Door Alterra en PRI is een model ontwikkeld dat een volledig bodem-gewas-systeem simuleert (FUSSIM2-CNGRAS), en waarmee maatregelen ter vermindering van de stikstof- en fosfaatbelasting van het oppervlaktewater kunnen worden doorgerekend. Als illustratie een analyse van de stikstofbelasting van het oppervlaktewater bij aan- en afwezigheid van een onbemeste bufferstrook op een graslandpercee

Beek, C.L., van

Conijn, J.

Heinen, M.

Oenema, O.

Dutch

Wageningen Yield 

P L A T F O R M 
Bufferstroken op grasland 
om de stihtofbelasting van 
het oppervlaktewater te 
verminderen 
IR. C. VAN BEEK, ALTERRA 
IR. J. C O N I J N . PLANT RESEARCH INTERNATIONAL 
DR.IR. M. H E I N E N , ALTERRA 
PROF.DR.IR. O. OENEMA, ALTERRA 
De belasting van het oppervlaktewater met stikstoj en fosfaat uit de landbouw bedraagt naar schat-
ting ongeveerde hel/t van de totale belasting. Het huidige mestbeleid is erop gericht om de belasting 
door de landbouw drastisch te verminderen, maai'de effectiviteit van veel maatregelen is met duide-
lijk. Experimenteel onderzoek is een tijdrovende bezigheid. Het doorrekenen van de effecten van 
verschillende maatregelen met simulatiemodellen gaat veel sneller, waarbij vervolgens een selectie 
van veelbelovende maatregelen experimenteel ivordtgetoctst. lu ceugezamcnlijk project van Alterra 
en Plant Research International is ecu model ontwikkeld waarmee maatregelen ter vermindering 
van de stikstof en fosfaatbelasting van het oppervlaktewater kunnen worden doorgerekend. 
In deze studie wordt een eenvoudige situ-
atie geanalyseerd; de stikstofbelasting van het 
oppervlaktewater van een perceel met een 
onbemeste strook (bufferstrook) langs de 
slootrand. De simulatieberekeningen laten 
zien dat deze bufferstroken zorgen voor een 
lagere stikstofbelasting van het oppervlakte-
water. Ze tonen ook aan dat nitraatuitspoeling 
slechts een fractie is van de totale hoeveelheid 
stikstof in omloop. De stikstofbelasting van 
het oppervlaktewater in de situatie met 
bufferstroken was na twee jaar met 20 procent 
afgenomen ten opzichte van de oorspronke-
lijke situatie. Dit effect bleek echter beïnvloed 
te zijn door een zekere aanlooptijd van de 
bufferstrook. Per kilo toegediende mest was de 
bufferstrook pas in het tweedejaar effectief. 
Met het simulatiemodel FUSSIM2-CNGRAS 
kunnen nog tal van andere strategieën 
worden doorgerekend voor stikstof en fosfaat. 
In samenspraak met onder meer waterbeheer-
ders, boerenorganisaties en landbeheetders 
lijkt het genoemde simulatiemodel bruikbaar 
om strategieën ter vermindering van de stik-
stof- en fosfaatbelasting van het oppervlakte-
water te ontwerpen. 
De concentraties stikstof en fosfaat in het 
oppervlaktewater liggen in grote delen van 
Nederland te hoog. Ze leiden tot excessieve 
algenbloei en vervolgens tot verstikking van 
het watermilieu. De landbouw is hiervoor 
medeverantwoordelijk. Er zijn reeds veel 
maatregelen genomen om de stikstof- en 
fosfaat-uitstoot uit de landbouw te verminde-
ren. Maar vooralsnog lijken die niet het 
beoogde effect te bereiken. Nieuwe maat-
regelen zijn in ontwikkeling, maar het is 
moeilijk om het effect van een bepaalde maat-
regel op voorhand in te schatten. Het gebruik 
van simulatiemodellen kan daarbij een hulp-
middel zijn. 
Recentelijk is door Alterra en Plant 
Research International een model ontwikkeld 
dat een volledig bodem-gewas-systeem simu-
leert. Dit model is tot stand gekomen door een 
koppeling tussen een bodemfysisch model 
(FUSSIMz) en een grasland-managementmo-
del (CNGRAS). Door deze koppeling is het 
