Magisch magnesium

BOERDERIJ 107 — no. 42 (12 juli 2022)
Door Rochus Kingmans

Het klinkt te mooi om waar te zijn: je gooit magnesiumchloride in de mestput en de ammoniakemissie daalt fors. Toch zijn boeren lyrisch en zijn LNV, provinciale bestuurders en de wetenschap hoopvol gestemd.

Terwijl alles en iedereen over elkaar heen buitelt over de gebiedsgerichte stikstofdoelstellingen
en over de manier hoe dat te bewerkstelligen, vindt er in betrekkelijke stilte een belangwek.kend onderzoek plaats op de Dairy Campus in Leeuwar.den. Betrekkelijke stilte, want er is een groeiende groep van inmiddels 250 boeren die werkt met het middel FarMin-G. De bedrijven achter dit middel, winningsbe.drijf Nedmag in Veendam en vooral de verkooporganisa.tie FarMin in Gorredijk, bestoken al een aantal jaar als ware missionarissen de politiek en de wetenschap om de in hun ogen heilzame werking van magnesiumchlo.ride onder de aandacht te brengen. Heilzaam omdat het volgens hen de ammoniakemissie verlaagt en de mestkwaliteit verbetert, waardoor het bodemleven een positieve impuls krijgt. En met succes, want bijvoor.beeld de CDA-gedeputeerde Henk Jumelet in de provin.cie Drenthe, mede namens zijn collega’s in Friesland en Groningen, is overtuigd van de potentie van dit middel. In diverse media riep hij LNV de voorbije maanden op om tijd en ruimte vrij te maken om deze innovatie een serieuze kans te geven. Sterker nog, de drie noordelijke provincies zijn de opdrachtgevers van vervolgonderzoek dat zeer binnenkort op Dairy Campus in Leeuwarden van start gaat.

Brede toepasbaarheid van magnesiumchloride

Het magnesiumverhaal begint bij het bedrijf FarMin van Andries Huisman in Gorredijk. De supergedreven Fries verkocht al jaren magnesiumchloride van Nedmag aan boeren. Volgens hem bindt het magnesium (Mg) de am.moniak, vertraagt het het fermentatieproces in de mest en bevordert het de vorming van bladgroen (chlorofyl). De component chloride (Cl) heeft volgens Huisman een positieve invloed op de uitwisseling van gassen, de foto.synthese, de weerbaarheid tegen ziekten (het voorkomt ophoping van vrije aminozuren) en op het intracellulair vochttransport binnen de plant.

In 2015 klopte Huisman aan bij Nedmag om ze te wijzen op de in zijn ogen gigantische potentie voor boeren om hun ammoniakuitstoot vanuit de stal en bij het uitrijden van mest te verminderen. Nedmag zag er wel wat in. Anko Vos, business development manager agro bij Nedmag: “Als bedrijf zijn we sterk in chemie en wij geloven heilig in de werking van magnesiumchlo.ride, ook in mest.” Door magnesium, in de vorm van magnesiumchloride, toe te voegen aan de mest ontstaat een scheikundige reactie met het in de mest aanwezige ammonium en fosfaat waarbij struviet wordt gevormd. In scheikundige formules ziet dat er als volgt uit: Mg2+ + PO4 – + NH + + 6H O -> Mg(NH )(PO ) (H O). “Dit proces wordt al tientallen jaren gebruikt in de afvalwaterzuive.ring, waarbij daar het doel is om fosfaat vast te leggen in struviet”, aldus Vos. Nu is magnesium in mest norma.liter de beperkende factor, waardoor er relatief weinig struviet gevormd kan worden. Door magnesiumchloride toe te voegen wordt fosfaat de beperkende factor en kan er meer struviet worden gevormd. Daarbij wordt het ammonium in de mest vastgelegd, wat leidt tot minder ammoniakemissie.

