Mineraalgift als maatregel tegen verzuring

Mineraalgift als maatregel tegen verzuring
Leon van den Berg (Bosgroep Zuid Nederland)
Maaike Weijters (onderzoekcentrum B-WARE)
• Inleiding
Mineralen
Verzuring
Wat is er bekend?
• Onderzoek
Resultaten
Wat weten we nog niet?
• Conclusies
Wat zijn mineralen?
Een mineraal is een stof die in een homogene vaste vorm in de
natuur voorkomt en is gevormd door geologische processen.
Verzuring
Hoe komt het en wat doet het ook alweer?
16 februari 2011
5
Verzuring: antropogeen
Oxidatie
NATTE depositie
DROGE depositie
Bronnen:
Industrie
landbouw
16 februari 2011
Droge depositie van
Gassen en kleine
deeltjes
Natte depositie van
opgeloste zuren
6
Verzuring: gevolgen
• Achteruitgang ecosystemen
• Soorten verdwijnen
• Ziekten/plagen
• Etc.
Zure depositie
Wat gebeurt er in de bodem?
Welke effecten hebben de protonen
( H+ ) in de bodem?
Uitwisselbare kationen
Mg2+
Ca2+
Ca2+ -
-
Al3+
-
Mg2+
-- - - Klei /
organische
stof
-- 2+
Mg
K+
- Ca2+
Fe2+
Ca2+
Verzuring: uitwisselbare kationen
2 H+
Ca2+
Ca2+ -
-
Al3+
-
Mg2+
Mg2+
-- - - Klei /
organische
stof
-- 2+
Mg
K+
- Ca2+
--Ca2+
Fe2+
Verzuring van een geladen deeltje
Verzuring: uitwisselbare kationen
Ca2+
Ca2+ -
-
Al3+
-
Mg2+
Mg2+
-- - - Klei /
organische
stof
-- 2+
Mg
K+
-
H+
H+
--Ca2+
Fe2+
Ca2+
Calciumverlies naar bodemvocht  uitspoeling
mineralen
Mg2+
- - - K+
-2+
Ca Klei /
organische
- Ca2+
stof
-- 2+
2+
Mg
Ca
Mg2+
Ca2+
kaliveldspaat
Zand/mineralen
Mg2+
Uitwisselbare
kationen
Model naar: Bergsma 2016
Verwering mineralen
Mg2+
- - - K+
--
Ca2+
Ca2+-
Klei /
- Ca2+
organisc
- he stof
-- 2+
2+
Mg
Ca
Mg2+
Zand/mineralen
Ca2+
Uitwisselbare
kationen
Natuurlijke verwering zorgt voor aanvulling van de kationen vanuit de
verwering van mineralen
Model naar: Bergsma 2016
Verwering mineralen
2 KAlSi3O8 + 2H+ + 9 H2O  2 K+ + Al2Si2O5(OH)4 + 4 H4SiO4
(kaliveldspaat)
(kaoliniet)
(kiezelzuur)
Zure depositie
Zand/mineralen
K+
Uitwisselbare
kationen
K+
Model naar: Bergsma 2016
Zure depositie
Zand/mineralen
Uitwisselbare
kationen
Ca2+
K+
K+
Model naar: Bergsma 2016
Zure depositie
Zand/mineralen
Geen
uitwisselbare
kationen
K+
Uitwisselbare deel is geheel uitgeput, buffering door verwering van mineralen
Door de verzuring van de afgelopen 50 jaar
In de arme zandbodems:
• Afname kationen (uitspoeling Ca, K, Mg) in de bodem  bodems gaan over van
kationenbuffering naar aluminium- en ijzerbuffering
• Uitwisselbare kationen zijn op
• Buffering alleen nog door verwering van mineralen (maar ook deze raken op)
Wat te doen?
Bekalken
in combinatie met plaggen
Zure depositie
Kalk
Zand/mineralen
Uitwisselbare
kationen
Steenmeel
16 februari 2011
en grove maling 21
Zure depositie
Steenmeel
Zand/mineralen
uitwisselbare
kationen
Steenmeel: wat is bekend?
