Rundveeteelt en stikstof
Impact op de omgeving
Mario De Block ANB
foto’s tenzij anders vermeld: Mario De Block
1
Overzicht 1. Biodiversiteit onder druk – Natura 2000 2. N-bijdragen: focus landbouw en rundveeteelt 3. Ecologische effecten stikstof 4. Mogelijkheden aanpak N van bron tot ontvangend gebied
2
Biodiversiteit onder druk – Natura 2000 Vl: 44000 gekende soorten Status 2101 soorten gekend: 48% ok, 52% bijna-ernstig bedreigd/regionaal uitgestorven (2014) BWK: 11% opp zeer waardevol, 20% waardevol/waardevolle eln INBO, 2015
166.322 ha SBZ (ca. 12% van Vlaanderen, 8% terrestrisch) Ondanks biodiversiteitsdoelstelling 2010: EU: slechts 17% habitats in gunstige SVI
EU: 25% diersoorten met uitsterven bedreigd Vl: 66% dagvlinder-, 50% vis-, 45 % plantensoorten bedreigd/lokaal of regionaal uitgestorven Vl (2013): 5/47 habitats gunstige SVI*, 4 matig, 38 zeer ongunstig (7 verbeterend) 9/59 soorten SBZ-H gunstige SVI, 14 verbeterend, 17 verslechterend, >1/3e zeer ongunstig *bij eb droogvallende slikwadden en zandplaten, duinen + duindoorn, kranswierwateren, rotsbodemgrasland, niet publiek opengestelde grotten
Aandeel goede SVI in Vl vglbaar met Nl en Lux, maar aandeel zeer ongunstige SVI veel hoger Oorzaken: ver-factoren: verdroging, verzuring, vermesting, versnippering + klimaatwijziging, urbanisatie, gewasbescherming, invasieve exoten, … Biodiversiteitsdoelstelling 2020 en 2050 (EC 2011)
3
Natura 2000 Vlaanderen
47 habitattypes, 59 soorten SBZ-H, 60 soorten SBZ-V SBZ-V: 98.243 ha + 3 gebieden Noordzee SBZ-H: 104.546 ha SBZ-H 38 gebieden, 455 deelzones Actueel habitat 40.815 ha Doelstelling IHD (2013): uitbreiding Eur. doelen 47.500 ha (2020-2050*) EU 2012: 62% totaal areaal vermest Vl 2013: 76% natuur vermest, 85% loofbos (55% verzuurd 2011), 2009: 65% Natura 2000-opp vermest -In 26 van de 38 Vlaamse SBZ-H gebieden generiek te hoge N-depositie voor duurzame SVI -In elk van de SBZ voor minstens 1 habitat kritische lasten overschreden -*”Tegen 2050 (EC 2011): biodiversiteit en erdoor geleverde ecosysteemdiensten, ons natuurlijk kapitaal, worden gewaardeerd, behouden en naar behoren hersteld omwille van de intrinsieke waarde van de biodiversiteit en de essentiële bijdrage ervan aan menselijk welzijn en economische welvaart, en zodanig dat catastrofale veranderingen ten gevolge van het biodiversiteitsverlies worden voorkomen.” 19/11/2015
4
Expliciet zeer belangrijke rol Vlaanderen in EU voor 8 habitats
+ expliciet belangrijke rol Vlaanderen in EU voor 24 andere habitats
19/11/2015
5
Status habitattypes Vlaanderen (2013)
‘areaal’: spreiding/netwerkfunctioneren, ‘toekomst’: inschatting LT trend druk/bedreigingen
6
Land-/tuinbouw en N-emissies 622.738 ha geregistreerde landbouw in Vlaanderen (w.v. 58% voedergewassen)
Schaalvergroting/minder bedrijven (1625 ha/bedrijf, 3900025000 bedrijven tss 2001-2013) Hoge veestapelbezetting België (2,8 GVE/ha cultuurgrond) N- emissies land-/tuinbouw vnl via stallen, mest/mestverwerking, grazers, vergisting, serres 2010: uitstoot NH3 Vlaamse landbouw circa 35 kton (varkens: 19 kton, runderen 12,5 kton, plafond 45 kton) Bruto-dierlijke mestproductie 2011: 168,5 kton N Bijdrage landbouw verzuring Vl circa 42%, vermesting circa 60% 2013: land-/tuinbouw 93% bron NH3, veeteelt 83% 2012:29% kippenstallen EA, 11% varkensstallen EA, 11% NOx NH3 rundvee: stal 56%, bemesting 29,4%, grazen 7%, kunstmest 6,6%, mestverwerking 1,5% NH3 ook precursor voor PM 2,5 en PM10; bijdrage veeteelt PM10 12% (40-50% PM10 NO3-, SO4-, NH4+; 41% fijnstof = ammoniumzouten) (vnl gevormd vanaf 80% luchtvh) 19/11/2015
