Stikstof is een van die plantvoedingstowwe wat die meeste in landbou gebruik word om gewasgroei te bevorder. In hierdie artikel word die oorsake van stikstofverliese in landbou ondersoek, asook hoe dié verliese vermy kan word en watter stikstofhoudende produkte tot die meeste verliese bydra.
Alhoewel stikstof ‘n noodsaaklike element is vir die verbouing van gewasse, kan die ondoeltreffende gebruik van stikstofkunsmis tot verliese lei, wat nadelig vir die landbousektor is en ook ‘n nadelige uitwerking op die omgewing het.
Faktore wat ‘n rol speel
Die volgende faktore speel ’n belangrike rol in stikstofverliese:
- Klimaatstoestande.
- Grondeienskappe (fisies, chemies en biologies).
- Chemiese reaksies.
Figuur 1 dui die prosesse aan wat grootliks bydra tot stikstofverliese.
VERVLUGTIGING
Vervlugtiging weens ammoniakvorming is een van die grootste oorsake van stikstofverliese. Dit vind hoofsaaklik plaas wanneer ammoniumbevattende stikstofkunsmis bo-op of vlak in die grond toegedien word.
In hierdie proses vervlugtig ammoniakgas (NH3) uit die grond na die atmosfeer. Die proses waar ammonium (NH4+) na ammoniak (NH3) omgesit word, vind gewoonlik plaas wanneer die grond se pH hoog (alkalies) is en wanneer die grond genoeg water en lug bevat.
NH3 is ’n gas en dit sal uit die grond na die atmosfeer ontsnap wanneer dit nie meer aan die gronddeeltjies gebind is nie. Volgens ’n studie deur Snyder en Delgado (2005) kan tot 20% van die toegediende stikstofkunsmis onder bepaalde omstandighede weens die vervlugtiging van ammoniak verlore gaan.
DENITRIFIKASIE
Denitrifikasie is die mikrobiologiese proses waardeur nitraat in die grond omgeskakel word na stikstofgasse (N2 en N2O), wat dan in die atmosfeer ontsnap. Hierdie proses kom voor onder anaërobiese toestande wat in waterversadigde grond heers en dit kan bydra tot ’n afname in die stikstofvoorraad wat deur die gewasse opgeneem kan word.
Dié verskynsel vind slegs plaas in die nitraatvorm, maar dit kan ook ander stikstofbronne raak wat na nitraat omgeskakel word.
Denitrifikasie het nie net ’n negatiewe impak op stikstof beskikbaarheid nie, maar dit kan ook bydra tot die vrystelling van kweekhuisgasse soos N2O. Hierdie kweekhuisgasse dra betekenisvol by tot klimaatsverandering (Firestone & Davidson, 1989).
LOGING
Alhoewel loging nie geredelik onder droëlandtoestande plaasvind nie, kan dit tog onder sekere toestande plaasvind, soos wanneer oormatige reën in ’n kort tydperk ontvang word. Dit is ook ’n wesenlike probleem in besproeiingslande wanneer oorbesproeiing plaasvind.
Nitraat (NO3–) is ’n wateroplosbare stikstofvorm wat maklik in die grond beweeg en dieper lae kan bereik. Wanneer dit reën of besproeiing plaasvind, kan die nitraat wegbeweeg van die wortels en in die grondwater of nabygeleë riviere beland.
Die loging van stikstof kan aan die katioonuitruilkapasiteit (KUK) en grondeienskappe toegeskryf word. Sandgronde het ’n laer KUK en het dus minder plek op die uitruilkompleks om katione soos NH4+ vas te hou.
Wanneer ammonium nie geabsorbeer word nie, word dit makliker in die grond omgeskakel na NO3–, wat nie vasgehou word nie en dus makliker kan loog (Stevenson, 1986). Kleigronde, aan die ander kant, het ’n hoër KUK en kan dus meer katione vashou. Hierdie grondtipes is beter in staat om stikstof vas te hou, wat die loging van stikstof verminder.
Die loging van stikstof veroorsaak nie net ’n tekort nie, maar dit kan ook waterbesoedeling en gevolglike eutrofikasie veroorsaak, wat waterbronne se gehalte negatief beïnvloed (Barton & Colmer, 2004) deur die oormatige opbou van voedingstowwe daarin.
Beperk stikstofverliese só
GEBRUIK VAN BEDEKTE EN VERTRAAGDE VRYSTELLING-KUNSMIS
Een van die beste metodes om stikstofverliese te verminder, is die gebruik van stikstofkunsmisse wat ’n bedekking (urease-inhibeerders) het of wat vertraagde vrystellingseienskappe het.
Hierdie kunsmis stel stikstof oor ’n langer tydperk vry, wat die opname deur gewasse verbeter, asook die kans op vervlugtiging en loging beperk (Snyder & Bruulsema, 2012). Die inhibeerders kan gebruik word in gevalle waar die kunsmis uitgestrooi word en eers later ingewerk word, of in geenbewerkingspraktyke.
GRONDBESTUUR EN ORGANIESE MATERIALE
Die toepassing van goeie grondbestuurstegnieke, soos die gebruik van kompos (organiese materiale) of grondbedekking (deurlopende plantegroei), kan help om stikstof in die grond te behou.