Roy ten Peze in Sibculo voegt vloeibaar magnesiumchloride toe aan de mestput. In het laboratorium leidde het additief tot 40% minder ammoniakemissie. Een eerste praktijkproef op Dairy Campus haalde dat niet. Nu start een tweede proef, waarbij het additief over de roosters wordt gesproeid.

Eerste proeven

Om de werking in mest aan te tonen, financierde Nedmag eerst laboratoriumproeven. Daaruit bleek de chemische reactie inderdaad op te treden. Daarna is er twee keer een pottenproef opgezet, waarbij de methaan-en ammoniakemissie is gemeten uit de potten gevuld met melkveemengmest, waarbij diverse doseringen magnesiumchloride zijn gebruikt. Gert Jan Monteny – voormalig WUR-onderzoeker, nu eigenaar en oprichter van Monteny Milieu Advies en een erkend ammoniak-expert – was bij beide proeven betrokken. “We zagen een reductie van de ammoniakemissie tot wel 40%, afhankelijk van de dosering van magnesiumchloride.” Monteny was onder de indruk, niet alleen vanwege de werking van het magnesiumchloride, maar ook omdat Nedmag en FarMin een transparant doseer-, meng- en monitoringssysteem hadden ontwikkeld om het gebruik van Far Min-g door boeren in de praktijk te borgen. Het kan dan wel werken, maar de overheid, de vergunningverlener, zal toch echt de keiharde garantie moeten hebben dat het spul ook daadwerkelijk wordt gebruikt.

Het borgingssysteem waar Monteny op doelt, is ontwikkeld door Andries Huisman van FarMin. Dat begint bij het precies in kaart brengen van de inhoud van de mestkelder. Via sensoren in elke put wordt twee keer per dag de hoogte gemeten en doorgestuurd naar een database. Als een boer de vloeibare magnesiumchloride toedient, gaat dat straks gebeuren via een pomp waar een flowmeter aan hangt. Ook die stuurt de gegevens van hoeveel magnesiumchloride is toegediend naar de database. Via het door Huisman geconsulteerde bedrijf StruVital Smart Farming beschikt hij over een controle-unit waardoor het systeem alleen werkt bij magnesiumchloride. Alle data komen samen in een app waarmee de boer ook de benodigde dosering kan bepalen.

Onderbouwing bij meeste additieven ontbreekt 
Magnesiumchloride is zeker niet het enige middel dat aan mest toegevoegd kan worden om op die manier de mestkwaliteit te verbeteren. Maar onderzoek in 2020 naar 31 ad ditieven liet zien dat de wetenschappelijke onderbouwing bij de meeste middelen ontbrak. Laat staan dat er was nagedacht over een deugdelijke borging van de inzet van het additief door boeren. 

Het onderzoek is uitgevoerd door drie studenten van de HAS Hogeschool in Den Bosch in opdracht van de provincie Noord-Brabant. Het betrof vijftien biologische, acht chemische en acht fysische toevoegmiddelen. De biologische additieven waren allemaal mengsels van micro-organismen. De acht chemische additieven bestonden uit vijf aanzuurmethoden en twee zogenoemde nitrificatieremmers. De acht fysische additieven werken allemaal op basis van ionen/fysische regulatie. Bij vrijwel alle middelen werd een reductie van ammoniak-, methaan- en geuremissie, een betere nutriëntenopname door de plant en een verbeterde bodemkwaliteit geclaimd. 

Bij de vijftien onderzochte biologische middelen bleek dat slechts bij één middel (Multikraft EM van het gelijknamige Oostenrijkse bedrijf) de emissiereductie van ammoniak en lachgas ona°ankelijk aangetoond is. Van de vijf aanzuurmethoden is bij twee aangetoond dat ammoniakemissies significant gereduceerd worden. Alleen wordt het aanzuren van dierlijke mest (met zwavelzuur) in Nederland (nog?) niet erkend als ammoniakemissie-verlagende techniek. Van de twee onderzochte nitrificatieremmers is er een (Vizura van BASF) wetenschappelijk onderzocht, waarbij alleen de reductie van lachgas is aangetoond. 