mogelijk geworden om het effect in stikstofbe-
lasting van het oppervlaktewater van verschil-
lende beheersmaatregelen door re rekenen. 
Het bodemfysisch model is reeds met succes 
toegepast in de glastuinbouw en de akker-
bouw. 
Het bodemfysische model is een tweedi-
mensionaal simulatiemodel voor watertrans-
port, Stoffentransport, wortelopname van 
water en nutriënten in verzadigde-onverza-
digde, poreuze media. Het grasland-manage-
mentmodel is geschikt voor koolstof- en stik-
stofstromen op perceelsschaal. In dit model 
wordt tevens de organische stof dynamiek in 
de bodem gesimuleerd, die met name voor 
stikstof een belangrijke rol speelt. 
Ter illustratie van het model is een 
eenvoudige situatie geanalyseerd: de stikstof-
belasting van het oppervlaktewater bij aan- en 
afwezigheid van een bufferstrook op een gras-
landperceel. Daartoe is gewerkt met een fictief 
perceel van 12 metet breed op een zandgrond. 
Op twee meter diepte bevindt zich een 
ondootlatende laag waatdoor geen transport 
kan plaatsvinden. Vetder wordt zeven keer per 
Aft). 1: Het modclpro/ïcl en de beschouwde processen schematisch weergegeven. 
, bufferstrook 
depositie 
neerslag transpiratie 
bemesting 
Vervluchtiging 
t 
verdamping 
N20 en N2 
gras 
6 m 
* H 2 0 14/15-2000 
P L A T F O R M 
jaar uitsluitend gemaaid tussen half april en 
half oktober. Bemesting vindt steeds drie 
dagen na iedere oogst plaats; na de laatste 
oogst wordt niet bemest. Een bemesting 
bestaat uit 46 kg stikstof in gelijke delen 
verdeeld over nitraat en ammonium. 
Het beschouwde perceel is schematisch 
weergegeven in afbeelding 1. Onderscheid is 
gemaakt tussen de bovenste 30 cm en de 
ondergrond. De bovengrond heeft andere fysi-
sche eigenschappen dan de ondergrond. Aan 
weerszijden van het perceel is een sloot van 
1,30 m diep. In verband met symmetrie kan 
volstaan worden met de simulatie van een half 
perceel. In de afbeelding komt de rechterzijde 
dus overeen met het midden van het profiel. 
In deze studie zijn twee berekeningen 
A/b. 2: Nitraatuitspoelincj naar sloot [links] en nitraatuitspoeling naar sloot per kilo toegediende mest (rechts). 
20% 
met bufferstrook 
2 0.08 
c 
1 0.06 
jË 
a 0.04 
I 
% 0.02 -
0 
O zonder bufferstrook 
U met bufferstrook 
jaar 1 jaar 2 jaarl jaar 2 
Aft), y. Nirraatvcrdeling aan het begin van de simulatie (boven), na eenjaar (midden] en tweejaar (onder) voorde 
situatie zonder bujjerstrook (links) en met bufferstrook (rechts). Aan de linkerzijde ligt de sloot (wit]. 
N03-N (mg/l) 
afstand (cm) 
Massabalans van het bodem-gewas-systeem met en zonder bujjerstrook in het tweedejaar (kilo per hectare). 
In Uit 
zonder 
buffer-
strook 
met 
buffer-
strook 
zonder 
buffer-
strook 
met 
buffer-
strook 
NO, NH4 NO, NH4 NO, NH4 NO, NH4 
bemesting 160 160 117 117 opname* 352 356 286" 325 
mineralisatie - 369 - 345 nitrificatie - 213 - 178 
depositie - 42 - 42 denitrificatie 2 2 1 1 
nitrificatie 213 - 178 - uitspoeling 
naar opper-
vlaktewater 16 o 10 o 
accumulatie 3 0 - 3 0 
Totaal 373 571 295 504 Totaal 373 571 294 504 
'Opname' staat voor de totale opname door de plant (dus ook niet-oogstbare gedeelten). 
gemaakt: één met volledige bemesting en één 
met een onbemeste strook langs de sloot van 
anderhalve meter breed. Bij de berekeningen 
is ervan uitgegaan dat de stikstofconcentratie 
van het slootwater nul is, zodat bij infiltratie 
van slootwater geen stikstof wordt toegevoegd 
aan de bodem. Uitspoeling van nutriënten is 
beschouwd als belasting van het oppervlakte-
water. De berekeningen werden voor twee jaar 
