough layer without affecting crop production levels. Calculations show that the present method of determining the Pw value yields a reasonable compromise between a measurement of intensity and capacity of P supply in the soil. (Abstract retrieved from CAB Abstracts by CABI’s permission)

A combination of various measures is proposed to minimize losses of nutrients from dairy farms and arable farms to groundwater, surface water and the atmosphere. These measures necessitate adjustment of fertilization practices and farm management. Fo

In 1997 is door het PR, in samenwerking met het Nutriënten Management Instituut (NMI), het Staring Centrum (SC-DLO) en het Instituut voor Agrobiologisch en Bodemvruchtbaarheidsonderzoek (AB-DLO), onderzoek gestart naar de gevolgen van verschillende fosfaatverliesnormen op graslandproductie en fosfaatverliezen. Dit artikel beschrijft de opzet van het onderzoek en behandelt enkele resultaten na een jaar onderzoek

Op de proefbedrijven steeg de melkproductie per dier in 1995/96 met ca 70 kg naar 7770 kg per dier.

In opdracht van de projectorganisatie BOVAR (Bestrijding Overmatige Algengroei Randmeren) heeft SC-DLO samen met IMAG-DLO maatregelen onderzocht die de fosfaatuitspoeling uit landbouwgronden kunnen verminderen. Uit dit onderzoek is gebleken dat bepaalde bodemchemische, hydrologische en bemestingsmaatregelen op perceelsniveau perspectief bieden. De volgende stap op weg naar toepassing wordt genomen door de provincie Gelderland. Om meer inzicht te krijgen in kosten, effectiviteit en voor- en nadelen oppraktijkschaal zal zij een praktijkproef fosfaatrijke landbouwgronden opstarten.

De afvoer van mineralen in de mest (N en P) kan worden berekend of worden gemeten. In MINAS gaat men alleen uit van gemeten mineralengehaltes in de mest. Het Praktijkonderzoek onderzocht de verschillen tussen berekenen en meten voor de zeugenhouderij

In 1997 is door het PR, in samenwerking met het Nutriënten Management Instituut (NMI), het Staring Centrum (SC-DLO) en het Instituut voor Agrobiologisch en Bodemvruchtbaarheidsonderzoek (AB-DLO), onderzoek gestart naar de gevolgen van verschillende fosfaatverliesnormen op graslandproductie en fosfaatverliezen. Dit artikel beschrijft de opzet van het onderzoek en behandelt enkele resultaten na een jaar onderzoek

Van 1990 tot 1994 is de fosfaatverzadigingstoestand van de bodem in ecologisch kwetsbare gebieden in kaart gebracht. Voor de begrenzing en indeling van de gebieden is gebruik gemaakt van afwateringseenheden, de status binnen de ecologische hoofdstructuur en het milieurendement. Het blijkt dat de ecologisch kwetsbare gebieden grotendeels met fosfaat verzadigd zijn; ongeveer 20% van de landbouwgronden is sterk verzadigd en 6% zeer sterk verzadigd. Daarmee wordt de algemene milieukwaliteitsnorm langdurig overschreden. Voor deze gronden is een gebiedsgerichte aanpak vereist op basis van lagere fosfaatverliesnormen en sanering. De gegevens uit dit onderzoek kunnen een belangrijke rol vervullen bij het natuurgerichte milieu- en waterbeleid.

