Tegenwind brengt binnenkort een lange documentaire met de Nederlandse natuurkundige prof dr Kees de Lange over onder andere klimaatverandering, de rol van het door mensen geproduceerde CO2 daarin en natuurlijk ook over stikstof en het onrecht dat de boeren wordt aangedaan. Prof dr. de Lange is lid van een Amerikaanse denktank, de CO2 Coalition. Men wordt lid op uitnodiging, en de leden zijn stuk voor stuk deskundig op beta-gebied (natuurkunde, scheikunde, biologie, bodemkunde, geologie, technische wetenschappen, etc.) Bij zaken die in de belangstelling staan, vraagt het bestuur of er leden zijn die mee willen werken aan een wetenschappelijk artikel. Onderaan dit stik staat het volledige -technische- artikel in pdf-vorm dat op die manier tot stand is gekomen, geschreven door 4 auteurs, waaronder professor Kees de Lange zelf.
Naast kooldioxide (CO2) en methaan (CH4) is nu ook stikstofoxide (N20) opgenomen in het pantheon van antropogene "demonische" gassen. Volgens hen leiden de toenemende concentraties van deze moleculen tot een ongewone en ongekende opwarming en zullen zij op hun beurt leiden tot catastrofale gevolgen voor zowel onze ecosystemen als de mensheid.
Landen over de hele wereld zijn bezig het gebruik van stikstofmeststoffen sterk te verminderen of af te schaffen op basis van tot nu toe slecht begrepen eigenschappen van stikstofoxide. In Canada wordt een vermindering van de N2O-uitstoot met 40 tot 45% voorgesteld en in Nederland met maximaal 50%. Sri Lanka's volledige verbod op kunstmest in 2021 leidde tot de totale ineenstorting van hun hoofdzakelijk agrarische economie.
Om de broodnodige informatie over N2O te verstrekken, heeft de CO2-coalitie een belangrijk document gepubliceerd waarin het opwarmend effect van het gas en zijn rol in de stikstofcyclus worden geëvalueerd. Gewapend met deze essentiële informatie kunnen beleidsmakers nu weloverwogen beslissingen nemen over de kosten en baten van een verplichte vermindering van deze nuttige molecule.
Dit nieuwe document sluit aan bij eerdere verslagen van de CO2-coalitie over andere broeikasgassen, kooldioxide en methaan.
Belangrijkste punten uit het rapport:
Bij het huidige tempo zou een verdubbeling van N2O in meer dan 400 jaar plaatsvinden.
De opwarming van de atmosfeer door N2O wordt geschat op 0,064oC per eeuw.
De toenemende gewasproductie vereist een voortdurende toepassing van synthetische stikstofmeststoffen om een groeiende bevolking te voeden.
N2O en zijn opwarmingsvermogen
Het eerste deel van het document is zeer technisch en behandelt het broeikaseffect van N2O. Net als CO2 is stikstofoxide een lineaire, chemisch inerte molecule die infrarode straling absorbeert. N2O heeft echter een langere levensduur in de atmosfeer dan CH4 omdat het beter bestand is tegen chemische of fysische afbraak. Toenemende atmosferische concentraties van N2O dragen waarschijnlijk bij tot enige opwarming van de atmosfeer van de aarde. Om te beoordelen hoeveel dat waarschijnlijk is, gaan de auteurs uit van goed gevalideerde stralingsoverdrachtstheorieën en beschikbaar experimenteel bewijsmateriaal in plaats van zeer complexe algemene circulatieklimaatmodellen, die onbetrouwbaar zijn gebleken.
De huidige N2O-concentratie op zeeniveau bedraagt 0,34 deeltjes per miljoen (ppm) en neemt toe met ongeveer 0,00085 ppm/jaar. Dit stijgingspercentage is sinds 1985 stabiel en er zijn geen aanwijzingen voor een versnelling. Een vergelijking met CO2, bij een huidige concentratie van ongeveer 420 ppm, is op zijn plaats. Voor de huidige concentraties van broeikasgassen is de stralingsforcering per toegevoegde N2O-molecule ongeveer 230 keer groter dan de forcering per toegevoegde CO2-molecule. Dit klinkt slecht, maar wat zijn de feiten?
