Mineralisatie van koolstof uit urine, feces, en drijfmest van melkkoeien na mengen met zandgrond

Samenvatting

De ligboxenstal met roostervloer en drijfmestproductie is het dominante huisvestingssysteem in de Nederlandse melkveehouderij. Bij de ontwikkeling van nieuwe stalsystemen is er aandacht voor systemen waarbij urine en feces zoveel mogelijk apart worden gehouden bij de uitscheiding, de opslag, en aanwending op het land. Urine en feces verschillen duidelijk in eigenschappen, wat de vraag oproept wat gescheiden toediening betekent voor de afbraak van organische stof (OS) uit deze meststoffen in de bodem. Om het perspectief van bronscheiding voor OS-management vast te stellen, is er behoefte aan informatie over het gedrag van beide fracties en van mengsel drijfmest na toediening aan de bodem. In laboratoriumonderzoek is eerder waargenomen dat drijfmest de mineralisatie van grond-C (een afgeleide van de afbraak van grond-OS) kan remmen, en ook dat de mineralisatie van drijfmest-C enkele maanden na toediening tot stilstand kan komen. Het apart meten van de C-mineralisatie van urine en feces kan behulpzaam zijn om te achterhalen welke fractie verantwoordelijk is voor deze effecten, en of het mengen van de fracties tot drijfmest een oorzaak is. Er is daarom onderzoek uitgevoerd waarin de C-mineralisatie van urine, feces, en drijfmest apart is gemeten na mengen met grond. Hypothesen waren dat 1) bij toediening van alleen feces de mineralisatie van feces-C niet tot stilstand zou komen, zoals bij drijfmest, maar zou blijven doorgaan; 2) de toediening van alleen urine de mineralisatie van grond-C zou remmen; en 3) toegediende C sneller zou mineraliseren bij gescheiden toediening van urine en feces dan bij gezamenlijke toediening als drijfmest. Deze hypothesen zijn in het laboratorium onderzocht in een incubatieproef (bij 20°C) met herhaalde meting van de CO2-respiratie na het wel of niet mengen van een zandgrond met (indicatief) 4 ton ha-1 verse urine, 6 ton ha-1 verse feces, of 10 ton ha-1 verse drijfmest, en daarvan een dubbele, drievoudige, of viervoudige dosering. De CO2-respiratie (C-flux) is gebruikt om de C-mineralisatie tijdens de proefperiode te berekenen. Uit de resultaten blijkt dat na toediening van verse feces de mineralisatie van feces-C na uiterlijk 112 dagen tot stilstand kwam. Dit wijst erop dat het tot stilstand komen van de C-mineralisatie van drijfmest, enkele maanden na toediening, niet het gevolg hoeft te zijn van het mengen van feces met urine, maar ook veroorzaakt kan worden door de feces. In de eerste weken na toediening van feces was de C-flux hoger bij een hogere gift, maar later werden verschillen kleiner. Aan het einde van de proef, na 168 dagen incubatie, was de C-flux bij de hoogste giften kleiner dan bij de controle met alleen grond, wat wijst op een (beperkte) stimulering van de mineralisatie van grond-C (‘priming’) eerder tijdens de proefperiode. Aan het einde van de proef was er van de feces-C nog 70 tot 73% over. Bij toediening van verse urine piekte de mineralisatie van urine-C direct na start van de incubatie en nam daarna snel af. De C-flux was alleen op dag 1 proportioneel hoger bij hogere gift. Vanaf dag 14 was de flux bij toediening van urine lager dan bij de controle, wat betekent dat urine de mineralisatie van grond-C remde, waarschijnlijk als gevolg van het relatief hoge zoutgehalte. Aan het einde van de proef was er als gevolg van een oplopende urinegift naar schatting respectievelijk 25%, 39%, 44%, en 41% minder grond-C gemineraliseerd vergeleken met de controle. Na correctie voor dit remmende effect waren de geschatte overblijvende percentages urine-C bij oplopende gift respectievelijk 7%, 34%, 45%, en 51%. Verwacht wordt dat het remmende effect van urine op de mineralisatie van grond-C onder veldomstandigheden kleiner zal zijn dan in laboratoriumproeven, vanwege een matigend effect van regenval, gewasopname van zouten, en effecten van plaatsing van de urine. Bij toediening van verse drijfmest piekte de mineralisatie van drijfmest-C meteen na start van de incubatie en nam daarna snel af. De fluxen waren op dag 14 al aanzienlijk afgenomen en vanaf dag 84 lager dan bij de controle. De aan drijfmest toegerekende percentages overblijvende C aan het einde van de proef waren bij oplopende gift respectievelijk 91%, 79%, 81%, en 80%. Gecorrigeerd voor het remmende effect van de urine in de drijfmest waren de geschatte overblijvende percentages drijfmest-C respectievelijk 58%, 53%, 63%, en 67%. Deze gecorrigeerde percentages zijn voor een veldsituatie een meer realistische benadering van de overblijvende C uit rundveedrijfmest. Tot slot bleek de gescheiden toediening van verse urine en verse feces geen wezenlijk andere C-mineralisatie te geven dan de gezamenlijke toediening als verse drijfmest.