Theory, numerical models, and field and laboratory measurements are used to describe and predict water flow and nutrient transport in a layered silt loam soil. One- and two-dimensional models based on the Darcy equation for water flow and the convection-dispersion equation for solute transport are evaluated. Pressure heads simulated with the one-dimensional water balance model SWATRE are too large. The two-dimensional SWMS_2D model simulates water flow well for the winter leaching periods. The layering of the soil profile and the height of the phreatic surface determine flow paths to the subsurface drain. The hydraulic conductivity at saturation ranged from 200 cm d -1in the 0-25 cm depth topsoil to 10 cm d -1in the 95-120 cm depth subsoil. Under wet conditions solutes are transported laterally from the 0-25 cm topsoil towards the drain. Under drier conditions drainage water originates mainly from the 75-120 cm depth soil layers. Water flow and solute transport through the larger pores and solute exchange between the soil and water in these pores appear to be important, which was confirmed by a bromide tracer experiment. The upward diffusion of 220 kg ha -1yr -1chloride (Cl) was a major term in the Cl mass balance. Estimates of yearly averaged nitrogen (N) losses for integrated and conventional arable farming plots were 45 and 72 kg N ha -1yr -1respectively. At an integrated plot measured N leaching ranged from 0 to 50 kg ha -1yr -1. High nitrate (N0 3 ) concentrations in the drainage water were often measured during wet periods with shallow phreatic surfaces. Spatial differences in N content of 30 kg ha -1were measured as a function of the distance from the drain, probably as a result of denitrification. Smaller drain spacing, precise application of fertilisers and irrigation water, and controlled drainage can reduce N0 3 leaching to groundwater and surface water. De laatste twintig jaren hebben milieuproblemen in relatie tot landbouw veel aandacht gekregen (Hoofdstuk 1). Uitspoeling van nitraat (NO3) en fosfaat (P04) vanuit de bodem naar grond- en oppervlaktewater is een groot probleem, zeker in Nederland. Het bodemwater is het transportmedium voor de nutrienten. Dit proefschrift combineert theorie, numerieke modellen, en veld- en laboratoriummetingen om waterstroming en nutriententransport te begrijpen, te beschrijven en te voorspellen voor de gelaagde zavelgrond van de proefboerderij Dr. H.J. Lovinkhoeve in de Noordoostpolder.

De fosfaatuitspoeling uit landbouwgronden kan verminderd worden door naast de sloten een strook grond te behandelen met vers gesynthetiseerd ijzerhydroxide. Omdat juist natte landbouwgronden de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater veroorzaken en het gesynthetiseerde ijzerhydroxide kan verouderen, zijn de gevolgen onderzocht van anaërobe omstandigheden en veroudering van ijzerhydroxide op de fosfaatbinding. De reductie van de fosfaatconcentratie in de bodemoplossing is zowel onder aërobe als anaërobe omstandigheden groot (90%). De fosfaatconcentratie is onder anaërobe omstandigheden hoger dan onder aërobe (factor 5 u 10). Onder praktijkomstandigheden veroudert ijzerhydroxide, waardoor de fosfaatbinding op termijn lager is.

De fosfaatuitspoeling uit landbouwgronden kan verminderd worden door naast de sloten een strook grond te behandelen met vers gesynthetiseerd ijzerhydroxide. Omdat juist natte landbouwgronden de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater veroorzaken en het gesynthetiseerde ijzerhydroxide kan verouderen, zijn de gevolgen onderzocht van anaërobe omstandigheden en veroudering van ijzerhydroxide op de fosfaatbinding. De reductie van de fosfaatconcentratie in de bodemoplossing is zowel onder aërobe als anaërobe omstandigheden groot (90%). De fosfaatconcentratie is onder anaërobe omstandigheden hoger dan onder aërobe (factor 5 u 10). Onder praktijkomstandigheden veroudert ijzerhydroxide, waardoor de fosfaatbinding op termijn lager is.

Theory, numerical models, and field and laboratory measurements are used to describe and predict water flow and nutrient transport in a layered silt loam soil. One- and two-dimensional models based on the Darcy equation for water flow and the convection-dispersion equation for solute transport are evaluated. Pressure heads simulated with the one-dimensional water balance model SWATRE are too large. The two-dimensional SWMS_2D model simulates water flow well for the winter leaching periods. The layering of the soil profile and the height of the phreatic surface determine flow paths to the subsurface drain. The hydraulic conductivity at saturation ranged from 200 cm d -1in the 0-25 cm depth topsoil to 10 cm d -1in the 95-120 cm depth subsoil. Under wet conditions solutes are transported laterally from the 0-25 cm topsoil towards the drain. Under drier conditions drainage water originates mainly from the 75-120 cm depth soil layers. Water flow and solute transport through the larger pores and solute exchange between the soil and water in these pores appear to be important, which was confirmed by a bromide tracer experiment. The upward diffusion of 220 kg ha -1yr -1chloride (Cl) was a major term in the Cl mass balance. Estimates of yearly averaged nitrogen (N) losses for integrated and conventional arable farming plots were 45 and 72 kg N ha -1yr -1respectively. At an integrated plot measured N leaching ranged from 0 to 50 kg ha -1yr -1. High nitrate (N0 3 ) concentrations in the drainage water were often measured during wet periods with shallow phreatic surfaces. Spatial differences in N content of 30 kg ha -1were measured as a function of the distance from the drain, probably as a result of denitrification. Smaller drain spacing, precise application of fertilisers and irrigation water, and controlled drainage can reduce N0 3 leaching to groundwater and surface water.

