Over fosfor (P) en fosfaat (P2O5)

Baat het niet dan schaadt het wel!Een goede bodem is de basis voor een efficiënte kringloop van fosfaat.

Ariën Baken, a.baken@planet.nlEerder docent Hogeschool van Hall Larenstein, Leeuwarden

P : P2O5 = 31 : 142 1 kg P = 2,29 kg P2O5

Apatieten: bijv. Ca5(PO4)3OH = hydroxyapatiet isbasis voor fosfaat kunstmest: superfosfaat = Ca(H2PO4)2

Fosfor is voor mens, dier en plant essentieel. Van belang voor: • Botopbouw, • Energiehuishouding • En zit in DNA (erfelijk materiaal) en RNA.

Behoefte van de mens:Ca. 600 á 700 mg P per dag Schatting consumptie op 1000 tot 1500 mg per persoon per dag.Via riool in Nederland lozen we per jaar is ca. 6000 tot 9000 ton P per jaar. Dat is ca. 3,0 á 4,5 kg P (7 á 10 kg kg P2O5) per ha Nederlandse landbouwgrond.

1 liter (half)volle melk = 940 mg P 1 liter melk per dag meer dan voldoende100 gram Goudse kaas = 525 mg P 5 plakken kaas net niet genoeg500 gram peulvruchten = 800 mg fosfor mooi genoeg300 gram s. karbonade = 600 mg fosfor precies genoeg300 gram tarwe brood = 600 mg fosfor precies genoeg

Te weinig fosfor: pijn in de botten, verkeerde vorming van de botten, toename gevoeligheid voor infecties. Te veel fosfor: botontkalking, belemmert absorptie van ijzer, koper en zink.

RNA regelt de eiwit syntheseDNA drager van erfelijk informatieBeiden met een schroefvormige ruggengraat (helix) van fosfaat.

Fosfaat in de wereld: ontwikkeling in het gebruik.

Source: FAOSTAT.

Toepassing van kunstmest, Guano (in Ned. vanaf 1845), Chilisalpeter,Fosforerts, Kunstmatige N binding,heeft snelle groei van de wereldbevolking mogelijk gemaakt.

Fosfor: Totaal winbare hoeveelheid wordt geschat op 2400 Mt (van de 4.200 Mt). In: H.A. Udo de Haes, e.a., Beleidsnotitie over fosfaat, LNV, 2009. Voorraden zijn voldoende voor 60 tot 130 jaar, bij huidige jaarverbruik van 20 Mt per jaar. Maar wel nemen de winningskosten toe als gevolg van afname van kwaliteit van fosfaatgrondstof.

Fosfor in de wereld: waar komt het voor?

De snelheid waarmee we fosfor winnen is veel groter dan de snelheid van de geologische aanmaak processen van fosforvoorraden .

“Huidige voorraden lopen leeg”.

Wereldprijzen van fosfaat 2000-2014

Bron: Schaarste en transitieKennisvragen voor toekomstigBeleid, min VROM, 2009

© a.baken@planet.nl

De fosfor kringloop

De fosfor kringloop

Fosfaatverzadigde grondFosfaatverzadigde grond: een grond die zodanig is opgeladen met fosfaat, dat op termijn in het bovenste grondwater een fosforconcentratie van 0,15 mg/l wordt overschreden.

Voor klei en zandgronden wordt deze concentratie bereikt of overschreden als de capaciteit van de bodemlaag tussen maaiveld en de gemiddeld hoogste grondwaterstand om fosfaat te binden met 25% is verbruikt.

KRW normen: zoet watersloten: fosfor = 0,22 mg P/l, stikstof = 2,4 mg N/l,

Algenbloei door (te) hoog N en P gehalte in oppervlaktewater

Groene alg bij relatief veel N, Blauwalg bij relatief veel P in het water.

Gevolg: zuurstof gebrek en giftige stoffen in het water (niet in zwemmen).

Om te voldoen aan de streefnorm van 0,15 mg P/l, wordt de maximale jaarlijkse

uitspoeling in kg per ha, met 300 mm wateroverschot per jaar:

• 0,15 mg P/l* 100 m*100 m*0,3 m*1000 l* 2,29 (P P2O5) = 1,03 kg P2O5

Bron: Milieu en Natuur Planbureau, 2007.

Fosfaat in de Wet: • 1987: akkoord minister Nijpels met

wasmiddelen fabrikanten over fosfaat vrije wasmiddelen.

• 1988: start mestregelgeving: uitrijperiode en gebruiksnormen voor fosfaat in dierlijke mest.

• 1998: MINAS verliesnormen voor stikstof en fosfaat.