7
Stabilisatie bijdrage runderen NH3
8
Inspanningen landbouw Nitraat
(winterhalfjaar 2014-2015, Mestbank)
-Oppw 21% meetplaatsen MAP > 50 mg/l nitraat (tov 41% in 2006-2007), stabilisatie op 55% meetplaatsen, doelstelling 2018: 5% overschr. -Grondwater: in 86% landbouwgebied conform doelstelling MAP
Ammoniak/NHx
(2012, VMM, okt 2015)
NHx: 61% uit Vlaamse landbouw NH3: 60% van totale N-depositie in Vlaanderen Tot. N-depositie 22% tussen 2000 en 2012, eerst sterkere NH3, nu stagnerend Sterke dalingen 2000 en 2004 tgv MAP (injectiebemesting resp zodebemesting) -injectie mest op akkers ipv oppervlakkig: uitstoot 2% ipv 69% -zodenbemesting grasland ipv oppervlakkig: uitstoot 19% ipv 74%
2012: 100 kton uit dierlijk mest + 67 kton uit kunstmest op Vl bodem
Surplus bodembalans N landbouw: 30kton N (19 oppw, 3 gw, 8 lucht, Lenders et al 2012) Mogelijke verdere winst N-emissie (VMM 2013) : 24 kton N veeteelt, 22 kton N voeding Verdere specifieke aanzetten rundveehouderij: -Goed GeRund (2014-2016) Innovatiesteunpunt BB ism ANB, ILVO, Hooibeekhoeve -V-PAS-lijst (levend doc, ILVO – LNE - sectorspecialisten) 9
Stikstof -78% N2 atmosfeer, niet-reactief vs N-atoom (sterk) reactief bv NO2-, NO3-, NH3, NH4+, N2O -90% reactief N in atmosfeer menselijk gestuurd -N noodzakelijk voor vorming eiwitten (celstructuur, enzymen, …) -vele vegetaties en soorten van nature N- en/of P-gelimiteerd: ‘fijnproevers’! -teveel N accumuleert; vermesting, verzuring bodems, vorming fijnstof, ozon -N-verbindingen mobiel: -mineralisatie org N NH4+, NO2- en NO3-NH3 basisch, maar bacteriële nitrificatie: °NO2-, NO3- en H+ (verzuring) -NH3+H2O NH4+ +OH- overmaat NH4 + °NH4-zouten relatie fijnstof -deel overmaat NH4+ + 2 O2 → NO3- + H2O + 2 H+ verzurend -denitrificatie NO3/NO2 ° NO, N2, N2O, bijdrage ozon, broeikaseffect -plantopneembaarheid NO3- > NH4+, sterker wateroplosbaar gw - oppw (fytoplanktonbloei-toxiciteit) -aanvoer NHx doorgaans aanzien als ecologisch meest problematische N -kunstmest: op basis van NO3, NH3 en/of NH2 -processen afh van aanvoer, weer, vegetatie/gewas, T, porositeit, humus%, bodempH -N-fixatievermogen teelten >> natuurlijke vegetaties (snelle opbrengst)
dynamiek N doorheen milieu cascade-effect door lucht, water, bodem N-limitatie bepalend voor biodiversiteit in vele natuurlijke milieus 10
Stikstofdepositie -Vl: 70-75% droog, 25-30% nat, 2% ‘occult’ (mist) -droge depositie: NH3, NH4-zouten, NOx, HNO2, HNO3, N2O5 ( VMM meet enkel NH3 + NO2: onderschatting depositie mogelijk 13%! Cfr Neirynck et al 2007) -natte depositie: NH3, NH4+, NOx
-NOx langere effectafstand, tragere depositie (<1000 km) -NHx kortere effectafstand (m-kms), max 60% binnen 1 km
(Sutton et al 2009)
-> NOx in stedelijk milieu/bij snelwegen, > NHx in rurale omgeving
-2012: 46% N uit buitenland: 32% import NH3, 69% import NOx -80% Vl. NH3-emissie in Vlaanderen gedeponeerd -NOx: vrijwel in heel EU 8-15 kg/ha.j
(VMM 2006)
(Butterbach-Bahl & Gundersen, 2011)
-vermestende depositie 2012 25,8 kg N/ha.j; variatie 12-79 kg N/ha.j! -verzurende depositie (SOx, NOx, NHx) 2012: 2309 Zeq/ha (gem 1990: 5121 Zeq/ha)
-Natuurlijke achtergronddepositie NW-Europa: 0,5-5 kg N/ha.j (afh van weer, vegetatie, reliëf, ...) Internationale multisectoriële aanpak
11
Kritische last = max. depositie zonder bewezen effect biodiversiteit
-kritische last variabel volgens vegetatie/habitattype en bodem