Voor één fysisch additief (AMFA van het Nederlandse bedrijf Agri Minerals, dat ook werkt op basis van magnesiumchloride) is de reductie van ammoniak en methaan via wetenschappelijk onderzoek aangetoond. Bij het additief Active NS (van het Deense bedrijf FCSI) is ona°ankelijk bewezen dat het de ammoniak- en geuremissie verlaagt. Tot slot is bij het middel Optizec Zeolite (een vulkanisch kleimateriaal uit Slowakije) aangetoond dat het de nitraatuitspoeling verlaagt, constateerden de studenten. 

Omstreeks deze tijd start op Dairy Campus een vervolgonderzoek, waarbij magnesiumchloride over het rooster wordt gesproeid.

Magnesiumchloride uit Groningen
Het toevoegmiddel FarMin-G is in feite magnesiumchloride (ook wel magnesiumzout genoemd) dat wordt gewonnen door het bedrijf Nedmag in Veendam. Het wordt gewonnen op een diepte van 1.600 tot 1.800 meter bij Borgercompag-nie en Tripscompagnie. Via een lange buis wordt er water naar beneden gepompt. Zo wordt het magnesium-zout (magnesiumchloride) opgelost en via een andere buis opgepompt. Anders dan bij de winning van aard-gas of natriumzout ontstaan er hier geen holle ruimtes, wel ontstaat er bodemdaling in de omgeving van de winningslocaties.

Nedmag doet dit sinds 1981, waarbij de aldus gewonnen magne-siumchloride voor diverse toepas-singen wordt gebruikt. Zoals voor de productie van vuurvaste stenen, het milieuvriendelijk bleken van pulp en het terugwinnen van fosfaat uit afvalwater. Maar ook in de landbouw wordt het magnesiumchloride en ook calciumchloride gebruikt als voeding van planten en als veevoer voor onder andere melkvee en schapen ter preventie van een magnesium- of calciumtekort in de vorm van een magnesiumblok, een potje of in een mineraalmix.

Praktijkproef Dairy Campus

Om te kijken of magnesiumchloride ook in de praktijk werkt, startte vorig jaar op de Dairy Campus in Leeuwarden, in opdracht van LNV en Nedmag, het project Effect van toediening MgCl2 aan drijfmest op ammoniakemissie uit melkveestallen. Hendrik Jan van Dooren is de projectleider. “Ik pleit voor een gestructureerde aanpak bij onderzoek naar toevoegmiddelen aan mest. Eerst moet er een duidelijk en aannemelijk werkingsprincipe beschikbaar zijn. Als dat zo is, kan de werking getest worden op steeds grotere schaal: eerst in het laboratorium of in de vorm van pottenproeven. Als emissiereductie daar is aangetoond, volgt opschaling naar onderzoek onder praktijkomstandigheden.” Voor magnesiumchloride als toevoegmiddel aan mest zijn die eerste stappen met succes doorlopen en volgde onderzoek op Dairy Campus onder praktijkomstandigheden.