De groeisnelheid van CO2-moleculen is ongeveer 2,5 ppm/jaar, oftewel ongeveer 3000 keer groter dan de groeisnelheid van N2O-moleculen. De bijdrage van stikstofoxide aan de jaarlijkse toename van de forcering is dus 230/3.000 of ongeveer 1/13 van die van CO2. Als de belangrijkste broeikasgassen CO2, CH4 en N2O ongeveer 0,1 C/decade hebben bijgedragen aan de opwarming van de aarde die de afgelopen decennia is waargenomen, zou dit overeenkomen met ongeveer 0,00064 graden Celsius per jaar of 0,064oC per eeuw opwarming door N2O, een hoeveelheid die nauwelijks waarneembaar is. In het huidige tempo zou een verdubbeling van de N2O-concentratie meer dan vier eeuwen duren en volgens figuur 5 van het document zou de opwarming nauwelijks merkbaar zijn.
De stikstofcyclus
Samen met water en koolstof is stikstof van essentieel belang voor het plantenleven en de juiste verhouding ervan is cruciaal voor een optimale groei. Koolstof is voor planten beschikbaar uit CO2 in de atmosfeer; stikstof moet in de bodem beschikbaar worden gemaakt. Daartoe fixeren diverse micro-organismen en plantensoorten, met behulp van symbiotische micro-organismen, diatomische stikstof (N2) uit de atmosfeer in de bodem, waar het terechtkomt in ingewikkelde cycli van stikstofhoudende verbindingen die zich min of meer vrij in de bodem kunnen bewegen en ten dienste staan van vele planten. Door de activiteit van micro-organismen (recente werkzaamheden tonen aan dat archaea van vergelijkbaar belang zijn als bacteriën) eindigt de stikstofcyclus met het vrijkomen van N2, en in veel mindere mate N2O, terug in de atmosfeer. Vanwege de verliezen in de atmosfeer en de uitspoeling naar waterlopen moet de stikstof in de bodem voortdurend worden aangevuld om de plantengroei te optimaliseren.
Agrarische en natuurlijke vegetatieve groei dragen vergelijkbare hoeveelheden bij aan de stikstofcyclus. Voor een optimale gewasgroei zijn grote hoeveelheden stikstof nodig. Sommige stikstof wordt geleverd door dierlijke mest en rottende planten. Deze bronnen van stikstof zijn echter ontoereikend voor de behoeften van de landbouw om een groeiende wereldbevolking te voeden.
Wie de wereldbevolking wil voeden heeft stikstofbemesting nodig
Figuur 14 uit het artikel vergelijkt het verband tussen het toenemende gebruik van kunstmatige stikstofmest en de toenemende opbrengsten van verschillende gewassen in de VS vanaf 1866. De sterke correlatie tussen stikstofbemesting en gewasopbrengsten is opvallend. Figuur 13 toont wereldwijd een soortgelijke overeenkomst tussen het gebruik van stikstofkunstmest en de opbrengst van graangewassen. Uiteraard kunnen veranderingen in ingewikkelde processen niet aan één enkele oorzaak worden toegeschreven. Ook andere minerale meststoffen zoals fosfor en kalium, betere plantenrassen zoals hybride maïs en de toenemende concentratie van CO2 in de atmosfeer zijn van groot belang voor de gewasproductie. De cruciale rol van stikstofmeststoffen bij de enorme stijging van de gewasopbrengsten is echter onmiskenbaar.
Het voeden van een wereldbevolking die met 1,1 procent per jaar groeit is geen triviale zaak. Verwoestende hongersnoden uit het verleden zijn de afgelopen eeuw op afstand gehouden door de bovengenoemde fundamentele wetenschappelijke ontwikkelingen. Momenteel vertonen veel regeringen, onder invloed van ''groene'' pressiegroepen, een gevaarlijke neiging om het gebruik van stikstofmeststoffen te beperken om boeren ''terug naar de natuur'' te brengen om de wereld te redden van een ''klimaatramp''. In Nederland overweegt de regering grote aantallen boeren uit hun bedrijf te zetten om zogenaamd catastrofale opwarming door N2O-uitstoot te voorkomen. Zoals dit nieuwe artikel aantoont, zal de N2O-uitstoot een triviaal effect hebben op de temperatuurstijging. Boeren zelf, niet overheidsbureaucraten, moeten de optimale hoeveelheden stikstofmest bepalen om de opbrengst van de gewassen te maximaliseren.
Landbouw zonder kunstmest is weliswaar zeer arbeidsintensief en levert zeer lage opbrengsten op, maar is wellicht haalbaar voor een klein deel van de wereldbevolking dat bereid en in staat is ervoor te betalen. Het is echter ondenkbaar dat de groeiende massa, of zelfs de huidige wereldbevolking, kan worden gevoed zonder het intelligente, wetenschappelijk onderbouwde gebruik van stikstof en andere meststoffen.
"Groene" illusies kunnen miljarden mensen niet voeden.
Hieronder kunt u het volledige wetenschappelijke dossier van de CO2 Coalition downloaden in pdf-vorm.