(KL bepaald voor 1 438 locaties in bos, 40 locaties in heide en 322 locaties in soortenrijke graslanden Vl)
-empirische KL habitats EU: Review and revision of empirical critical loads and dose-response relationships Bobbink et al. (2011), verifiëring voor Vl door INBO -voor
naaldbos, heide en loofbos Vl. resp 10, 11 en 15 kg/ha.j
-gem. overschrijding KL N in SBZ-H:8,7 kg N/ha.j -gem. overschrijding KL N in zoekzones uitbreiding: 10 kg N/ha.j -1.100.000 km2 in EU 2010 > KL N
750.000 km2 2020 (-19% NOx, + reductiemaatr NH3)
450.000 km2 2050 (vnl buiten SBZ) 12
Overschrijding KL vermesting Vl (2011, VMM)
metingen
Tijdelijk meetnet NH3 Vlaanderen 100 pl SBZ ikv PAS (VMM)
Sinds jaren 1970 metingen NOx Sinds 2002 ook NH3 (9 plaatsen, sinds 2009 17 pl), + INBO (5 pl) Totale depositie N: 5 bosgebieden
13
Voorname bronnen NH3 rundveeteelt -per koe/jaar op stal 11-37 kg NH3
(Nl - UK),
in weide 9,5 kg
-kalveren: circa 1/3e - 1/4e hiervan (maar minder N-efficiënt)
-°NH3 bij contact vloeibare-vaste mest: urease vaste mest °NH3 uit ureum urine + NH3-emissie afh type kunstmest: ureum 10-20%, vloeibare mest 9%, NH4-sulfaat 4% NH4-nitraat 2%, maar andere % voor NO3-verliesrisico’s -30% emissie via bemesting, 65% stallen, 4% beweiding -in stal: 70% vloer, 30% mestkelder
(vice versa varkens)
-relatief lager N- en P-gehalte rundermest tov andere
(resp 2,7 en 4 kg/ton)
- N-efficiëntie rundveeteelt (jaren 1980 cfr Nl: 14% N-efficiënt, nu tot 43%, incl vanggewassen, aangepaste voeders, mestgebruik) maar lage voedselconversiegraad rundvee -exploitatie maïsakker: 2,6 kg/ha.j (RIVM 2013) -runderstalmest: 10% N is NO3-, 90% NH4+ / rundermengmest 40% NO3-, 60% NH4+ 19/11/2015
14
toenemende eco-efficiëntie landbouw relatief meest voor gewasbescherming en aanzet inzake P-bemesting daarnaast blijvend belangrijke taken tov vermesting, verzuring, fijnstof, broeikasgassen, agrobiodiversiteit sinds ‘08 stagnatie verzurende emissie water [2000-2008: -25%] Scenario’s 2030 Vlaanderen
(MINA, INBO):
[2000-2008: -26%]
en P-belasting
29 à 54% Vl natuur vermest 2030
EU-beleid, doelen Natura 2000 + PAS
15
Sturende wetten en richtlijnen landbouw, milieu, natuur -Nitraatrichtlijn, Mestdecreet (1991), MAP (sinds 1996) + ontheffingsbepalingen -Kaderrichtlijn Water (2000), decreet integraal waterbeleid (2003) -NEC - UNECE - Gothenburg protocol (1999) mbt verzuring/vermesting/ozon, aangepast en verlengd via VN Geneve 2012 in 2020 62% van natuur EU overmatig vermest (itt 76% 2000) + emissienormen 2015 Vl NOx (52,3 kton transport, 58.1 kt stat. bronnen) en NH3 (45 kton) -cross-compliance (sinds 2003) voor toeslagrechten, derogatie + -gewassen -focusgebieden nitraat (238000 ha 2015) en orthofosfaat + focusbedrijven -PDPO III -vergroening GLB: gewasdiversificatie, behoud permanent grasland en natuurbraak -praktijkgidsen gewasbescherming, bemesting, natuur, water (verplichtingen + best practices, Dept L&V) -Natura 2000 (HRL en VRL) en Natuurdecreet -PACT2020 15.2 Vlaanderen 2020: 70% doelstellingen IHD (habitats en soorten) gerealiseerd of in realisatie -LT doelstellingen MINA plan 4 -EU 2020 biodiversiteitsstrategie streefdoel 1 2020 (tov heden): 100 % meer habitats en 50 % meer soorten ikv HRL verbeterde SVI; 50 % meer soortenbeoordelingen ikv VRL verbeterde SVI -…
B. Vl. R. 2014: S-IHD en PAS met flankerend beleid + voorstel EP en EC 10/2015: aanscherpen emissieplafonds SO2, NOx, NMVOS, CH4, NH3 en 16 fijnstof 2020 - 2030 dwz: emissies -27% tegen 2025?