“Op Dairy Campus werken we met kleine afdelingen van elk zestien koeien. Bij de ene afdeling werd de mest behandeld met MgCl2, bij de andere afdeling niet. Voor de rest waren alle omstandigheden vergelijkbaar qua koeien, voeding, management, stalvloer.” In beide afdelingen werd vervolgens de ammoniakemissie gemeten. Het eerste onderzoek is inmiddels afgerond, maar de resultaten waren niet zoals werd verwacht op basis van de laboratoriumproef en de potproeven. Anko Vos van Nedmag vertelt dat in het begin van de proef al het magnesiumchloride in één keer aan de mest werd toegevoegd. “Maar inmiddels weten we dat je met het magnesium moet zijn waar ammoniak wordt gevormd, namelijk op de stalvoer en de bovenste laag in de mestput”, aldus Vos. “Daarom hebben we aan het eind van de proef besloten het magnesiumchloride over de vloer te sproeien. Toen zagen we direct resultaat tot aan 25% ammoniak-reductie toe”, weet Vos. Hendrik Jan van Dooren: “De reden dat bij eenmalige toediening van magnesiumchloride er geen effect op de ammoniakemissie gemeten werd, is waarschijnlijk dat de mest met MgCl2 continu snel wordt afgedekt met een laag verse mest en urine. Die toplaag, en de emissie afkomstig van de roostervloer, overstemmen het effect van de magnesiumchloride in de mest. Daarom starten we nu een vervolgonderzoek op”, aldus de WUR-projectleider. Dat onderzoek wordt gefinancierd door de provincie Groningen. Bij de tweede proef wordt het magnesiumchloride frequent over de roosters gesproeid. De proef duurt twintig weken, waarna het eindrapport wordt opgesteld. “Ik verwacht dat we dat begin volgend jaar klaar hebben”, aldus Van Dooren.

‘Het blijft maar duwen en trekken’

Anko Vos van Nedmag merkt dat het verkrijgen van een erkend systeem om de ammoniakemissie te reduceren een zaak van lange adem is. De nuchtere Groninger, tot twee jaar geleden zelf melkveehouder, merkte al snel dat het belangrijk is om de verschillende overheden erbij te betrekken. Daarom is het overlegplatform ERAMM opgericht (Emissiereductie Ammoniak met Magnesium). Naast Nedmag en FarMin zitten daar de drie noordelijke provincies in (Friesland, Groningen en Drenthe), de NOM (Noordelijke Ontwikkelings Maatschappij) als voorzitter en de ministeries van LNV en EZK. Vos is blij met de positieve steun en financiering van de drie noordelijke provincies, maar staat op zijn zachtst gezegd ambivalent tegenover de nationale overheid. “Er is een stikstofprobleem, als bedrijf bieden we een oplossing dat tot nog toe aantoonbaar werkt, maar het blijft maar behoorlijk duwen en trekken om dit van de grond te krijgen. Dat kan ik thuis niet uitleggen, laat staan aan boeren.”

Jan de Jong is beleidsmedewerker bij Directie Regio van LNV en zit in ERAMM. Hij herkent zich niet in Vos’ kritiek. Sterker nog, op de vraag of hij de geborgde inzet van magnesiumchloride kansrijk acht, zegt hij onomwonden: “Ja, geen twijfel over. Het ziet er gewoon goed uit en de resultaten tot nog toe zijn eerlijk gezegd boven verwachting.” De Jong is daarnaast gecharmeerd van het feit dat het makkelijk toepasbaar is in een bestaande stal. Als derde pluspunt noemt hij het goed doordachte borgingssysteem dat er onder ligt. “Het vervolgonderzoek zal nu nog inzichtelijker moeten maken wat de potentie van magnesiumchloride is en hoeveel je er als boer van moet gebruiken.”

De door Nedmag ingezette onderzoeken blijven niet beperkt tot ammoniakemissie uit de stal. Bij het Nederlands Meststoffen Instituut (NMI) lopen volgens Vos ook onderzoeken wat het effect is op de ammoniakemissie bij het uitrijden van mest, is er een uitspoelingsproef en een teeltproef om te kijken en onderbouwen in hoeverre magnesiumchloride bijdraagt aan een gezonder en vitaler gewas. Daarnaast is er ook gekeken naar eventuele negatieve effecten op het extra toevoegen van magnesium en chloride in de bodem. Coördinator mestverwaarding Oscar Schoumans van WUR was daarbij betrokken. Volgens hem kan het zijn dat je door het gebruik van magnesiumchloride meer bemest dan stikt noodzakelijk. “Maar het levert geen milieuproblemen op, gezien de dosering zoals die wordt toegepast.”