The adsorption of phosphate and sulfate on goethite is studied individually and in combination at solution concentrations of phosphate ranging from 10 −8 to 10 −4 M and of sulfate ranging from 10 −5 to 10 −3 M. For single anion adsorption the influence of pH, ionic strength, and anion:goethite ratio was determined. The anion adsorption data were described well with a model in which surface complexation and electrostatic interaction is taken into account. In systems with both anions, the influence of phosphate on sulfate adsorption was much stronger than vice versa, which reflects the higher affinity of phosphate for the goethite surface. In spite of the rather small competitive effect of sulfate on phosphate adsorption expressed per unit surface area of goethite, a considerable increase in the solution concentration of phosphate was observed at relatively low pH in the presence of sulfate. The relative increase in the phosphate solution concentration was larger at a higher ratio of total concentrations of sulfate and phosphate in the system and when lowering the pH. The data indicate that the competitive interaction of phosphate and sulfate for adsorption may have an important effect on the bioavailability of these anions. The competitive adsorption data were predicted well using model parameters derived for single anion adsorption

Op de proefbedrijven steeg de melkproductie per dier in 1995/96 met ca 70 kg naar 7770 kg per dier.

Van 1990 tot 1994 is de fosfaatverzadigingstoestand van de bodem in ecologisch kwetsbare gebieden in kaart gebracht. Voor de begrenzing en indeling van de gebieden is gebruik gemaakt van afwateringseenheden, de status binnen de ecologische hoofdstructuur en het milieurendement. Het blijkt dat de ecologisch kwetsbare gebieden grotendeels met fosfaat verzadigd zijn; ongeveer 20% van de landbouwgronden is sterk verzadigd en 6% zeer sterk verzadigd. Daarmee wordt de algemene milieukwaliteitsnorm langdurig overschreden. Voor deze gronden is een gebiedsgerichte aanpak vereist op basis van lagere fosfaatverliesnormen en sanering. De gegevens uit dit onderzoek kunnen een belangrijke rol vervullen bij het natuurgerichte milieu- en waterbeleid.

A substantial part of the total phosphorus (P) in soil solution and leachates can be present as dissolved organic phosphorus (DOP). The DOP may be more mobile than inorganic orthophosphate and thus it can be an important P source for surface water eutrophication. This paper describes a series of four experiments that investigated the effects of animal waste application to sandy soil on DOP leaching. The first experiment examined the effect of storing pig slurry on DOP fractionation, using gel permeation chromatography. Experiment two and three examined the immediate and long-term effects of animal waste application to soil in laboratory columns and outdoor maize-grown lysimeters, respectively. In the fourth experiment concentrations of DOP and total P (TP) in soil solutions at various depths were determined in a long-term field experiment. Results indicate that DOP in pig slurry is mainly found in high molecular weight (MW) compounds (Exp. 1). From the soil column more than 90%, and from the lysimeters more than 70% of TP leached as DOP (Exp. 2 and 3). In the lysimeter experiment (Exp. 3), leaching of TP mainly occurred in periods of low Cl and NO3 concentrations, induced by high leaching rates. This may indicate that P transport in these periods was mediated by DOC or other colloidal particles. The field experiment (Exp. 4), showed that DOP as a percentage of TP in the soil solution increased from about 10% in the topsoil to more than 70% at 70 to 80 cm depth, which was mainly due to a decrease in MRP. Thus, DOP is an important form of P in leachates and in soil solutions in the subsoil, and characterization of this DOP can improve our understanding of P leaching from soils.

In opdracht van de projectorganisatie BOVAR (Bestrijding Overmatige Algengroei Randmeren) heeft SC-DLO samen met IMAG-DLO maatregelen onderzocht die de fosfaatuitspoeling uit landbouwgronden kunnen verminderen. Uit dit onderzoek is gebleken dat bepaalde bodemchemische, hydrologische en bemestingsmaatregelen op perceelsniveau perspectief bieden. De volgende stap op weg naar toepassing wordt genomen door de provincie Gelderland. Om meer inzicht te krijgen in kosten, effectiviteit en voor- en nadelen oppraktijkschaal zal zij een praktijkproef fosfaatrijke landbouwgronden opstarten.