Impacten stikstof op biodiversiteit
Vereenvoudigde N-cyclus… (Natuurrapport 2001)
In natuurlijke milieus steunt Nopname voor > 90% op interne flux (Gundersen, 1991)
O2-rijk vnl °NO3O2-arm vnl °NO2- en N2O
18
Matig zure bodem: Overmaat N nitrificeert, °NO2-/HNO3, NO3-; NO3wordt opgenomen, overmaat H+ leidt mee tot verzuring beperkte correctie via denitrificatie opname H+, verzuring deels gebufferd door uitspoeling Ca, Mg, K Zure bodem: tekort aan baseen biodiversiteit kationen, overmaat H+ uitgewisseld tegen Al3+ toxiciteit nitrificatie, denitrificatie, NH4+accumulatie, biodiversiteit
... + invloed bodempH en vegetaties -in neutrale bodems: NHx/NOx versnelde nitrificatie shift zuinige soorten naar productieve nitraatverbruikers, biodiversiteit (lichtcompetitie, N2-fixeerders ). >pH7 en luchtarm °NH3 uit NH4-overmaat N: *in wetlands vnl via denitrificatie afgevoerd *in bos vnl via nitrificatie afgevoerd *in heiden vnl nitrificatie afgevoerd -overmaat N deels naar extra biomassa: tot 15% in bos, tot 40% in duingrasland 19/11/2015
- pH met 0,5 kan lokaal beschikbaarheid Al 20x
19
Stikstofstromen in bos
-N-fluxen afh van bodemvocht, T, bodemtype, C, C/N, CEC, bodempH, bostype -Verder lopend onderzoek: o.a. aandelen denitrificatie, natuurlijke N2-fixatie, 20 opgeloste organische N + rol fungi (vnl zuurdere bodems) tov bacteriën
Effecten verzurende en vermestende effecten N bos (algemeen) Lit: Air Pollution Information System UK (apis.ac.uk), Roos et al 2000, de Vries 2008, De Schrijver et al 2012, …
verzuring
vermesting
PBL, 2010
21
-invang door bos tot 2x tov open vegetaties -uitspoeling N onder bos stijgt vanaf 9 kg N/ha.j -randeffect bos bij stallen 200 - 500 m (Hill et al 1999) (vaak met vlier, braam, kleefkruid, …) -50-70% N bos in bosbodem (landbouwgewassen: 90-95%) -Eur. bossen van nature N-gelimiteerd (itt bv tropisch woud)
Gem. depositie NHx + NOx in/rond 5 Vl bossen (curves boven/onder) (Verstraeten et al 2012)
N-depositie en uitspoeling NO3onder naald-, loofbos en heide in Zwarte Beek (De Schrijver et al, 2008)
22
Effecten overmaat stikstof bos (ecosysteemniveau) -100% loofbossen Vlaanderen vermest (MIRA 2014) -bos: 60% meer invang NOx en NHx dan lage vegetaties (Verstraeten et al, 2012) -naaldbos vangt tot dubbel zoveel NOx en NHx in dan loofbos -fixatie N2 (vloed)bossen EU 6.5–26.6 kg N/ha.j (meest in elzenbos, al bij dep 4,5 kg N/ha.j) -natuurlijke N-kringloop (mineralisatie, nitrificatie) bepaalt tot > 90% N-opname naaldbos 30-50 / loofbos 50-150 kg N/ha.j -denitrificatie kan tot 10 kg N/ha.j > KL, uitspoelingsgraad overmaat N tot 90% in N-verzadigde bodems! -resten opname N-surplus naar extra biomassa (tot 15%), incl verruiging ondergroei, nitrificatie met pH, stockage in blad (bv NPN, toxisch voor oa rupsen) -bij kappingen bos sterke NO3-uitspoeling (tot 50 kg/ha.j naaldbos, 150kg/ha.j loofbos) + verlies kationen, anderzijds ook denitrificatie (beperkt: 3-6 kg N/ha.j) + uitstoot N2O broeikaseffect -bij bereik max groei: N-efficiëntie , mineralengebrek , ziektegevoeligheid -indicaties N-aanrijking bij C/N bosbodem < 25, % N in naalden > 1.4 % -LT onderzoek bos Gontrode (1992-…): nog steeds netto accumulatie N (2011), sterkste uitspoeling Al/Fe onder coniferen -ontgifting N-overmaat via vorming van oa arginine, ipv oa chlorofyl en carotenoïden -lage T: ontgifting NH3 moeilijker, bij mist en regen: extra opname NH4 via naalden -plant/boomopname NH4+ gecompenseerd met afgifte kationen (K, Mg, …, via ionenuitwisseling) mineralengebrek, verkleuring, verkrulling, verdere vorming arginine. Via arginine opname NH4, en vrijgave N2O en NO 23 -variatie bodems variatie KL Vl.: 9-15 kg N/ha.j