uitgevoerd, waarbij dagelijks de weersgege-
vens van 1988 werden ingelezen. Dit jaar is 
gekozen, omdat 1988 een vrij gemiddelde 
neerslag(verdeling) heeft. Voorafgaand aan de 
berekeningen werd het model twee jaar door-
gerekend (zonder bufferstrook) om een initiële 
stikstofverdeling te bepalen. Ook hierbij 
werden de weersgegevens van 1988 gebruikt. 
Het effect van een bepaalde maatregel 
wordt meestal aangegeven als een (procentu-
ele) reductie in de totale nitraatbelasting per 
jaar. In het geval van een bufferstrook is de 
totale bemesting echter lager dan in de refe-
rentiesituatie (bij een gelijke bemestingsin-
tensiteit), wat sowieso al leidt tot een vetmin-
derde belasting. Een andere methode is om 
het effect van een bufferstrook uit te drukken 
als nitraatbelasting per kilo bemesting per 
jaar. Deze methode houdt wel rekening met 
een lagere mestgift m de situatie met buffer-
strook, maar geeft minder inzicht in de 
grootte van de belasting. Om zoveel mogelijk 
inzicht in de resultaten te krijgen, zijn in deze 
studie beide methoden toegepast. 
Resultaten 
In afbeelding 2 is zowel het verloop van de 
nitraatbelasting (links) als de nitraatbelasting 
per kilo mest per jaar (rechts) weergegeven 
voor twee jaar. Uit de linketafbeelding blijkt 
dat verreweg het meeste nitraat in de periode 
oktober-maart uitspoelt. De bufferstrook 
reduceerde de totale nitraatuitspoeling met 20 
procent ten opzichte van de referentiesituatie, 
maar dit effect kan voor het grootste deel 
toegeschreven worden aan het tweedejaar. De 
nitraatbelasting per kilo bemesting viel in het 
eerste jaar hoger uit voor de situatie met 
bufferstrook dan voor de referentiesituatie. In 
het tweedejaar was de nitraatbelasting per 
kilo bemesting wel lager in de situatie met 
bufferstrook dan in de referentiesituatie en 
werd een reductie bereikt van zeven procent 
(rechterafbeelding). 
Discussie 
Uit bovenstaande blijkt dat het effect van 
een bufferstrook veel minder groot is als reke-
ning wordt gehouden met de lagere mestgift. 
Bovendien heeft een bufferstrook een aanloop-
tijd van tenminste eenjaar. Voor die tijd is de 
bufferstrook weinig effectief en leidt zelfs tot 
een hogere belasting per kilo toegediende 
H 2 0 14/15-2000 
P L A T F O R M 
mest. Dit komt omdat initieel dezelfde 
hoeveelheid stikstof uitspoelt in beide situ-
aties, maat in de situatie met bufferstrook 
doot een lagere mestgift wordt gedeeld. De 
bufferstrook heeft pas effect als de concentra-
tieverdeling in de bodem zich heeft aangepast, 
zodanig dat de concentratie aan de tand van 
de sloot laag is. 
In afbeelding 3 is de ruimtelijke verdeling 
van de nitraatconcentratie weergegeven aan 
het begin van de simulatie fboven), na één jaar 
(midden) en na twee jaar (onder). Links staat 
de situatie zonder bufferstrook afgebeeld en 
rechts de situatie met bufferstrook. Uit deze 
afbeelding blijkt duidelijk dat een buffer-
strook leidt tot een andere nitraatverdeling 
met aan de rand van de sloot een lage nittaat-
concentratie, wat leidt tot een verminderde 
uitspoeling. 
Nitraatuitspoeling is slechts een fractie 
van de massabalans van het totale systeem. In 
de tabel is de massabalans weergegeven voor 
het tweedejaar. Doordat uitspoeling slechts 
een kleine post is op de balans, zullen onzeker-
heden in andere balansposten leiden tot grote 
verschillen in de berekende nitraatuitspoeling. 
Bovendien leidt een bufferstrook niet alleen 
tot een lagere belasting van het oppervlakte-
water, maar ook tot een lagere droge stof 
opbtengst (niet in tabel opgenomen). De 
