Weblog Lies en Frank

De natuurlijke kringloop van stikstof zorgt er voor dat stikstof beschikbaar komt voor planten en bomen zonder dat er een overschot ontstaat. De mens heeft dit evenwicht verstoord door er voor te zorgen dat de hoeveelheid opneembare stikstof is verdubbeld. Met als gevolg vergaande nadelige consequenties voor de natuur en milieu.
Stikstof komt voor in verschillende vormen (luchtstikstof, ammonium, nitraat, ammoniak, stikstofoxiden) op verschillende plekken (bodem, atmosfeer, water) en beweegt zich door verschillende soorten biotische en abiotische processen (vervluchtiging, verbranding, depositie, binding) tussen die plekken. De verstoringen die de mens veroorzaakt zorgt voor verzuring en/of vermesting.

Onnatuurlijke manieren waarop er extra reactieve stikstof in de bodem komt

1.    Industriële stikstofbinding
Sinds 1913 maken we via het Haber-Boschproces kunstmest. Hierbij wordt luchtstikstof (N2) omgezet in ammoniak (NH3). Dit gebeurt bij hoge temperaturen en de enorme hoeveelheid energie komt, net als de waterstofionen (H+) nodig voor de binding, uit aardgas (ongeveer 4 a 5 % van ons aardgas verbruik).
2.    Verbranding van fossiele brandstoffen
Vanaf de industriële revolutie verbranden we steeds meer fossiele brandstoffen, hierbij komt onbedoeld stikstofdioxide (NO2) in de atmosfeer. In Europa staat Nederland op nummer twee als het gaat om de concentratie stikstofdioxide, wereldwijd staan we bijna bovenaan.

Ammoniak
Ondanks dat we in Nederland ongeveer driekwart van de landbouwgrond direct of indirect gebruiken om ons vee te voeden, importeren we jaarlijks rond de 9 miljoen ton stikstofrijk, genetisch gemodificeerd voer uit het Amazonegebied. Hierdoor kunnen we in ons kleine Nederland jaarlijks meer dan 500 miljoen dieren vetmesten en slachten. De ammoniak die hierbij vrij komt, maakt dat Nederland in Europa het land is met de meeste ammoniak uitstoot.

Distikstofoxide of lachgas (N2O)
De landbouw is dankzij het gebruik van kunstmest goed voor ongeveer een derde van de uitstoot van distikstofoxide of lachgas (N2O). Distikstofoxide is een broeikasgas dat ruim driehonderd keer sterker is dan koolstofdioxide (CO2) en mogelijk ook nog de ozonlaag afbreekt. Distikstofoxide komt vrij bij het gebruik van (kunst)mest en bij de verbranding van fossiele brandstoffen.

Stikstofdepositie
Gasvormige stikstof, op luchtstikstof na, slaat uiteindelijk ergens neer. Dit wordt stikstofdepositie genoemd en heeft verzuring en vermesting tot gevolg. In de bio-industrie kan stikstof in ammoniakvorm naar de atmosfeer ontsnappen. Ammoniak slaat al na ruim 10 kilometer neer en draagt bij aan verzuring van de bodem. Stikstofdioxide kan wel 1000 kilometer afleggen voordat het neerslaat. Opgelost in water vormt het salpeterzuur, wat zure regen veroorzaakt.