Effecten overmaat stikstof bos (soortniveau) -ophoping NOx en NHx aanvankelijk onnatuurlijke groeispurt biomassa (tot 15% overmatig N in extra biomassa?) droogtegevoeligheid vorstgevoeligheid en mycorrhiza (boomsymbionten) door strooiselopbouw, pissebedden, miljoenpoten -verdroging afbraak strooisel interne eutrofiëring en verzuring -naaldbomen: schimmel
Sphaeropsis sapinae/Bronchurstia pinae,
harsvloei, algen op naalden
-inlandse eiken: gevoeligheid knolhoningzwam en schimmel Pezicula cinnamonea. Sterke mycorrhizasoorten (russula, melkzwam), N-minnende zwammen-saprofyten (nevelzwam, kl stinkzwam, …)
-nitrofielen o.a. bochtige smele, pijpenstrootje, zachte witbol, brede stekelvaren, rankende helmbloem, engels raaigras, gewone hoornbloem, drienerfmuur, vlier >< oud-bosplanten (o.a.
bosanemoon), hengel, epifytische korstmossen, bladmossen (zuurder nog minder variatie, bv wilgenroosje)
-soortenverschuiving sterkst na dunning; cfr uitspoelingspiek NO3-, meer lichtcompetitie in bos -Al-gevoeligheid zaailingen esdoorn + arbusculaire mycorrhiza (rond wortels bomen/planten) -verbraming vanaf 20 kg N/ha.j, bedekking tot 70% bij 36 kg N/ha.j -vergrassing, verbraming open plekken mierenkoepels oa groene specht
-relatie met plaagvorming:
bv zwartrode dennencicade bochtige smele brandnecrosen grove den
-65% soortenrijkdom paddenstoelen bij verzuring + vermesting naaldbos
(Nl)
-Brink et al, 1998: koningsvaren-elzenbroek, korstmossen- en kussentjesmos-dennenbos, berken-zomereikenbos, duineikenbos gevoeligst voor vermesting en verzuring -tekorten Ca minder slakken, kevers, eischalen vogels dunner minder mezen, bonte vliegenvangers, sperwers (cfr infra) … 19/11/2015
24
- variatie regenwormen, humusvermenging en doorluchting bodem
Insectenplagen grove den Schotland (1999) ~N-depositie
Uitspoeling C in Vlaamse bosbodems
(Verstraeten
en Cools, 2013)
C/N maat capaciteit opname N bodemorganismen
Nutriëntenopname vs verzurende depositie volgens bosleeftijd (De Schrijver et al, 2012)
Uitspoeling C naaldbos tot 3x tov loofbos (55-61 kg C/ha.j), mede tgv dubbele interceptie verzurende depositie N-uitspoeling bij C/N
bodemverzuring uitspoeling Ca, Mg, K, Fe, Al , nitrificatie en decompositie (NH4+/NO3- ) 19/11/2015
25
Langdurig onderzoek N en korstmossen Nederland (1989-….) (LON, K. van Herk, 2014)
6000 meetpunten van telkens 10 bomen duidelijk verband nitrofiele korstmossen, NH3depositie en veestapeldichtheden Nitrofiele Indicatie Waarde/soort en meetpunt na 1998: afname N-minnende korstmossen, echter relatief trager dan afname NH3-deposities (naijleffect) ook zuurminnende schorsgebonden korstmossen blijven (nog steeds te hoge NH3-conc, op bv eik- en berkenschors) Giordani et al 2014: EU-dekkend, 83 bosplots KL voor epifytische korstmossen 2,4 kg N/ha.j 26
LT-trend boomfranjemos, Nederland: Sterke sinds 1970 Gebonden aan zure eiken- of berkenschors (door te hoge NH3-conc: pH ) Daarnaast: oa schorsgebonden haarmutssoorten (Orthotrichum) en vliermos (Cryphaea heteromalla) bij NH3-depositie (pH omzetting NH4 als voedingsstof), lokaal dus ook soortenrijkdom mossen eikenschors
en
Algemeen, Nederland: mossoorten van (zeer) N-arme milieus (N-getal 1-2) gemiddeld significant negatievere trend dan mossen voedselrijkere milieus (Siebel et al, 2013)
in VS: soortenrijkdom en condities macrokorstmossen tov N-druk Cfr oa Cleavitt et al, 2015
(Siebel et al, 2013) 27
Mogelijkheden aanpak -mits bronaanpak gefaseerde omvorming (vaak naald- loofbos) -goed gesloten groensingels bij stallen, richting SBZ (10-15 m breed, 15-20 m hoog) + goed gesloten bosranden in impactgebied (efficiëntie invang) -o.a. esdoorn: Ca-inbreng via bladval -lokaal verwijdering N-rijk strooisel: verzuring, terugkeer paddestoelen, … -vernatting (aanvulling kationen via gw, tenzij te NO3- en/of P-rijk) -toepassing steen-/lavameel? (beter dan kalk, verder onderzoek nodig) -toevoeging K? (terugdringing schimmelziekte Sphaeropsis) -…
19/11/2015
28
Effecten verzurende resp. vermestende depositie heide