• 2006: Invoering van het stelsel van gebruiksnormen, voor stikstof en fosfaat

• 2015: Doel evenwichtsbemesting.• 2016: Invoering van fosfaat(productie)quotum

per bedrijf.

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

Year

Surp

lus,

kg

P 2O

5/ha

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Cum

ulative surplus, kg P2 O

5 /ha

AnnualCumulative

Doel2015

Bron: Ehlert et al. 2011

Fosfaatbalans van Nederland 1880-2010

Fosfor, fosfaat voor de koe en in het voer

Fosfor behoefte droge en melkgevende koeienDroog staand: 12,0 kg ds/dag 1,9 gram/kg ds20 kg per dag 18,5 kg ds/dag 2,5 gram/kg ds = 39 kg P2O5 per jaar.30 kg per dag 21,0 kg ds/dag 3,0 gram/kg ds40 kg per dag 23,5 kg ds/dag 3,3 gram/kg ds Bron: CVB, 2007

Schatting gemiddelde fosforgehalte van rantsoen voor melkvee 4,2 g P/kg ds.Bron: WUR, rapport 324, 2010:Effect van fosforverlaging in melkveerantsoenen opfosfaatexcretie via de mest.

Standaard krachtvoer zit 4,0 – 5,5 gram P per kg ds (CVB 2007).

Eiwitrijk krachtvoer zit 5,5 – 7 gram P per kg dsGraskuil 3 tot 5 gram P per kg dsMais is ca. 2 gram P per kg ds

Conclusie: We voeren ca. 1 gram P per kg ds te veel. Dat is per koe (20 kg melk) ca. 7 kg P per koe per jaar (= 16 kg P2O5)

De Marke, 2011: L. van Zuijlen: Fosforverlaging in de melkveevoeding is technisch mogelijk tot 3,17 gram per kg ds.

Fosfor in de melk• P in de vorm van calciumfosfaat bindt de eiwitten.• Vet en Lactose bevatten weinig P. • In de kringloopwijzer wordt P berekend met een vaste factor: 0,97 gram P per kg melk Bron: WUR, 2014, rekenregels kringloopwijzer.

WUR discussie afvoer P in de Kringloopwijzer d.m.v. melk afhankelijk maken van hoeveelheid melk en eiwitgehalte (mondelinge mededeling Michel de Haan, WUR en onderzoek van Geronda Klop).

Melksamen-stelling

Gewichts-procenten

Variatie in eiwit: van 3 tot 4 %, 50 % genetisch

bepaald en 50 % door voeding.

WaterVettenEiwittenLactose

86,64,43,4 4,6

Andere stoffen zoals:mineralen, vitamines A,B,C,D,E,K

1

Caseïne (eiwit), aminozuren bijeengehouden door calciumfosfaat

Bron: Voedingsmagazin, juni 2009

Per kg melk:3,25 % eiwit = 0,90 gram P3,50 % eiwit = 0,97 gram P3,75 % eiwit = 1,04 gram P

Nummer 4371, een wereld vrouw

Fosfaatgebrek in mais

Fosfaat in de mest

Bij een bouwvoor/bewortelingzone van 0,15 m:

ca. 20 kg P2O5 doet het P-Al getal met 1 stijgen

een jaar geen P bemesting en wel oogsten (80 kg P2O5 per ha) kan het P-Al getal met 4 doen dalen.

P-AL wordt uitgedrukt in mg P2O5 /100 gram grond

 Fosfaat in de bodem: H2PO4

2- en H2PO4-

  In kg P205

per ha

Beschikbaar- heid voor de plant

 

Totale hoeveelheid bovenste 50 cm bodem

 2000 tot 10.000 P bepaald met:

Waarvan:    P-Al Pw PtotaalIn organische vorm, drijfmest = 4500 kg ds/ha/jaar

80 Aanvoer/jaar

Na mineralisatie  

In oplossing als H2PO41-

HPO42- en PO4

3-  1 tot 1,5 Direct beschikbaar

Gebonden aan: Ca, Fe en Al, bijv: Ca(H2PO4)2

  veel

Deels in de loop van het seizoen, deels slecht beschikbaar

 

Fe rijke bodems P fixatie   veel Niet

beschikbaar  

Planten hebben 0,1 tot 2 kg per dag per ha nodig afhankelijk van het groeistadium.

Pw = P extractie met water

P-Al = P extractie met ammoniumlactaat, pH 3,75

P-PAE : P-plant available elements, op basis van extractie met CaCl2.