Fins onderzoek bij Grove den, Aarnio et al 2003, 10 jaar na toedienen
pH
%N
%organische stof
Controle
3,6
1,3
77
Kalk (0,5t/ha)
4,2
1,3
75
Steenmeel (0,3t/ha)
3,9
1,0
65
9000
Calcium gehalte (µg/gDW)
bodem na 10 jaar
6000
3000
0
controle
kalk
steenmeel
Tsjechisch onderzoek
Hoogtegroei fijnspar
Konasova et al 2012
steenmeel
kalk
controle
controle
mortaliteit
controle
controle
kalk
steenmeel
Onderzoek
16 februari 2011
27
Steenmeel en oud-bosplanten
Bosanemoon
overleving Mei 2016
overlevingspercentage
100%
80%
60%
0 (controle)
40%
1 (steenmeel)
20%
0%
eik
hazelaar
kers
Strabrecht, na 2 jaar
5,00
pH NaCl
4,50
4,00
*
*
3,50
3,00
2,50
2,00
Controle
Dolokal
Biolit 100
Biolit 200
Lavagruis
Lurgi
Uitwisselbaar Al (umol/kg
bodem)
4000
3500
3000
2500
2000
1500
*
1000
*
500
*
*
*
0
Controle
Dolokal
Biolit 100
Biolit 200
Lavagruis
Lurgi
Totaal nog verweerbaar
Uitwisselbaar
10
9
8
mmol/kg bodem
7
6
5
4
3
2
1
0
Controle
Dolokal
Biolit
Lavagruis
Lurgi
Conclusies Steenmeel
• Werking deels zoals verwacht (meer kationen, minder Al, hogere
basenverzadiging, geen/nauwelijks pH-effect) maar…
Conclusies Steenmeel
• Werking deels zoals verwacht (meer kationen, minder Al, hogere
basenverzadiging, geen/nauwelijks pH-effect) maar…
• Positieve effecten op vegetatie (b.v. Bosanemoon en Wilde Tijm)
Conclusies Steenmeel
• Werking deels zoals verwacht (meer kationen, minder Al, hogere
basenverzadiging, geen/nauwelijks pH-effect) maar…
• Positieve effecten op vegetatie (b.v. Bosanemoon en Wilde Tijm)
• Tijdgebonden effect (trage werking) bij sommige steenmelen
Conclusies Steenmeel
• Werking deels zoals verwacht (meer kationen, minder Al, hogere
basenverzadiging, geen/nauwelijks pH-effect) maar…
• Positieve effecten op vegetatie (b.v. Bosanemoon en Wilde Tijm)
• Tijdgebonden effect (trage werking) bij sommige steenmelen
• Geen negatieve effecten in N, P of metalen in bodem- of
plantchemie na twee effectjaren
Conclusies Steenmeel
• Werking deels zoals verwacht (meer kationen, minder Al, hogere
basenverzadiging, geen/nauwelijks pH-effect) maar…
• Positieve effecten op vegetatie (b.v. Bosanemoon en Wilde Tijm)
• Tijdgebonden effect (trage werking) bij sommige steenmelen
• Geen negatieve effecten in N, P of metalen in bodem- of
plantchemie na twee effectjaren
• Onbekend wat de effecten op schimmels en bacteriën zijn
(gebeurt er meer dan we zien?)
Steenmeel het “Ei van Columbus”?
• Niet zomaar uitvoeren
– Nog weinig ervaring
– Alleen in zeer zure, soortenarme systemen
– Afhankelijk van uitgangssituatie
– Kostbaar (2000-5000 euro/ha)
– Praktische problemen (beschikbaarheid, duurzaamheid, insporing,
helicopter)
Steenmeel het “Ei van Columbus”?
• Geen structurele maatregel op zichzelf
– Combineren met andere maatregelen zoals bosomvorming en
herintroductie
Steenmeel het “Ei van Columbus”?
• Op korte termijn effectief genoeg?
– Soort, korrelgrootte, dosering, combineren met snelwerkende
bufferstoffen
Lopende onderzoeken
•
•
•
•
•
•
Eikensterfte
Heideherstel
Herstel heischrale graslanden
Combineren steenmeel met P, kalk……
Dosering + maling
Plantgat bemesting
Steenmeelonderzoek
Steenmeel het “Ei van Columbus”?
• In potentie wel, maar……
– Niet overal
– We moeten nog veel leren, dus onderzoek en
monitoring zijn belangrijk
– In combinatie met andere maatregelen
– Verzurende depositie moet omlaag
– Samenwerken en kennis delen
Dank voor uw aandacht
Leon van den Berg: [email protected]
Maaike Weijters: [email protected]