Voor de primaire productie van plantaardige voedingsmiddelen voor mens en dier is stikstof nodig. Stikstof vormt één de vier componenten waaruit bladgroen van plantenbladeren is opgebouwd. De plantaardige productie stoelt op bladgroen. Bladgroen vangt zonne-energie op voor de vorming van koolhydraten uit kooldioxide en water (fotosynthese). De plant gebruikt de koolhydraten vervolgens voor het aanmaken van o.a. plantaardige eiwitten.
Naast het gewas heeft het bodemleven stikstof nodig. Het bodemleven maakt deel uit van het ecosysteem en draagt bij aan het herstel van de bodem na de oogst. Zo worden oogstresten afgebroken, worden gangen gegraven voor de afvoer van water en worden organismen die schadelijk zijn voor gewassen verdelgd. In moderne bewoordingen worden deze activiteiten van het bodemleven 'ecosysteemdiensten' genoemd. Het N-management door de akkerbouwer is gericht op de ontwikkeling van het gewas en op het in stand houden van het bodemleven.
Bij de akkerbouwer rust de taak om de stikstof die hij toedient zo goed mogelijk te benutten voor de teelt van gezonde gewassen, in lengte van jaren, d.w.z. met behoud van de bodemvruchtbaarheid. Enerzijds vanuit bedrijfseconomisch oogpunt want stikstof kost geld. Anderzijds om het milieu niet overmatig te belasten. Hij is daarbij gebonden aanstrenge richtlijnen.
De meeste stikstof die door de akkerbouwers in de Hoeksche Waard aangevoerd wordt, in de vorm van dierlijke mest en vooral kunstmest, verblijft daar maar tijdelijk. In het onderstaande plaatje is de weg van stikstof naar en van het veld schematisch en sterk vereenvoudigd weergegeven.
Afb. 1 Simpele weergave van een deel van de stikstofkringloop op een akkerbouwperceel. Het grootste deel van de van elders aangevoerde stikstof in de vorm van kunstmest en dierlijke mest verlaat de Hoeksche Waard weer als bestanddeel van het geoogste product. Het deel dat in de oogstresten achterblijft wordt door het bodemleven weer beschikbaar gemaakt voor het volgende gewas en grotendeels hergebruikt.
In de akkerbouw in Nederland is gemiddeld genomen (tijd/locatie) de benutting van stikstof hoog dankzij het milde klimaat, de buffereigenschappen van de bodem en het vakmanschap van de akkerbouwers. In de Hoeksche Waard is de benutting van stikstof zelfs zeer hoog. Toch ontsnapt een deel van de stikstof uit de bodemkringloop via het landoppervlak en via het grondwater. Het gewas en het bodemleven nemen niet alle aangevoerde stikstof tot zich. Er zijn altijd N-moleculen die uit de kringloop verdwijnen, daarvoor is het een open, natuurlijk systeem. Wanneer je de benutting van stikstof door het gewas tot in het extreme door zou drijven, gaat dat ten koste van het bodemleven want beide concurreren om stikstof. De benuttingsgraad van stikstof in de Hoeksche Waard is zo hoog dat we deze grens naderen.
Afb. 2 Schematische weergave van de benutting van stikstof op een akkerbouwperceel in de Hoeksche Waard. In het akkerbouwgebied, waar relatief weinig dierlijke mest wordt toegepast en waar heel efficiënt met kunstmest omgegaan wordt ontsnapt relatief weinig stikstof uit de kringloop (rode pijlen).
Via het oppervlak ontsnapt stikstof hoofdzakelijk in de vorm van N2, d.w.z. de elementaire stikstof waaruit ongeveer 80% van onze atmosfeer bestaat. De vorming van N2 is het gevolg van denitrificatie van plantopneembare stikstof in de vorm van nitraat (NO3-) en ammonium (NH4+). Denitrificatie wordt verzorgd door bacteriën die deel uitmaken van het bodemleven. Ook door afspoeling kan stikstof, in de vorm van nitraat, ontsnappen bij extreme neerslag en bij de toepassing van ontwateringssleuven (niet meer toegestaan).
Via het grondwater kan stikstof ontsnappen in de vorm van nitraat. Nitraat is goed oplosbaar in water en daarom zo aantrekkelijk voor het gewas. Tijdens het groeiseizoen spoelt praktisch geen nitraat uit. In de natte wintermaanden kan wel achtergebleven nitraat ontsnappen via het grondwater. De hoeveelheid is echter klein en de verdunning is groot. Indien mogelijk worden zogenoemde "vanggewassen" toegepast om achtergebleven nitraat tijdelijk vast te leggen.
Waterschap Hollandse Delta beschikt over een meetnet voor het monitoren van de waterkwaliteit in de Hoeksche Waard. De afbeelding hieronder toont een ruimtelijk beeld van de stikstofgehaltes van het oppervlaktewater in de Hoeksche Waard. In de Kaderrichtlijn Water (KRW) wordt een drempelwaarde van 2,2 - 2,4 mg stikstof/l gehanteerd voor het voorkomen van eutrofiëring. Een groot deel van de HW voldoet hier nog niet aan. Hierbij moet opgemerkt worden dat de akkerbouw slechts één van meer N-bronnen is (kwel, lozingen bebouwd gebied, depositie uit omliggende gebieden, aanvoer via ingelaten water, etc.).
Afb. 3 Het stikstofgehalte in het oppervlaktewater in de Hoeksche Waard (bron: website WSHD).
Afb. 3 representeert de stikstofgehaltes in alle oppervlaktewateren. Afb. 4 heeft betrekking op slootwater in het 'binnengebied' van de Hoeksche Waard. Het stikstofgehalte in slootwater heeft een nauwere relatie met de akkerbouwmatige activiteiten in de Hoeksche Waard.
Afb. 4 Zomerhalfjaargemiddelde (ZHJG) stikstofgehaltes slootwater binnengebied Hoeksche Waard op basis van meetgegevens op 13 locaties. Norm (maximaal toelaatbare risicoconcentraties/MTR) Ntot < 2.4 mg N/l (bron: WSHD). Er resteert nog een opgave, maar de norm ligt binnen bereik.
In het project HW2O-Klimaatadaptief bodemvochtbeheer onderzoekt HWodKa de mogelijkheid om uitspoeling van nitraat en vervluchtiging door denitrificatie onder natte omstandigheden nog verder te beperken en tegelijk om beter om te gaan met het beschikbare zoete water voor het telen van gezonde gewassen. Het project maakt deel uit van een groter geheel waarin de zorg voor het bodemleven ook een rol speelt.
©HWodKa 2020
------