verzuring
vermesting
29
Effecten overmaat stikstof heide en heischraal grasland -bodempH , tekort kationen , geschiktheid kieming doelsoorten < bodempH 4 en Al-conc zandblauwtje, heidekartelblad, gevlekte orchis, moeraswolfsklauw, snavelbies, liggende vleugeltjesbloem, zonnedauw, …
-toename grijs kronkelsteeltje op zuurdere zandige zones -schorpioenmos: sterk in basenrijk laagveen Ierland bij 35 kg N/ha.j -minder ° jonge heide, minder open plekken door vergrassing minder mieren, graafbijen, graafwespen, loopkevers, heideblauwtje (actieradius gem 40 m, max 400m!)
doorwerkend in voedselpyramide -N-opname struikhei hoog, concurrerentie met grassen, maar vorst-, plaagen ziektegevoeligheid (bv heidehaantjes via voedingsgehalte struikhei) -pijpenstrootje (natter) en bochtige smele (droger) , kunnen 4-6 x hogere NH4conc aan dan struikhei; veenbies, klokjesgentiaan en beenbreek bij NH4 -veel planten met mycorrhiza: sterk NH4 > K (mycorrhiza ook bel. voor o.a. P-opname) -degradatie veen bij hoge N-depositie, verminderde opname CH4 -N/P belangrijk: veldkrekel bij N/P (kan enkel aanpassen op eiwit) -P spoelt vaker uit bij verzuring gebrek P herbivore ongewervelden -mineralengebrek kleinere insecten klapekster, grauwe klauwier, wulp -nutriëntenimport vanuit landbouwgebied via zomerganzen en meeuwen -natuurlijk herstel kationenbalans: verwering zandige bodemspaar eeuwen! 30 -variatie bodems variatie KL: 7-17 kg N/ha.j
Werkingsduur in jaren van beheermaatregelen heide ~ N-belasting
(Stichting Bargerveen)
frequentere ingrepen bij hogere N-belasting correctienoden mineralen volgens depositie veel gespecialiseerde fauna afhankelijk van geschikte mineralenbalans Oude heide: belang spinnen en nachtvlinders, reptielen, amfibieën, mossen
31
Systeemimpact overmaat stikstof zandige gebieden: sperwer
-depositie NH3, nitrificatie bodempH + mineraalarmoede bv klokjesgentiaan niet kiemend/bloeiend bij bodempH < 4,5 gentiaanblauwtje aantal rupsen + accumulatie vitamine B2 rupsen (gebrek geschikte aminozuren) -ook rupsen op eiken (bv eikenpage): aminozuurproductie eiken op verzuurde bodem voedselaanbod (prooi)vogels (oa koolmees, vink) sperwer (maar ook wulp, grauwe klauwier, klapekster, …)
-ook dikte eierschalen tgv gebrek aan kalk & slakjes verzuurde omgeving + transfer mineralen/sporenelementen uit borstspieren verzwakkende moedersperwers naar ei (omvang spieren tot -50%) jachtconditie + aminozuren beschikbaar voor eieren aantal jongen per sperwer
verschuiving leefgebied sperwer uit verzuurde omgeving, volgens beschikbaarheid en kwaliteit van nog niet ingenomen habitats -sommige aminozuren enkel voorradig in bepaalde gezonde planten en bomen
-NPN deels toxisch (effect voedselcyclus) verdere aantal rupsen op eiken bij NPN-conc; gebrek aan Mn hierbij versterkend Vastgesteld in oa ZW-Veluwe, Stichting BSF-Alterra-Stichting Bargerveen 2006-2014 Niet - minder optredend in bossen beter gebufferde bodems: N eiwitten en aminozuren, echter verbraming, rupsenplagen - plant-/boomsterfte, dito dalend voedselaanbod via eikels etc32(muizen, …)
Verzuring en vermesting van open wateren – meest gevoelig: vennen van nature lichtzuur, voedselarm, + specialisten N-, P-, C-limitatie: o.a. oeverkruidgemeenschappen (incl waterlobelia, drijv waterweegbree, pilvaren, … + veelst waterbies, …) N en pH veenmossen, knolrus, draadalgen, mannagras, pitrus, riet, opbouw slibpakket, veenafbraak, verwilging, + aandeel zonnebaars sterke watermacrofauna (-90% waterwantsen, libellenlarven!) & heikikker (schimmelvorming < pH 4,2) Zuurder wateren: meer °NH4, meer gebufferde wateren: meer °NO3 diatomeeën (bv Eunotia exigua) LT indicatoren: verzuring Kalmthout sneller dan Turnhout Onderscheiden gevoeligheid NH3/NO3: bv vensikkelmos, slank veenmos NH3-gevoeliger, oeverkruid, waterlobelia, drijv waterweegbree, stijve moerasweegbree NO3-gevoeliger