BLGG: P van de kelder naar de keuken op de tafel en vervolgens op je bord

Ten Boer: ca. 55 ha, waarvan 6 tot 13 ha mais, met beweiding Ruim 100 koeien met jongvee, productie van ca. 9000 kg per jaar, vet = 4,3 % en eiwit = 3,4 %

P-benutting veestapel = 29 %

P-benutting bodem = 69 %

Rantsoen: 4,1 gram P/kg ds

2013203

Ten Boer, 2014

P-benutting veestapel = 29 %

P-benutting bodem = 107 %

Rantsoen: 4,1 gram P/kg ds

Ten Boer 2015P-benutting

veestapel = 30 %

P-benutting bodem = 110 %

Rantsoen: 4,2 gram P/kg ds

Strategie: minder P aanvoer door krachtvoer, zelfde hoeveelheid melk.

P-benutting veestapel van29

naar 33 %

P-benutting bodem van 69

naar 85 %

32

78

75

Overschot daalt van 32 naar12

41 Op basis van zelfde

hoeveelheid melk

Rantsoen gaat van 4,1 naar 3,5 P/kg ds

Strategie: minder P aanvoer door krachtvoer, zelfde hoeveelheid melk.

P-benutting veestapel van29

naar 33 %

P-benutting bodem van 69

naar 85 %

32

78

75

Van 32 naar 12

41 Op basis van zelfde

hoeveelheid melk

Gevolg: minder aankoop P krachtvoer, minder P

overschot en mogelijk een minder hoog eiwit percentage

in de melk

Rantsoen gaat van 4,1 naar 3,5 P/kg ds

De anorganische fosfaat gebonden aan Fe, Al en Ca vinden we goed verdeeld in de fijnere grondfracties, de organische fosfaat is afhankelijk van bemesting, opbouw en verdeling van humus in de bodem en bodemleven

Beschikbaarheid van fosfaat neemt toe door:• Aanvoer van gemakkelijk afbreekbare organische stof. • Productie van organische zuren (o.a. oxaal- en citroenzuur) door bodemleven en planten wortels. Organische anionen

binden zich aan Fe, Al en Ca en zorgen zo dat meer PO43- in

oplossing gaan.• Bekalken van zure gronden (tot pH van ca. 6,5). OH- bindt zich aan Fe en Al en

PO43- komt vrij. In het traject pH 6,5-7,5 (P gebonden aan Calciumfosfaat)

neemt fosfaatbeschikbaarheid toe bij afnemende pH.

Beschikbaarheid van fosfaat in de bodem:

Mycorrhiza = wortelzwam‘Verlengstukken’ van de wortel leveren fosfaat en ontvangen suikers (koolstof).

Planten hebben verschillende wortelstelsels, kunnen meer of minder wortels aanmaken en meer of minder zuren aanmaken.

Bodemstructuur bepaald welk deel van bodem toegankelijk is voor de wortels en of voor het bodemleven

Het bodemleven bepaald de snelheid waarmee organische stof wordt omgezet in voor de plant bruikbare mineralen

Conclusie:Verzorging van de bodemstructuur en stimulering van het bodemleven zijn belangrijke maatregelen om het fosfaat beschikbaar te krijgen en te houden voor de plant.

Protocol voor fosfaat:Zorg voor:• Veel in de kelder, weinig in de keuken en op de tafel en genoeg op je bord.• Een solide kelder zonder lekkages.• Een toegankelijke kelder, er is genoeg; zodat je snel iets kunt halen via de keuken en de tafel op je bord.• Een verzorgde keuken en tafel en tafelmanieren, zodat je niets versmeerd en vermorst. • Een vol bord met kwaliteit, voor al als je nog jong bent in het voorjaar. • En smaakvolle zodanig dat je ‘maag’ het goed kan benutten.• Eet niet zo veel dat je spoedig (in onbalans raakt) van tafel moet en naar het toilet.

NMI, 2014, ontwikkeling van ruwvoerkwaliteit.“Totale hoeveelheid P in de bodem blijft gelijk, beschikbaarheid neemt af”, hoe kan dat?

Aanbevelingen:

• Zorg voor een rantsoen met niet meer dan 3,5 gram P per kg ds• Ga op basis van kuilanalyse het P gehalte van krachtvoer samenstellen• Zorg voor een bodem met een P-Al van maximaal 45 door perceelsgewijs

voldoende, weinig of niet te bemesten.• Bemest per perceel, afgestemd op het P-Al getal• Zorg voor een maximaal doorwortelbare bodem, d.w.z. zorg voor een zeer

goede structuur, zodat de wortels bij het fosfaat kunnen komen.• Zorg voor een goed werkend bodemleven, t.b.v. mineralisatie org. stof• Geef je bodem rust met het oog op ontwikkeling van mycorrhiza