‘Ramp: Peak Phosphorous in 2030’, roepen academici

Plassend paard in de Golan. De plas is ook meststof (ureum)

Peak Oil is de theorie uit 1956 van Marion King Hubbert van Technocracy Inc, werkzaam bij Shell in Texas. Olieproductie zou volgens zijn modelvoorspelling rond het jaar 2000 haar productiepiek bereiken, waarna de winning in zou zakken. Die piek stond bekend als de Hubbert-piek.

Technische verbetering zou die piek hooguit iets opschuiven. In 2011 kon ik voor biologenkrant Bionieuws berichten over de andere ‘piek’-theorie van academici: piek-Fosfor. Fosfaat-voorraden zouden na het jaar 2030 steeds schaarser worden, met rampzalige gevolgen voor voedselprijzen.

Kunstmest

‘de rampen niet te overzien’
Cees Buisman, Wagenings hoogleraar Biologische kringlooptechnologie en directeur van watertechnologisch instituut Wetsus agendeerde deze ‘fosfaatcrisis’op 18 maart 2011 in Het Financieele Dagblad. Die zou ‘belangrijker zijn dan een beetje temperatuurstijging’. En ‘als er over 150 jaar een fosfaattekort is zijn de rampen niet te overzien’.

Buisman adverteerde uiteraard voor Wetsusonderzoek naar biologische kringlooptechniek in de school van voorganger Gatze Lettinga, de onderzoeker die het spoelwaterloze toilet van academisch krediet voorzag. Maar zijn logica is onweerlegbaar. De bij huidige technologie economisch winbare voorraden fosfaat, zijn over een dikke eeuw uitgeput volgens US Geological Survey.

De Hubbert-piek van de Peak Oil theorie uit 1956, technische verbeteringen zouden ‘de piek’ enkel iets opschuiven

Fosfaat – en dus kunstmest – wordt dan schreeuwend duur, en daarmee ook ons voedsel. Nederlanders zouden weer op de poepton moeten. Bovendien komt 90 procent van de fosfaat uit mijnen in slechts 3 landen: Marokko, China en de Verenigde Staten. ‘Een situatie erger dan het OPEC-kartel’, zo stelt Wagenings Landbouwwetenschapper Bert Smit.

Nu is overdrijven ook een vak. Het woord ‘op’, is namelijk een rekbaar begrip in mijnbouw. Voortschrijdende techniek kan vroeger onwinbare voorraden plots economisch aantrekkelijk maken.

Kern van de ‘crisis’ is het onvervangbare karakter van fosfaat bij voedselproductie. ‘Of de voorraden uitgeput raken over 150 jaar of later, die vraag doet niets af aan de kern van het probleem’, reageert Smit, hoofdauteur van het alarmerende onderzoeksrapport ‘Fosfaat, van teveel naar tekort’in 2009.

Krakeenden Joure RWZI

‘Alle gewassen hebben fosfaat nodig’
‘Olie als energiebron is vervangbaar, maar álle gewassen hebben fosfaat nodig, en we gaan er totaal niet duurzaam mee om. Je zou daarom nu alvast aan oplossingen moeten werken, in plaats van dat je over 50 tot 100 jaar voor het blok komt te staan.’

De bewustwording van de fosfaatcrisis aan de verre horizon, vindt internationaal plaats. In de Verenigde Staten agendeert een team wetenschappers fosfaatschaarste onder leiding van ecoloog James Elser van Arizona State University, met het Sustainable P-initiative.

Hij organiseerde in februari in Arizona zijn ‘Sustainable P’-conferentie, die oplossingen gaf uit landbouw en biotechnologie. Wageningse landbouwwetenschappers als Smit zijn aangesloten bij het Global Phosphorous Research Initiative. (GPRI). Dit is een in 2008 opgerichte denktank van Australiërs en Zweden die de ‘crisis’agendeert.

De GPRI rept al over ‘peak phosphorous’ rond 2030. Een punt waarop er – net als bij Peak Oil – meer voorraden verbruikt worden dan gewonnen. De plotselinge prijsstijging van fosfaat in 2008 was volgens GPRI de eerste stuiptrekking van aankomende schaarste.

De tijd van goedkope kunstmest zou ten einde lopen, net als bij olie eerder het geval was. Maar net als bij olie zijn deze schattingen omstreden. Toch reageert de markt. ‘Bij Unilever gaan ook al geluiden op om vanwege die prijsstijging óók de fosfaat in afwasmiddelen te vervangen’, stelt Buisman desgevraagd. ‘Zelfs al werken deze beter mét fosfaat’.

Stalmest uitrijden

Bij de wortel aanpakken
De Nederlandse overheid kiest al jaren vooral voor afknijpen van fosfaattoevoer. In 2015 zou ‘evenwichtsbemesting’moeten zijn bereikt. Dan mag een boer evenveel fosfaat toevoegen, als er weer uit gaat via oogst. Maar eenzijdig Sonja Bakkeren met fosfaat in de landbouw heeft zijn tekortkomingen, zo beschrijft het rapport van Smit.

‘Als wordt gekozen voor een maximale fosfaatefficiëntie, in plaats van een maximale productie, zal dit leiden tot een lagere productie per hectare en daarmee tot een toename van het areaal landbouwgrond. Dit zal dan al gauw ten koste gaan van natuurgebied.’