‘Geen onomkeerbare besluiten’

CDA-gedeputeerde Henk Jumelet blijft erop hopen en zich ervoor inzetten dat het gebruik van magnesiumchloride een van de maatregelen is om het stikstof-probleem op te lossen. “We gaan toch geen onomkeerbare besluiten nemen als we later constateren dat een innovatie als de inzet van magnesiumchloride een belangrijke bijdrage kan leveren aan de oplossing van het stikstofprobleem in Nederland?” Hij reageert geprikkeld op de vraag of de onderbouwing, borging en goedkeuring van de inzet van magnesiumchloride nog wel op tijd komt. “Ik hoor alleen maar verhalen over opkoop en uitkoop. Iedereen staart zich blind op de percentages zoals Van der Wal die heeft genoemd in haar kaartje. Maar denk je nu werkelijk dat het opkopen van een bedrijf zo snel gaat…?”

‘Zien is geloven en scheikunde liegt niet’
Roy ten Peze in Sibculo (ov.) was sceptisch toe hij voor het eerst hoorde van de positieve e˜ecten van magnesiumchloride. Maar sinds een proef op zijn bedrijf is hij helemaal om. Vier jaar geleden bezocht Roy ten Peze een voorlichtingsavond waar Andries Huisman van FarMin de zegeningen van magnesiumchlori-de toelichtte. “Ik dacht… ergens moet een addertje onder het gras zitten. Het klinkt allemaal veel te mooi om waar te zijn”, verwoordt Roy zijn gedachten van toen. Maar toen hij zijn schoonvader Herman Schukkert de scheikundige formule voorlegde waarin fosfaat, am-monium en magnesiumchloride (FarMin-G) een reactie aangaat, zei die dat daar geen woord Spaans bij was. Voortvarend als de familie is, nodigden ze Andries de volgende dag uit. En spraken af dat ze een proef zouden doen op een perceel van 4 hectare, de ene helft bemest met FarMin-G, het andere niet. Roy: “Ik heb toen gezegd dat ik met het blote oog het verschil moet kunnen zien.” En dat bleek het geval, waarna de scepsis van Roy en Herman als sneeuw voor de zon verdween. “Je zag op de streep af duidelijk verschil. Het gras verhout veel minder snel onderin, de hergroei is veel sneller.” Voor Roy reden genoeg de magnesiumchloride breder in te zetten. Hij gebruikt 3,3 liter FarMin-G per kuub mest, wat op totaal € 7.000 à € 8.000 per jaar neerkomt voor het hele bedrijf. Roy zag dat de mais meer haarwortels kreeg. “Het gewas is robuuster, staat veel meer rechtop.” In de stal is de stank nagenoeg weg volgens de Overijsselse melkveehouder. “Voor ons bestaat de basis uit een sterke en vitale bodem. Dat leidt tot sterke en vitale gewassen die minder kunstmest en gewasbeschermingsmiddelen nodig hebben. En dat allemaal leidt tot sterke en vitale koeien”, vat Roy de optimale kringloop samen. Volgens hem is het kunstmestgebruik met 6 tot 8 ton per jaar gedaald. Roys schoonvader Herman Schukkert kan niet precies zeggen hoeveel minder gewasbeschermingsmiddelen hij gebruikt. Maar wel dat door het verbod van de fungicide Mancozeb er nu duurdere alternatieve middelen ingezet moeten worden, waardoor het financiële voordeel van gezondere planten nog zwaarder doortikt. “Al die voordelen voor maar maximaal € 8.000 per jaar voor FarMin-G, dat kan makkelijk uit”, is de stellige overtuiging van Roy. “Zien is geloven en scheikunde liegt niet”, geeft Roy mee aan alle sceptici met betrekking tot de inzet van magnesiumchloride.

Roy ten Peze (links) en Herman Schukkert (rechts) zijn overtuigd van de heilzame wer-king van magnesiumchloride.

100 koeien 
30.000 leghennen 
150 ha akkerbouw; 20 ha mais en 30 ha gras. Daar-naast aardappelen, suikerbieten, lelies, gladiolen, uien en zomergerst.

Bron: Boerderij