Verzuring
1.    Door de verzuring verouderen de bodems in een ongekend tempo: in Nederland gaat de verwering honderd maal sneller dan natuurlijk is, waardoor essentiële elementen uitspoelen.
2.    Voor de dieren heeft verzuring ook grote gevolgen. Zo blijkt dat verzuring ervoor zorgt dat calcium makkelijker uitspoelt, waardoor het niet meer beschikbaar is voor planten. Eieren krijgen steeds dunnere schalen, omdat vogels niet aan voldoende kalk kunnen komen. Hierdoor droogt een derde van de eieren uit en komen er dus geen kuikens uit. En als er toch kuikens komen, lijden die vaak aan calciumgebrek waardoor ze al in het nest hun pootjes breken. Ze sterven dan alsnog.
3.    Er zijn ook elementen die giftig zijn voor planten en juist beter opneembaar worden door verzuring, zoals aluminium. Naarmate de pH van een bodem verder onder de 5,2 komt wordt aluminium steeds beter oplosbaar. Kleibodems zitten boordevol aluminiumsilicaten; door verzuring kan het aluminium in de plant terechtkomen. Door het aluminium raken de vaten van de plantenwortels verstopt en wordt de opname van voedingsstoffen beperkt.
4.    Ook functioneren schimmels niet meer bij een te lage pH, een teveel aan stikstof of oplosbaar aluminium.

Vermesting
1.    Nitraat uit kunst- en drijfmest spoelt, in tegenstelling tot die uit organische stikstof, gemakkelijk uit. Zelfs als we vandaag zouden stoppen met bemesten blijven nitraten nog tientallen jaren uitlekken. Uiteindelijk komt de stikstof in het oppervlaktewater terecht, waardoor het water zo rijk aan voedingsstoffen wordt, dat algen explosief gaan groeien. Na het afsterven zakken de algen naar de bodem en worden ontbonden door bacteriën die zuurstof onttrekken aan het water en al het waterleven sterft.
2.    Sinds de introductie van kunstmest zijn veel bodems volledig afhankelijk geworden van externe stikstof input omdat de bacteriën uit deze bodems verdwenen zijn. Ook met dierlijke mest, compost en zelfs stikstofrijke mulch zorgen er voor dat vrijlevende stikstofbinders verdwijnen. Ze stoppen namelijk met werken als het gehalte aan opneembare stikstof te hoog wordt.
3.    In 150 jaar tijd zijn we in Nederland, mede dankzij de extra stikstof, 85% van de biodiversiteit kwijtgeraakt. Veel planten zijn stikstofmijders. Bij te veel stikstof in de bodem worden ze makkelijk weggeconcurreerd door stikstofminnende planten, zoals grote brandnetel en gewone braam. Zo is bijvoorbeeld het hoge stikstofgehalte niet goed voor volwassen eiken, wat kan leiden tot het uitsterven van onze inheemse eik. Een ecologische ramp voor de meer dan vierhonderd soorten schimmels, algen, mossen, korstmossen, insecten, vogels en vleermuizen, die rond deze boom voorkomen. Ook vermesting draagt net als verzuring bij aan het verlies van insecten. Hoewel pesticiden daarin een grote rol spelen, kunnen we stikstof ook niet wegcijferen.
4.    Het toevoegen van stikstof aan de bodem zonder ook koolstof toe te voegen verstoort de koolstof-stikstofverhouding in de bodem. Dat zorgt ervoor dat de bacteriën overmatig actief worden. Die verbruiken de resterende koolstof in de bodem voor hun stofwisseling, waarbij koolstofdioxide vrijkomt. Volgens de EU stoten de bodems in Europa tien keer zoveel koolstofdioxide uit als de Europese industrie.

Is er een oplossing?
De enige oplossing is simpelweg stoppen met kunstmest en het verbranden van fossiele brandstoffen. Dat vergt een totaal ander soort landbouw, waarbij het doel is voedsel van een zo hoog mogelijke kwaliteit te produceren. Zolang het doel zoveel mogelijk ton planten en zoveel mogelijk dieren per hectare is, zal hier niets aan veranderen. Het is dus evengoed een economisch als ecologisch verhaal. Efficiëntie zou moeten gaan over hoeveel gezondheid en biodiversiteit een hectare kan opleveren. Daarvoor is het nodig dat we vlees eten naar aanbod in plaats van naar vraag. Ook zullen we meer gebruik moeten maken van vaste gewassen.

Bron: Marc Siepman, De natuurlijke stikstofkringloop