In zijn artikel in Plant and Soil1 (2001) somt wetenschapper D.C. Jenkinson (Rothamsted, VK) een aantal interessante feiten op over de stikstof cyclus. De onderstaande tekst is hier van afgeleid.
De mens neemt stikstof in hoofdzaak op als bestanddeel van eiwit. De consumptie is ca. 4,3 kg N-eiwit (eiwit-gebonden stikstof) per persoon per jaar. De wereldbevolking consumeert thans ca. 25 Mt N-eiwit per jaar. Naar verwachting groeit deze consumptie tot 40 - 45 Mt N-eiwit/jaar in 2050.
Afb. 1 De groei van de wereldbevolking, zonder evenredige toename van het areaal landbouwgewassen is mede mogelijk gemaakt door het Haber-Bosch proces om N uit de atmosfeer te binden in een vaste of vloeibare N-kunstmest.
Naar verwachting moet de toename van de N-consumptie met 15 à 20 Mt/jaar grotendeels met behulp van N-kunstmest gerealiseerd worden. Op het onderzoeksstation Rothamsted is N-kunstmest gedurende een periode van 150 jaar, jaar na jaar toegepast op granen en gras. Er is geen bewijs voor afnemende opbrengsten, bij een iets stijgende SOM. Op kalkarme gronden moeten wel maatregelen getroffen worden om verzuring tegen te gaan. De eenzijdige N-bemesting i.c.m. monocultuur leidt wel tot een achteruitgang van de biodiversiteit (-> zout- cq zuurminnende vegetatie en bodemleven).
De productie van N-kunstmest kost energie en hiervoor worden hoofdzakelijke fossiele energiebronnen gebruikt met uitstoot van CO2. De reductie van de CO2 uitstoot is één van de opgaven voor de N-kunstmest industrie.
Het gebruik van N-kunstmest en N-biologisch (N-fixerende bacteriën in vlinderbloemigen) voor de productie van N-eiwit (plantaardig en dierlijk) voor het voeden van de wereldbevolking is niet efficiënt (zie afb. 2). Het grootste deel van de N-input verdwijnt naar de omgeving: lucht, water en bodem. In concentratiegebieden wordt de omgeving overbelast. Bij de agrarische sector ligt de opgave om de benutting van N te verbeteren (NUE - Nitrogen Use Efficiency).
Voor de gangbare akkerbouw in de Hoeksche Waard wordt hoofdzakelijk N-kunstmest gebruikt als N-bron. De NUE varieert tussen de 70 - 90%. Hoger dan 90% is niet wenselijk omdat dan de bodem 'uitgemijnd' wordt. Er resteert te weinig stikstof om het bodemleven te voeden.
De hoge N-benutting en de goede retentie-eigenschappen van de kleibodem zorgen er voor dat relatief weinig nitraat (NO3-) uitspoelt. Natte omstandigheden kunnen denitrificatie in de hand werken waardoor N als NO2 (lachgas) of N2 naar de atmosfeer kan ontsnappen.
Het vervangen van N-kunstmest door kringloop-meststoffen, door regelgeving of omdat het een goedkope meststof is, mag niet leiden tot een toename van de N-emissie in de akkerbouw. Daarmee zou het paard achter de wagen gespannen worden.
Afb. 2 Op wereldschaal is de benutting van N-kunstmest en N-biologisch voor de productie van plantaardig en dierlijk eiwit voor humane consumptie niet efficiënt. Dit kan in concentratiegebieden leiden tot emissies die schade-drempels overschrijden. De N-benutting door de akkerbouw in de Hoeksche Waard is zeer hoog (zie elders op deze website).
1 The impact of humans on the nitrogen cycle, with focus on temperate arable agriculture. Plant and Soil 228: 3-15, 2001.
©HWodKa 2020