Biologen kunnen daarom juist een vorkje mee prikken, bij onderzoek dat bij lagere fosfaatgift de opbrengst intact houdt. Smit’s eigen onderzoek pakt die onderzoeksvraag bij de wortel aan, van groenten welteverstaan. In Acta Hortanica in 2010 beschrijft hij bemestingsproeven met spinazie, wortels en uien. Die eenjarige gewassen lijden het meeste onder de lagere fosfaatgift van evenwichtsbemesting.

‘De groei van gewassen hangt af van de hoeveelheid fosfaat die de wortels kunnen opnemen’, zegt Smit. ‘Wanneer je in het jonge stadium van de plant dicht op de wortels bemest, heb je minder fosfaat nodig. Is de plant groter gegroeid, kun je de normale hoeveelheid toedienen. Zo heb je toch weer bespaard, zonder opbrengstverlies.’

Bij plaatsing van bemesting dicht op de wortel, trad bij 4 kilogram fosfaat evenveel extra groei op als bij 87 kilogram ‘gewone’bemesting.

Met kunstmest op het moeras bevochten

Gentechgewassen
Gemodificeerde gewassen zouden landbouw bij lage fosfaatgehaltes mogelijk maken. Dat kan door in te spelen op de natuurlijke mechanismen, die een plant uit de kast haalt bij fosfaatschaarste. De meeste planten vergroten bij fosfaatschaarste in de bodem hun worteloppervlak. Dan nemen ze makkelijker voedingsstoffen op.

Maar die aanpassing kost de plant energie en dus gewasopbrengst. Biotechnologen willen die gunstige eigenschappen van grotere wortelstelsels en voedingsstofopname bewaren, zonder de opbrengst aan te tasten.

Roberto Gaxiola van Arizona State University, deelnemer aan het Sustainable P-congres, kiest voor deze biotechnologische aanpak. Hij modificeerde het gen AVP1 bij rijst en tomaten, dat bij fosfaatschaarste voor extra wortelvertakking zorgt. Zo kon hij in het lab de groei van biomassa tot 2,3 maal vergroten bij gelijke fosfaatwaarden. Dat beschrijft Gaxiola in het Plant Biotechnology Journal in 2007.

Verdere verbetering is mogelijk volgens Gaxiola. ‘Maar grootschalige toepassing is nog iets voor de toekomst’, reageert hij per email. ‘De belangrijkste horde bij het opschalen van experimenten naar proefvelden, is protest van de milieubeweging bij het gebruik van GM-gewassen. Daarom is het lastig toestemming te krijgen voor grotere veldexperimenten.’

Deze aanpassing zou volgens Gaxiola handig zijn voor landbouw op fosfaatarme, verzilte gronden in de Tweede en Derde Wereld. Efficiëntere landbouw op arme gronden zou veel erosie kunnen voorkomen. Die erosie zorgt nu voor evenveel fosfaatverlies door uitspoeling, als er jaarlijks aan fosfaat in kunstmest belandt.

Rioolwaterzuiveringsbiodiversiteit

Verbrand slib met fosfaat gedumpt
Wat de milieubeweging misschien wel toestaat: Recycling van riooleffluenten van huishoudens. Dit zou volgens Smit in 20 procent van de Nederlandse fosfaatbehoefte kunnen voorzien. Nu verspilt Nederland evenveel fosfaat via verbranding en daarna storting van rioolslib, als er aan fosfaat in gewassen van het land wordt gehaald.

‘Bij het verwijderen van fosfaat uit rioolwater, gebruikt men nog bij 75 procent van de installaties ijzersulfaat’, zegt Cees Buisman, directeur van Wetsus. ‘Dat ijzerhoudende fosfaat is onbruikbaar voor hergebruik in een fosforfabriek, wordt verbrand en gestort in een mijn in Duitsland.’

Bij een kwart van rioolwaterzuiveringsinstallaties gebruikt men de biologische methode met acinetobacter-stammen. Deze methode komt uit de school van Mark van Loosdrecht van de TU Delft. De bacteriën nemen het fosfaat uit rioolwater op als polyfosfaten bij aërobe omstandigheden. Zij laten het later in anaërobe omstandigheden in grotere concentraties los in het slib. Dat slib is bruikbaar als ruwe grondstof voor chemische industrie, via een fosforfabriek.

Rioolwaterzuiveringsbiodiversiteit

‘Toch belandt ook een groot deel van dit herbruikbare slib alsnog in de verbranding, door vermenging met ijzerhoudend fosfaat’, zegt Buisman. ‘Scheiding van de verschillende slibsoorten is een logistieke nachtmerrie. Wij zoeken daarom manieren om met zowel biologische fosfaatscheiding als elektrochemische manieren, het fosfaat beschikbaar te maken in hogere concentraties.

Dan zou het economisch zijn om het terug te winnen als hoogwaardiger fosfaat, dat je als meststof kunt gebruiken. Het fosfaat dat je zo wint, zou je dan eigenlijk weer terug moeten sturen, naar de landen waar je nu het veevoer van soja en tapioca (en dus fosfaat RZ)vandaan haalde. In een ideaal geval, is de voedingstoffenkringloop zo weer een beetje meer gesloten. ’

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *