Stikstofdepositie melkveebedrijf meten met gras en mos

Het doel van dit onderzoek is om emissie en depositiepatronen van ammoniak rondom twee melkveestallen in kaart te brengen, zowel ruimtelijk als door de tijd. Door deze manier van onderzoeken kan in kaart worden gebracht welk deel van de uitgestoten ammoniak lokaal neerslaat of elders.

In een latere fase van het project worden de meest geschikte biomonitors gebruikt in drie Natura 2000-gebieden waar het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) met Cotag-masten de ammoniakdepositie meet en modelleert. 'De bedoeling is om na deze eerste drie jaar onderzoek met biomonitors de gemeten stikstofdepositie te vergelijken met de waardes van het RIVM. Wij hopen in de tweede helft van 2022 de eerste resultaten te kunnen presenteren', zegt onderzoeker Henrik Barmentlo van de Universiteit van Amsterdam.

Opname stikstofverbindingen

Volgens Barmentlo is een biomonitor een organisme dat in het veld verbindingen opneemt, in dit geval stikstofverbindingen. 'Omdat stikstofverbindingen belangrijke voedingsstoffen zijn, zal in situaties dat er onvoldoende stikstof beschikbaar is, de beschikbare stikstof snel worden opgenomen door het organisme. Van dat feit maken we gebruik om via verschillende benaderingen de stikstofdepositie te bepalen.'

Voor deze proef is Italiaans raaigras, opgekweekt in een kas onder stikstofarme omstandigheden, ingezet. 'Je maakt de planten als het ware hongerig naar stikstof, omdat ze dat nodig hebben voor de groei. Na verloop van tijd plaats je potten met de planten in het veld, bijvoorbeeld op verschillende afstanden rond een boerderij, en daar laat je de potten een vaste periode staan. Alle stikstof die via natte en droge depositie op de plant en op de bodem terechtkomt, wordt opgenomen door de plant, want de plant heeft immers een stikstoftekort', licht de onderzoeker toe.

Splitsen

'Na de vaste periode haal je de plantenpotten weer op, splits je de inhoud van de potten in bovengrondse en ondergrondse plantendelen, in bodem en in water. Door de stikstof in deze verschillende compartimenten te analyseren, kun je bepalen wat de ruimtelijke patronen zijn van stikstofdepositie rond de boerderij.'

Daarnaast wordt onderzocht in welke mate de plant gebruikmaakt van de twee verschillende stabiele isotopen van stikstof om de bron van de depositie te bepalen. 'Stikstof (N) komt voor in de natuur in twee massa's, namelijk 14 en 15, oftewel 14N en 15 N. De meeste stikstof bestaat uit 14N, met slechts een kleine hoeveelheid 15N. Toch is deze kleine hoeveelheid belangrijk, omdat er bij bepaalde stikstofomzettingen een voorkeur is voor een van de twee vormen', zegt Barmentlo.

Andere verhoudingen

Deze kleine schommelingen in de verhouding tussen 14N en 15N die op deze manier ontstaan, zijn goed te meten. 'Van dit principe maken we gebruik bij het vaststellen van de bron van stikstofdepositie. De stikstof in ammoniak die vervluchtigt uit mest, heeft namelijk een andere 14N:15N-verhouding dan de stikstof in stikstofoxiden van het verkeer en de industrie. Door het meten van de 14N:15N-verhouding in biomonitors kun je dus een uitspraak doen van de bron van de opgenomen stikstof.'

Voor dit verschil worden de onderzoeker mossen, zoals bleek dikkopmos, gebruikt als biomonitor. 'Mossen zijn hiervoor geschikt omdat ze wel stikstof nodig hebben, maar geen wortels hebben. Ze nemen dus niets vanuit de bodem op. Daarom zijn ze helemaal afhankelijk van wat ze uit de neerslag en uit de lucht opnemen. En dat is stikstofdepositie in de vorm van gereduceerd stikstof en stikstofoxiden.'