Met het model ANIMO zijn fosfaatverliezen berekend voor kalkloze zandgronden. De berekeningen zijn getoetst op gegevens van een praktijkbedrijf (grasland) en een proefbedrijf (maosland). Het model simuleerde een sterkere stijging van de fosfaattoestand dan gemeten werd. De uitspoelingsverliezen uit de bouwvoor bedroegen bij een ruim voldoende fosfaattoestand 7-10 kg P2O5 per ha per jaar. De fixatieverliezen waren volgens de berekeningen verwaarloosbaar. De immobilisatieverliezen bedroegen ongeveer 15kg P2O5 per ha per jaar. De fixatieverliezen waren bij gelijkblijvende fosfaattoestand volgens de berekeningen verwaarloosbaar. Door ontbrekende of onnauwkeurige metingen konden de gesimuleerde fosfaatverliezen niet goed worden getoetst.

In een zware kleigrond met sterke zwel en krimp is het transport van water en opgeloste stoffen onderzocht door een bromidetracer te spuiten op een gedraineerd graslandperceel. In de drainafvoer en het grondwater werden de bromide- en de nitraatconcentratie bepaald. Bromide en nitraat blijken overeenkomstige transportmechanismen te hebben. Er vindt preferent transport plaats via scheuren en mesoporiën, waardoor bromide en nitraat versneld uitspoelen naar het grondwater en de drainafvoer. Het transport in de bodemaggregaten gaat veel langzamer. Door de verschillen in transportsnelheid ontstaan grote concentratieverschillen in de tijd en de ruimte. Via drainafvoer komen aanzienlijke hoeveelheden nitraat in het oppervlaktewater terecht.

Fosfaatuitspoelingsverliezen die op lange termijn bij een bepaald fosfaatoverschot zijn te verwachten, zijn berekend voor grasland op zand- en veengronden. Geen rekening is gehouden met naijleffecten die op kortere termijn bij fosfaatverzadigde gronden optreden, maar wel met de fosfaattoestand zoals gehanteerd in het bemestingsadvies. De berekende verliezen zijn vaak veel hoger dan de milieukundig acceptabele. De verschillen tussen berekende en milieukundig acceptabele verliezen hangen af van de procesformulering in het model en het criterium voor de waterkwaliteit. De termijn waarop de verliezen het oppervlaktewater bereiken, is voor niet-fosfaatverzadigde zandgronden zeer lang en voor veengronden met krimpscheuren of ondiepe ontwatering zeer kort

Schone landbouwproduktie is gerelateerd aan grens- en streefwaarden voor het milieu. De normen voor stikstof en fosfor in grond- en oppervlaktewater zijn niet op elkaar afgestemd en resulteren in verschillende toelaatbare mineralenoverschotten voor melkveebedrijven. Problemen bij de afstemming van de landbouwbedrijfsvoering op milieunormen zijn natuurlijke gehalten in het grondwater en de naijling uit het bodemsysteem, waardoor het nog tientallen jaren kan duren voordat de beoogde effecten op het milieu merkbaar worden. Het beleid zal met deze problemen rekening moeten houden. Om maatschappelijk draagvlak te verkrijgen voor een schone produktiewijze kunnen scenariostudies en variantanalyses nuttig zijn.

De bruikbaarheid van de fosfaatprocesformulering om op regionale schaal de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater te voorspellen is onderzocht door een validatie uit te voeren voor het stroomgebied van de Schuitenbeek. De gemeten fosfaatvrachten van de beek zijn vergeleken met de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater berekend met het model ANIMO. Het blijkt dat met de huidige fosfaatprocesformulering en bijbehorende procesparameters de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater goed wordt gemodelleerd. Daarom wordt verwacht dat de effecten van bemestingsscenario's op de verandering in de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater goed gemodelleerd kunnen worden.

Dit artikel geeft een samenvatting van inleidingen die in april 1995 gehouden zijn op studiedagen over de vermindering van de nutriëntenbelasting van oppervlaktewater vanuit de landbouw. Het geeft een overzicht van het voorgenomen landelijke beleid ende stand van zaken bij het onderzoek. Op dit moment bestaat er bij zowel stikstof als fosfaat vaak een kloof tussen de landbouwkundig onvermijdbare verliezen en de milieukundig acceptabele. Er is echter alle aanleiding voor een kritische beschouwing van beide soorten verliezen. Technisch gezien zijn er in de landbouw zeker perspectieven voor een efficiënter nutriëntenbeheer. Bij de normstelling bestaat vaak nog onduidelijkheid over de koppeling met tijd, diepte, gebieden en/of functies.