Dit verminder denitrifikasie en verhoog die doeltreffendheid van stikstofkunsmis. Wanneer sekere stikstofbronne in die grond ingewerk word, is die stikstofverliese merkbaar minder. Gronde met ’n hoë organiese materiaalinhoud het die vermoë om stikstof beter vas te hou en die risiko van stikstofloging te verlaag (Lal, 2009).
VERMY OORVOEDING EN DIEN STIKSTOF OP DIE REGTE TYD TOE
Die regte hoeveelheid stikstof op die regte tyd is noodsaaklik om onnodige verliese te beperk. Oortoediening kan tot hoë verliese deur vervlugtiging lei, terwyl al die stikstof nie deur die gewasse opgeneem sal word nie.
Produsente kan die doeltreffendheid van stikstofkunsmis verhoog deur die stikstofbehoeftes van gewasse beter te verstaan (Reeves & Cox, 2007). Dit kan voordelig wees om grondmonsters te neem en dit dan volgens die resultate te bemes. Die beoogde opbrengsmikpunt moet ook tydens dié proses in gedagte gehou word.
Stikstofhoudende produkte met die meeste verliese
1. Stikstofbevattende kunsmis wat ’n hoë risiko vir ammoniakvervlugtiging het, maar ’n laer risiko vir loging, is:
- Watervrye ammoniak.
- Ureum.
- Ureum-ammoniumnitraat.
Hierdie kunsmisstowwe is erg onderhewig aan ammoniak vervlugtiging – veral in alkaliese gronde. Dit is egter minder geneig om onder normale omstandighede deur loging verlore te gaan. Indien daar oormatige waterbeweging deur die profiel is (Rabalais & Turner, 2001), kan
dit ’n probleem raak.
2. Stikstofbevattende kunsmisstowwe wat ’n lae risiko vir ammoniakvervlugtiging en denitrifikasie het, maar ’n hoë risiko vir loging, is:
- Diammoniumfosfaat (DAP).
- Monoammoniumfosfaat (MAP).
Hierdie kunsmisstowwe het ’n laer risiko vir ammoniakvervlugtiging en denitrifikasie, maar omdat die stikstof in die nitraatvorm voorkom, is dit vatbaar vir loging, veral in besproeiingsgebiede.
3. Stikstofbevattende kunsmisstowwe met ’n matige tot hoë risiko vir ammoniakvervlugtiging, loging en denitrifikasie, is:
- Ammoniumsulfaat.
- Ammoniumsulfaatnitraat.
- Kalksteenammoniumnitraat.
- Kaliumnitraat.
Dié kunsmisstowwe ondergaan tot ’n mate ammoniakvervlugtiging en loging, afhangende van die grondtoestande. Ammoniumsulfaat is minder vatbaar vir ammoniak vervlugtiging, maar dit kan in waterversadigde gronde aan denitrifikasie blootgestel word. Produkte wat nitraat bevat, soos ammoniumsulfaat nitraat en kaliumnitraat, het ’n groter risiko vir loging (Avery & Doran, 2002).
Samevatting
Om die impak van stikstofverliese in die landboubedryf te beperk, is dit belangrik om:
- Doeltreffende bemestingspraktyke en goeie grondbestuur toe te pas.
- Die geskikste kunsmis te gebruik vir die boerderypraktyke wat toegepas word.
- ’n Beter begrip te ontwikkel van die gewasse wat verbou word se stikstofbehoeftes.
Bronnelys
- Avery ED & Doran JW, 2002. Impact of fertiliser application on nitrate leaching. Agricultural Systems Journal, 72(2), pp.31-40
- Barton L & Colmer TD, 2004. Nitrate leaching in agricultural soils: A review of the impact of fertiliser use on nitrate loss. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 68(2), pp.1-12
- Davidson EA & Seitzinger SP, 2006. The role of nitrogen in the global nitrogen cycle. Ecology and the Environment, 12(3), pp.435-446
- Du Preez C & Ceronio G, 2024. Stikstofbevattende kunsmis: Is daar verskille in verliese? SA Graan, 2 Julie 2024. https://sagrainmag.co.za/2024/07/02/stikstofbevattende-kunsmis-is-daar-verskille-inverliese/ [4 Maart 2025]
- Firestone MK & Davidson EA, 1989. Microbiological basis of NO and N2O production and consumption in soil. In: Exchange of trace gasses between terrestrial ecosystems and the atmosphere, pp.7-21
- Havlin JL & Tisdale SL, 2005. Soil fertility and fertilisers: An introduction to nutrient management. Pearson Education
- Lal R, 2009. Soil management and greenhouse gas emissions. In: Advances in agronomy, Vol. 104, pp.122-141
- Rabalais NN & Turner RE, 2001. The eutrophication of the northern Gulf of Mexico. Environmental Pollution, 114(3), pp.200-210
- Reeves DW & Cox MS, 2007. The effect of fertiliser on nitrogen losses in agricultural soils. Agronomy Journal, 99(3), pp.653-663