opbrengst was ongeveer zes procent lager in de 
situatie met bufferstrook dan in de teferentie-
situatie voor beide jaren. 
Conclusie 
Deze voorbeeldberekening laat zien dat 
het aanleggen van bufferstroken tot een sterke 
vermindering leidt van de absolute stikstofuit-
spoeling door grasland op zandgrond. Per kilo 
toegediende mest is de vetmindering echter 
veel kleiner. De uitspoeling van stikstof naar 
her oppervlaktewater is slechts een fractie op 
de stikstofbalans van het totale bodem-gewas-
systeem, waardoor de onzekerheid van de 
uitkomsten groot is. 
LITERATUUR 
ComjnJ. (2000). Description oja grassland management model 
/or C and N jlows at Jield scale (in voorbereiding). 
De VosJ. en M. Heinen [1999). Afstemming van de organische 
bemesting op variatie in ruimte en tijd. Rapportage van 
Lovittkhocve-experimenten in 199&. 
Heinen M. en P. de Willigen {1998}. FUSSIM2: A two-dimen-
sional simulation model jor water jlow, solute transport 
and root uptake of water and nutrients in partly unsatura-
ted porous media. Quantitative approaches in Systems 
Analysis 20., DLO Research Institute/or Aerobiology and 
Soil Fertility and the CT. de Wit Graduate School for 
Production Ecology. 
Hemen M. {199/}. Dynamics 0/watet and nutrients m closed, 
recirculating cropping systems in glasshouse horticulture. 
Proefschrift Landbouwuniversiteit Wagmingcn. 
Van Beck C. en M. Heinen f2000). Strategieën voor verminde-
ring van N-belasting van het oppervlaktewater. Een 
verkennende studie naar de mogelijkheden van een gecom-
bineerdgebruik van de simulatiemodellen FUSSIM2 en 
CNGRAS. Rapport zo, Alterra. 
WöstenJ., G. Veerman enj. Stolte (1954). Waterretentie- en 
doorlarendlieidskarakteristieken van boven- en ondergron-
den tn Nederland: de Staringreeks. Technisch Document 
18, Staring Centrum. 
advertentie 
E G B 
E r k e n d 
kivua k iwa 
&L 
Had je maar... 
alles van bodem, grondwater tot bron in één hand! 
Wij, de specialisten van Haitjems nemen graag en deskundig de totale 
zorg voor bodem, watervoorziening en waterwininstallatie 
van u op ons, en houden deze voor u in de hand. 
Grondboor-bedrijf Haitjema B.V is gespecialiseerd in: 
• diepe boringen • onderhoud 
• waterwinputten • bodemonderzoek 
• energieopslag • bronbemaling 
grondboorbedrijf 
haitjema b.v. 
Wisseling 10, Postbus 109, 7700 AC Dedemsvaart tel.:0523-612061 fax:0523-615950 e-mail: info@haitjema.nl internet: 
CONTINUE BEWAKING MET 
ZELFLEGENDE MONSTERNEMERS! 
Belangrijkste kenmerken: 
• Geconditioneerde monsteropslag in 12 of 16 glazen fle 
• Automatisch legen en spoelen van de fles met het oudste 
monster 
• Uiterst eenvoudige bediening, Nederlandstalig menu 
Gunstig geprijsd / £ \ t 
VEGA Industriële Automatisering, Algolweg 15, 3821 BG Amersfoort. 
INDUSTRIËLE AUTOMATISERING Postbus 210, 3800 AE Amersfoort, Tel.: 033-4502502, Fax: 033-4561414, e-mail info@vega-nl.com 
Geen omkijken naar 
Bent u op zoek naar continue monstername volgens het 
d r u k / v a c u ü m - of doors t roompr inc ipe? D a n is de 
V E G A M O N 9 8 / S P 1 / Z voor u de oplossing. U beschikt bij 
een eventuele calamiteit altijd over een vers monster voor 
analyse, zonder er naar om te hoeven kijken. 
H 2 0 14/15-2000 


Bufferstroken op grasland om de stikstofbelasting van het oppervlaktewater te verminderen

Name not available

http://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/fulltext/370081

Bufferstroken op grasland om de stikstofbelasting van het oppervlaktewater te verminderen

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Wageningen Yield

Name not available