A2 Afwenteling naar lachgas (BO-53-002-029, BO-53-002-021)

Project: EZproject

Project Details

Description

De opslag van koolstof in landbouwgronden is een van de maatregelen die de Nederlandse overheid wil nemen om broeikasgasemissies te beperken. Het toedienen van organische stof heeft echter ook effect op de stikstofkringloop en daarmee op de emissie van het broeikasgas lachgas (N2O). Lachgas wordt gevormd tijdens de microbiële processen nitrificatie en denitrificatie in de bodem, water en andere bronnen waar stikstofomzettingen plaats vinden (bijvoorbeeld compostering).

Lachgas is een sterk broeikasgas; de Global Warming Potential (GWP ) van N2O is 265 hoger dan die van CO2 op een tijdschaal van 100 jaar (IPCC 2013). De concentratie van N2O is echter veel lager (ongeveer een factor 1000) dan CO2, waardoor het totale broeikaseffect van CO2 groter is (64% van het broeikasgaseffect) dan van N2O (6% van totaal). Lachgas is niet alleen een broeikasgas, maar ook een gas dat de ozonlaag aantast. Na het uitfaseren van chloorfluorkoolstofverbindingen in het kader van het Montreal Protocol is N2O-emissie de belangrijkste emissiebron die leidt tot afbraak van de ozonlaag (Ravishankara et al. 2009; Wuebbles 2009[1]).

Nederland hanteert een landenspecifieke methode om N2O-emissie uit de landbouwgronden te berekenen; deze methode is opgenomen in het NEMA-model (National Emission Model Agriculture; (Bruggen et al. 2018; Lagerwerf et al. 2019[2]). De N2O-emissie uit de landbouw heeft aandeel van 3,1% van de totale broeikasgasemissie in Nederland (Coenen et al. 2017[3]); hiervan is 90% afkomstig van landbouwgronden.

Het is belangrijk om inzicht te hebben in de effecten van organische stof in landbouwgronden op N2O-emissie, omdat een toename van de N2O-emissie de effectiviteit van koolstofopslag voor mitigatie van broeikasgasemissies kan verlagen of mogelijk zelfs teniet doen.

Sommige organische meststoffen, met name dierlijke mest, bevatten gemakkelijk afbreekbare organische stof die tijdelijk kan leiden tot een hoge N2O-emissie. De organische stof in de bodem bestaat uit een mengsel van organische verbindingen van verschillende herkomst, leeftijd en afbreekbaarheid met mogelijk een verschillend effect op N2O-emissie. Veeljarige toediening van stikstofhoudende organische stof kan resulteren tot ophoping van organische stikstof en dit kan het risico op nitraatuitspoeling verhogen. Organische stof kan via verschillende mechanismen een effect hebben op N2O-emissie (Velthof en Rietra, 2018[4]):

  1. afbreekbare organische stof is de energiebron voor denitrificerende (lachgas-producerende) bacteriën,
  2. bij afbraak van organische stof wordt zuurstof geconsumeerd en dit kan leiden tot zuurstofloze omstandigheden in de bodem met een verhoogde denitrificatie-activiteit en
  3. organische stof is belangrijk voor de bodemstructuur. Structuurbederf door een laag gehalte aan organische stof kan de leiden tot een lager zuurstofgehalte in de bodem. Dit kan zowel leiden tot een hogere lachgasemissie als lagere lachgasemissie (onder zuurstofloze omstandigheden wordt N2O gereduceerd naar N2). Waarschijnlijk speelt de grondsoort hierbij een rol; in kleigronden is de kans op zuurstofloze omstandigheden waarbij N2O wordt gereduceerd tot N2 groter dan in zandgrond.
  4. In organische stof kan minerale stikstof worden vastgelegd (immobilisatie) en dit kan leiden tot minder N2O-emissie.
  5. Nitraat is een bron van indirecte N2O-emissie. Mocht de opslag van koolstof in landbouwgronden leiden tot een toename van nitraatuitspoeling, dan leidt dit ook tot een toename van indirecte N2O-emissie.

 

In 2018 zijn in het kader van Slim Landgebruik twee gasanalyzers aangeschaft om N2O- en CO2-emissies uit landbouwgronden te kunnen bepalen. Er worden vanaf 2019 experimenten en pilots uitgevoerd om de afwenteling van koolstofmaatregelen op N2O-emissie te kwantificeren en maatregelen te ontwikkelen om koolstofopslag in landbouwgronden te realiseren zonder toename van N2O-emissie. In deze projectvoorstel worden incubatie- en veldstudies voorgesteld om in 2019 en 2020 verschillende vragen en hypothesen te beantwoorden of relatie koolstof en lachgasemissie.

 

[1] Ravishankara, AR, Daniel, JS, Portmann, RW (2009) Nitrous Oxide (N2O): The Dominant Ozone-Depleting Substance Emitted in the 21st Century. Science 326 (5949), 123.

Wuebbles, DJ (2009) Nitrous Oxide: No Laughing Matter. Science 326 (5949), 56-57. 10.1126/science.1179571

[2] https://www.wur.nl/nl/Onderzoek-Resultaten/Projecten/Commissie-van-Deskundigen-Meststoffenwet-CDM/Documenten/Gasvormige-emissies-NEMA.htm

[3] Coenen, P, van der Maas, CWM, Zijlema, PJ, Arets, E, Baas, K, van den Berghe, A, van Huis, EP, Geilenkirchen, G, Hoogsteen, M, Spijker, J, te Molder, R, Dröge, R, Montfoort, JA, Peek, CJ, Vonk, J, Oude Voshaar, S, Dellaert, S, 2017. Greenhouse gas emissions in the Netherlands 1990-2015 : National Inventory Report 2017. Emissies van broeikasgassen tussen 1990 en 2015.

[4] Velthof, G.L.; Rietra, R.P.J.J. (2018) Nitrous oxide emission from agricultural soils

Wageningen Environmental Research Research report 2921

StatusActive
Effective start/end date1/01/1931/12/21