The amenability of iron(III) phosphate complexes towards reduction by hydroxylammonium chloride at different pH was tested in laboratory experiments. Higher pH and higher phosphate contents of the precipitates reduced both the extent and the rate of iron reduction. The dissolution of Fe(III) phosphate complexes was generally incongruous. This can be due to redistribution of phosphate or preferential reduction. The course of iron reduction and phosphate adsorption were simulated with a model relating the reduction rate to the level of phosphate sorption to the surface as described by a Langmuir isotherm. Hampering of the reduction was more than proportional to the fraction of sorption sites occupied by phosphate. The ecological significance of the results is that in phosphate-rich freshwater sediments, the seasonal variation in depth of the oxic layer may result in incomplete reduction of the iron complexes ultimately buried by sediment accumulation. This would enhance the sediment fixation capacity and reduce the internal loading of phosphate.

In het veenweidegebied de Alblasserwaard en de Vijfheerenlanden (AV) is de vermesting van de bodem, het freatisch grondwater en het oppervlaktewater onderzocht. Verschillende maatregelen om de vermesting terug te dringen zijn bestudeerd op hun effecten op de stikstof- en fosforconcentraties in het freatisch grondwater en het oppervlaktewater. Het betrof een literatuur- en bronnenonderzoek. Het verminderen van de mestaanvoer en het wijzigen van de drooglegging zijn in de AV belangrijke maatregelen om de vermesting terug te dringen. De maatregelen kroos-verwijderen en baggeren zullen de fosforconcentratie in het oppervlaktewater waarschijnlijk verlagen. Voor stikstof zijn de effecten gering tot nihil.

Fosfaatuitspoelingsverliezen die op lange termijn bij een bepaald fosfaatoverschot zijn te verwachten, zijn berekend voor grasland op zand- en veengronden. Geen rekening is gehouden met naijleffecten die op kortere termijn bij fosfaatverzadigde gronden optreden, maar wel met de fosfaattoestand zoals gehanteerd in het bemestingsadvies. De berekende verliezen zijn vaak veel hoger dan de milieukundig acceptabele. De verschillen tussen berekende en milieukundig acceptabele verliezen hangen af van de procesformulering in het model en het criterium voor de waterkwaliteit. De termijn waarop de verliezen het oppervlaktewater bereiken, is voor niet-fosfaatverzadigde zandgronden zeer lang en voor veengronden met krimpscheuren of ondiepe ontwatering zeer kort

Schone landbouwproduktie is gerelateerd aan grens- en streefwaarden voor het milieu. De normen voor stikstof en fosfor in grond- en oppervlaktewater zijn niet op elkaar afgestemd en resulteren in verschillende toelaatbare mineralenoverschotten voor melkveebedrijven. Problemen bij de afstemming van de landbouwbedrijfsvoering op milieunormen zijn natuurlijke gehalten in het grondwater en de naijling uit het bodemsysteem, waardoor het nog tientallen jaren kan duren voordat de beoogde effecten op het milieu merkbaar worden. Het beleid zal met deze problemen rekening moeten houden. Om maatschappelijk draagvlak te verkrijgen voor een schone produktiewijze kunnen scenariostudies en variantanalyses nuttig zijn.

In het veenweidegebied de Alblasserwaard en de Vijfheerenlanden (AV) is de vermesting van de bodem, het freatisch grondwater en het oppervlaktewater onderzocht. Verschillende maatregelen om de vermesting terug te dringen zijn bestudeerd op hun effecten op de stikstof- en fosforconcentraties in het freatisch grondwater en het oppervlaktewater. Het betrof een literatuur- en bronnenonderzoek. Het verminderen van de mestaanvoer en het wijzigen van de drooglegging zijn in de AV belangrijke maatregelen om de vermesting terug te dringen. De maatregelen kroos-verwijderen en baggeren zullen de fosforconcentratie in het oppervlaktewater waarschijnlijk verlagen. Voor stikstof zijn de effecten gering tot nihil.

De bruikbaarheid van de fosfaatprocesformulering om op regionale schaal de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater te voorspellen is onderzocht door een validatie uit te voeren voor het stroomgebied van de Schuitenbeek. De gemeten fosfaatvrachten van de beek zijn vergeleken met de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater berekend met het model ANIMO. Het blijkt dat met de huidige fosfaatprocesformulering en bijbehorende procesparameters de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater goed wordt gemodelleerd. Daarom wordt verwacht dat de effecten van bemestingsscenario's op de verandering in de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater goed gemodelleerd kunnen worden.