Samenwerkende nitrificatie-remmers met beste beheerspraktijken kunnen hogere opbrengst en stikstofbenuttingsgraad bereiken in semi-aride zoute‑alkalische bodems

Gewassen voeden op harde gronden

In veel droge delen van de wereld worstelen boeren met het produceren van voldoende voedsel op zoute, door de wind blootgestelde bodems, terwijl ze ook willen voorkomen dat kunstmest water en lucht vervuilt. Deze studie uit Binnen-Mongolië, China, laat zien hoe een slimmer gebruik van stikstofmest — ondersteund door speciale toevoegingen, nitrificatie-remmers genoemd — de maïsopbrengsten dicht bij hun potentieel kan brengen, mestverspilling kan verminderen en milieu‑schade kan beperken, zelfs wanneer neerslag schaars is.

De uitdaging van droge, zoute akkers

Aride en semi-aride gebieden beslaan meer dan 40% van ’s werelds landbouwgrond en leveren een groot deel van ons voedsel, maar ze kampen met serieuze problemen: weinig regen, zoute bodems en sterke afhankelijkheid van irrigatie. In het Hetao-irrigatiegebied in westelijk Binnen-Mongolië brengen boeren traditioneel zeer grote hoeveelheden stikstofmest op maïs uit — 300 tot 450 kilogram per hectare — in de hoop hoge opbrengsten te verzekeren. In de praktijk stagneren de opbrengsten echter rond slechts ongeveer 40% van wat mogelijk is. Veel stikstof ontsnapt naar de lucht of wordt weggespoeld naar kanalen en meren, wat geld verspilt en water vervuilt. De centrale vraag voor de onderzoekers was hoe men veel dichter bij de haalbare opbrengst kan komen met minder stikstof en minder verliezen naar het milieu.

Ontwerpen van een slimmer bemestingssysteem

Het team zette een driejarig veldexperiment op in een typische zout‑alkalische bodem met zeer weinig neerslag en overstromingsirrigatie vanuit de Gele Rivier. Ze vergeleken vier managementsystemen voor maïs: geen stikstof; de gebruikelijke hoog‑input praktijk van de boer; een ‘‘hoge‑opbrengst en hoge‑efficiëntie’’ systeem dat de stikstof met ongeveer een derde verminderde en de bemesting vereenvoudigde; en een ‘‘hoge‑opbrengst en stress‑tolerant’’ systeem dat dezelfde verlaagde stikstofdosis gebruikte maar een nitrificatieremmer genaamd DMPP toevoegde, gemengd door de kunstmest en één keer bij het planten toegediend. Alle percelen gebruikten dezelfde maïsvariëteit en vergelijkbare fosfor‑ en kaliumgiften, zodat verschillen hoofdzakelijk aan de stikstofstrategieën konden worden toegeschreven.

Meer graan met minder stikstof

Over 2020–2022 verloren de onbehandelde percelen gestaag aan productiviteit, wat bevestigt dat de bodem alleen geen hoogrenderende maïs kon voeden. Ter vergelijking bereikten beide verbeterde systemen met verminderde stikstof korenopbrengsten van 15–18 ton per hectare — ongeveer 80% van het lokale opbrengstpotentieel — en kwamen ze in normale jaren overeen met of benaderden ze de hoog‑input praktijk. Cruciaal is dat de geoptimaliseerde systemen dit deden met slechts 250 kilogram stikstof per hectare en slechts één bemestingsbeurt, vergeleken met 380 kilogram en drie beurten in het traditionele systeem. Dit verhoogde de stikstofbenuttingsgraad — het aandeel van de toegepaste stikstof dat daadwerkelijk door het gewas wordt opgenomen — van onder de 50% naar rond of boven de 60% in jaren met goede neerslag, waarmee internationale doelen voor ‘‘groene ontwikkeling’’ werden gehaald.

Ingebouwde verzekering tegen droogte

De zwaarste test vond plaats in 2022, toen de neerslag sterk daalde en de maïs tijdens een cruciale groeifase ernstige droogtestress ondervond. Onder deze zware omstandigheden leed het verminderde‑stikstofsysteem zonder remmer een merkbare opbrengstdaling vergeleken met de hoog‑input praktijk. Daarentegen behield het systeem met de nitrificatieremmer de opbrengsten, vooral door een hogere korrelmassa te behouden. Metingen toonden aan dat deze behandeling de bovengrondse stikstofopname behield, de fosfaatopname versterkte en de totale biomassa van de plant zelfs in het droge jaar handhaafde. Door de omzetting van ammonium naar nitraat in de hoge‑pH, zoute bodem te vertragen, hield de remmer meer bruikbare stikstof langer in de buurt van de wortels, waardoor planten beter met waterstress konden omgaan.

Schonere velden en wateren

Omdat gewassen meer van de toegepaste stikstof opnamen, lieten de verbeterde systemen veel kleinere stikstofoverschotten in het veld achter. De hoog‑input praktijk bouwde jaarlijks meer dan 160–200 kilogram extra stikstof per hectare op — stikstof die waarschijnlijk als gas ontsnapt of uitspoelt naar drainagesystemen. De geoptimaliseerde systemen halveerden dit overschot ruwweg, en in sommige jaren bracht de behandeling met remmer de inputs en outputs bijna in balans. Dat betekent minder risico op broeikasgasemissies en minder stikstof die in lokale waterlopen terechtkomt, waar het al als een belangrijke verontreiniger is aangemerkt.

Wat dit betekent voor boeren en het milieu

Voor boeren in droge, zoute regio’s biedt de studie een duidelijke boodschap: meer stikstof toevoegen garandeert niet automatisch meer graan, maar beter getimede en beter geformuleerde stikstof wel. Een enkele toepassing met verlaagde hoeveelheid stikstofmest, gecombineerd met een nitrificatieremmer, kan hoge maïsopbrengsten opleveren, het aandeel van mest dat planten daadwerkelijk gebruiken verhogen en de vervuiling verminderen. Misschien het belangrijkst: deze benadering werkt als een verzekering in droogtejaren en helpt gewassen hun opbrengst vast te houden wanneer water schaars is. Als dergelijke praktijken breed worden toegepast in vergelijkbare regio’s, zouden ze de voedselproductie kunnen verhogen en tegelijkertijd de druk op kwetsbare bodems en wateren verminderen.

Bronvermelding: Zeng, Z., Wu, L., Liu, J. et al. Synergistic nitrification inhibitors with best management practices can achieve higher yield and nitrogen use efficiency in semi-arid saline-alkali soils. Sci Rep 16, 5287 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36007-1

Trefwoorden: stikstofbenuttingsgraad, nitrificatieremmer, maïsopbrengst, semi-aride landbouw, zout‑alkalische bodem