Stikstofwerking van mineralenconcentraten

Inleiding
Mineralenconcentraten zijn producten van bewerking van de dunne fractie van gescheiden dierlijke mest met omgekeerde osmose. Mineralenconcentraten zijn kalium- en stikstofhoudende oplossingen en hebben als zodanig een perspectief om als kunstmestvervanger te worden toegepast.
Een aandachtspunt hierbij is dat mineralenconcentraten als kunstmestvervangers nu nog als dierlijke mest worden aangeduid en daardoor ressorteren onder de wettelijke bepalingen voor dierlijke mest. Nederland heeft van de Europese Commissie toestemming gekregen gedurende een beperkte periode en op beperkte schaal de landbouwkundige, economische en milieukundige aspecten te onderzoeken van de productie en het gebruik van mineralenconcentraten in een grootschalige pilot, de zogenaamde 'pilot mineralenconcentraat'. Dit is vastgelegd in het Nederlandse actieplan. Hierdoor kunnen de mineralenconcentraten als kunstmest boven de gebruiksnorm van dierlijke mest worden toegepast, maar binnen de totale stikstofgebruiksnorm van het specifieke gewas op het specifieke perceel.
Deze ruimte is van belang in het streven naar kringlooplandbouw, en van belang voor veel mestverwerkers in de afzet naar grondgebruikers.

Proeven
In 2009 en 2010 werden mineralenconcentraten in veldproeven onderzocht op hun stikstofwerking. De mate van de werking van stikstof werd daarbij uitgedrukt in een stikstofwerkingscoëfficiënt (NWC). Een NWC geeft aan welk deel van het totale stikstofgehalte eenzelfde werking heeft als die van kunstmeststikstof (kalkammonsalpeter). De NWC’s van mineralenconcentraten bleken lager te zijn dan op basis van hun
samenstelling werd verwacht. Dit is toegeschreven aan vier mogelijke oorzaken. Deze zijn:
– de ammoniumvorm van de meststof,
– een verhoogde ammoniakvervluchtiging,
– een verhoogde denitrificatie en
– een verhoogde immobilisatie.

Dit onderzoek met raaigras en snijbiet, op zandgrond en kleigrond (potproeven)
In het onderzoek uit dit rapport werd nagegaan of de ammoniumvorm, denitrificatie en/of immobilisatie verantwoordelijk zijn voor een lagere NWC. Daartoe werden potproeven uitgevoerd met Engels raaigras (Lolium perenne L., BG-3) en snijbiet (Beta vulgaris L. var. Vulgaris, ‘groene snijbiet’) en incubatieproeven. Gras is in staat om ammoniumstikstof te assimileren, snijbiet prefereert nitraatstikstof. In de potproeven werd de werking van korrelvormige kalkammonsalpeter (KAS) en vloeibare kunstmeststoffen ammoniumnitraat (AMN), ammoniumsulfaat (AMS), ammoniumchloride (AMC) en ureum (UR) vergeleken met twee mineralenconcentraten (MC1 en MC2) en de varkensdrijfmest (VDM) waaruit MC1 geproduceerd werd.

De potproeven wijzen uit dat gras verschilt van snijbiet in de mate en mogelijkheden om ammoniumstikstof te benutten voor drogestofproductie en stikstofopname. Dit verschil hangt af van de grondsoort.
Vloeibare stikstofmeststoffen geven bij gras lagere waarden voor NWC dan KAS met uitzondering van vloeibaar AMS die een hogere waarde geeft. Op zandgrond worden hogere waarden bij de vloeibare stikstofmeststoffen vastgesteld in vergelijking tot die voor kleigrond. MC1 heeft een met de vloeibare stikstofmeststoffen vergelijkbare NWC, de NWC van MC2 en VDM is lager.
Bij snijbiet op kleigrond geven AMN en AMS een hogere NWC dan KAS, bij zandgrond is de NWC van AMC hoger dan van KAS. Overige meststoffen geven op zand- en kleigrond lagere NWC’s. MC1 met een lager gehalte aan organisch gebonden stikstof en organische stof vergeleken met MC2 heeft een NWC die vergelijkbaar is met die van vloeibare kunstmeststoffen bij gras. MC2 met een hoger gehalte aan organisch gebonden stikstof en organische stof heeft een lagere waarde voor de NWC. VDM geeft de laagste waarden. Bij kleigrond met snijbiet worden lagere waarden vastgesteld bij de minerale concentraten in vergelijking met de kunstmeststoffen, bij zandgrond is het verschil gering. In het algemeen is de werking van MC1 vergelijkbaar met die van de vloeibare kunstmeststoffen. MC2 en VDM blijven achter. Gras heeft stikstof efficiënter benut dan snijbiet.

Denitrificatie door aanwezigheid van organische stof in mineralenconcentraat
Door de aanwezigheid van organische stof in een mineralenconcentraat kan de denitrificatie van nitraat die al in de bodem aanwezig is, tijdelijk worden verhoogd, waardoor de initiële voorraad aan stikstof wordt verlaagd.
Het gewas beschikt daardoor over minder stikstof dan bij de referentiemeststof. In een incubatieproef werd door meting de denitrificatiesnelheid (DEA) onder strikt anaerobe omstandigheden bepaald. Mineralenconcentraten blijken onder deze omstandigheden DEA fors te kunnen verhogen. Een hoger aandeel aan vluchtige vetzuren in de organische stof verhoogt DEA.
Mineralenconcentraten kunnen mogelijk de immobilisatie van stikstof verhogen waardoor opnieuw de gewasbeschikbare hoeveelheid stikstof wordt verlaagd. Dit werd in een incubatieproef onderzocht. Bij bouwland op klei- en zandgrond en in kleigrasland werd geen stikstofimmobilisatie waargenomen. Bij zandgrasland werd bij MC2 en KAS direct na toediening minder stikstof teruggevonden dan was toegediend.
Het effect is echter klein waardoor geconcludeerd wordt dat stikstofimmobilisatie niet een verklaring geeft voor de in de veldsituatie vastgestelde lagere stikstofwerkingscoëfficiënten van mineralenconcentraten.
Het onderzoek wijst uit dat de ammoniumvorm van stikstof en denitrificatie van bodemstikstof belangrijke factoren zijn bij de verklaring van de lage werkingscoëfficiënt van stikstof uit mineralenconcentraten.
Stikstofimmobilisatie is een minder belangrijke factor.