Verganzing, vermeeuwing, meerkoet, extra vermestend effect (import landbouw) Bargerveen: Ca-gebrek bij jongen zwarte stern (verdwenen) + geoorde fuut (sterk 2015) Kieuwschade vissen door Al-conc verzuurde wateren In landbouwomgeving vaak combinatie cycli sulfaat-nitraat-fosfaat + op elkaar inhakende effecten! (bv aanwezigheid pyriet: °N2 maar ook uitspoeling Ca, vorming sulfiden, …) Vrijmaken nutriëntstromen invanggebied ifv herstel + sturen op afvoer N, bv tijdelijke droogval: NH4+ NO3- deels °N2, deels afvoer drainage
33
Illustratie effect niet-gecoördineerde ‘end-of-pipe’ aanpak: verzuring meren Zweden conc metalen en beschikbaarheid P weinig productieve meren, beperkte visstand, … massale bekalking sinds jaren 1970 beschikbaarheid Fe en Al: binden sterker aan P dan Ca en slaan neer nog verdere daling productiviteit en visstand Inmiddels ook toevoeging P nodig
19/11/2015
34
Verzuring en vermesting in graslanden (algemeen)
verzuring
vermesting
N in stalen duingrasland
35
Dosis-effectrelaties overmaat stikstof in graslanden -nat fixatie N natuurlijke graslanden: 2.3–3.1 kg N/ha.j
(Cleveland et al 1999)
-soortenrijkdom -23% bij 17 kg N/ha.j ipv 5 kg N/ha.j in zuur borstelgrasland (EU) (voor kruiden: -36%) (Stevens et al 2004) -soortenrijkdom
grasland
tot -45% bij N-dep >= 30 kg N/ha.j in droog heischraal
(Bobbink 2007, 9 gebieden EU)
-soortendiversiteit grasland tot -65% bij N-dep tot 120 kg N/ha.j
(Clark et al 2007, USA)
-analoog voor duingrasland, kamgrasland: mossen verdwijnen bij bodempH 4,5 - soortendiversiteit + bedekkingsgraad doelsoorten via lichtcompetitie: verruigingsindicatoren o.a. engels raaigras, gestreepte witbol, kale jonker, gewone hoornbloem,…, flora schraalgrasland o.a. tormentil, blauwe knoop, gevlekte orchis, ruw walstro, liggende vleugeltjesbloem + fauna schraalland o.a. kniptorren, snuitkevers, cicaden, mieren, sprinkhanen, … -duingrasland: sterke aantal vlindersoorten bij N-belasting 13 20 kg N/ha.j
-plantopneembaar P vaak nog sterker bepalend voor soortenrijkdom halfnatuurlijke graslanden dan N (Ceulemans 2013) integraal beleid, beheer en inrichting nodig (incl oa uitmijnen), opletten met vernatting (P-mobiliteit)! -afvoer kationen bij19/11/2015 verhoogd maaibeheer graslanden (oa Tilley, 2014), verder 36 verzuring (46% onderzochte graslanden, vnl bij glanshaver-hooilanden, afvoer N tot 65 kg N/ha.j
Case borstelgraslanden in EU: (Stevens et al 2010)
< 20 kg N/ha.j N-depositie bel! parameter soortenrijkdom, daarna bodempH en bodemnitraatgehalte, bij kg N/ha.j: ook Alconc bel parameter < 20 kg N/ha.j: 1 soort/4m2 verdwijnt bij met 2,3 kg N/ha.j >20 kg N/ha.j: 1 soort/4m2 verdwijnt bij met 3,5 kg N/ha.j (N-tolerantie restsoorten) -23% soortenrijkdom bij 17 kg N/ha.j tov 5 kg N/ha.j in EU
19/11/2015
37
Samenvatting effecten overmaat N op vegetatie, bodem en water * * * * * •
Koeler en vochtiger microklimaat (open plekken, geslotener vegetaties) Afname voortplantingsgelegenheden specialisten fauna en flora Afname diversiteit/bedekkingsgraad specialisten flora + fauna Afname voedselkwaliteit specialisten fauna en flora (mineralen, vitam.) Toename aandeel productieve competitoren Fysiologische problemen specialisten fauna en flora + roofdieren
diversiteit in hele voedselcyclus + effecten bodem, bodem-organismen, grond- en oppervlaktewater (uitspoeling kationen, nitraat, toxische effecten Al, remming nitrificatie en decompositie) + + vaker herstelbeheer en ingrepen, incl invloed structuur, bodem, ionenbalans, …
19/11/2015
38
Europese kostenanalyse NH3 + European Nitrogen Assessment: 1 kg NH3 kost 36€ in België aan maatschap-pelijke gezondheidskosten (vs Ierland: 3€) (vnl tgv fijnstof) + 2-10 € voor biodiversiteitsverlies + 5-15€ voor klimaatkost Verrekening kosten cfr bijdrage -30% kunstmestgebruik ?
(SEP –
EC 2013)
‘Nitrogen pollution costs the European Union between €70 billion and €320 billion per year. This cost is more than double the value that nitrogen fertilizers are estimated to add to European farm income’ (Sutton, 2011)
19/11/2015
39
19/11/2015
40
Naast bronaanpak: gebiedsgerichte aanpak habitatherstel Inrichting en beheer: aanpak vermesting en verzuring -Plaggen, afgraven nutriëntverzadigde toplaag, en/of uitmijnen -na afgraven enten met maaisel naburige referentievegetaties, bekalken (stimuleert nitrificatie, NH4/NO3ratio gunstiger; tot Nbodem kan 50%
-Versneld maaien/afvoeren, echter risico kationenafvoer, verzurend? (in onderzoek) -Beijzeren (aanpak sulfidetoxiciteit, bijz. in venige gebieden) -Aanvulling sporenelementen bodem (steenmeel, versterkte grondwaterinvloed) -Zeer lichte P-gift verzuurde heide, ook na plaggen? (OBN) -Bosomvorming / open plekkenbeheer / plaggen boszones, lokaal kappen beuk, Am. eik, … -Steenmeel in boszones? (vb: Pennsylvania: macrofauna + zangvogels bij bodempH 44,6) -Immobilisatie P door Al-, Fe- en/of Ca-toediening (of steenmeel; proeffase heidegebieden Nl) + kansen voor oa blauwborst, zwarte specht: terugzetten successie habitats, open plekken, … Aanpak via waterhuishouding (bv geleidelijk /seizoenaal) (tot 25 cm -mv nog verenigbaar met maïs?) Waterbeleid: extra aandacht biodiversiteit bovenstroomse waterlopen, ecosysteemdiensten Via oa natuurinrichting, landinrichting, Life, beheerplan, gebiedscontract/dienstenconvenant, PDPO III, flankerend beleid VLM, grondenbank, …
19/11/2015
41
Kansen tot reductie N rundveehouderij -meer beweiding NH3 2% ipv 20%? ><
Laubach et al, 2013:
(stal, management, voer)
verlies N als NH3 bij
beweiding ook 20% + aandacht focusgebieden nitraat? -stalbouw, reductietechnieken (incl wassers, PAS-lijst), kelderafsluiters, mestschuif, ‘voor iedere boer een vloer’, hergebruik spuiwater bij plaatsing luchtwassers -aanzuring mest (cfr Denemarken): potentieel -40 à 50 % NH3, grotere bedrijven? (Wageningen, ILVO)
-mestcompostering, evt + toevoeging biomassa natuur (gunstig % DS, C/N Nuitspoeling) + ‘optimaliseren opslag en bewerking runderstalmest kopakker’ (ILVO) -shift naar meer kalveren?
(cfr Wallonië, vnl vleesvee)
-groenbedekkers na hoofdteelt -uitmijnen
(UGent/Hogeschool, KUL):
-injectie mest met water (1:1)?
efficiëntie grasklaver (proeven Nederland)
-betere afstemming aminozuurgift aan aminozuurbehoeftes -voederadditieven: bv lage conc rozemarijn-/ oregano-olie? 19/11/2015 -efficiëntie windsingel nabij stal
(Cobellis 2015) 42
(15-20 m hoog, 10-15 m breed 17% minder NH3-emissie)
