View
0
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
May 26, 2008
1
Spm1510 – Landbouw, chemie en milieu
G.P.J. Dijkema, E.J.L. Chappin
May 26, 2008 2
“landbouw”
• Waarom in het domein Energie, Water, Industrie?
May 26, 2008 3
Landbouw – Inhoud
• Leerdoelen
1. De landbouw als systeem
2. Status van en ontwikkeling in de landbouw
3. Relatie tussen chemie, landbouw, milieu
May 26, 2008 4
Landbouw – Leerdoelen (1)
• Landbouw als systeem
• Systeemelementen op verschillende niveaus
• Bedrijven en bedrijfstakken
• Bosbouw
• Grondgebonden Akkerbouw
• Productie en gebruik van granen (tendensen)
• Voorraden
• Intensieve akkerbouw: tuinbouw
• Intensieve veeteelt en visserij – gemiddelde productie
• Inputs en Outputs
• (Veranderende) Functies van het systeem
• Agro-industrieel complex?
May 26, 2008 5
Landbouw – Leerdoelen (2)
• Hoofdfunctie:
• (Wereld)voedselvoorziening
• Voedselproductie per persoon
• Scenario’s voor het landgebruik in de agrarische sector
• Bodemdegradatie
• Relatie met watergebruik
• Nevenfuncties / veranderende functies
• productie industriële grondstoffen
• productie natuurlijke vezels (� textiel, papier)
• biobrandstoffen
• agrificatie vs. bio-based economy
May 26, 2008 6
Landbouw – Leerdoelen (3)
• Landbouw, chemie en milieu• Meststoffen
• Voor- en nadelen van (organische) kunstmeststof
• Insecticiden, fungiciden, pesticiden etc.
• (Marginaal) Landgebruik
• Water• Voorziening• Watervervuiling
• Kenmerken van biologische landbouw
• Recente ontwikkelingen in het beheer van agrarische ketens
May 26, 2008 7
1. Landbouw als Systeem
• Functies
• Schaal
• Systeemelementen: sectoren
• Akkerbouw, Tuinbouw, Veeteelt, Visserij
Materiaal en Energiegebruik
Natuurlijke Hulpbronnen
Uitputting Voorraden;Vervuiling
Natuurlijk Milieu Natuurlijk MilieuIndustriële Samenleving
I = P * A * T
May 26, 2008 8
Landbouw - systeemvisie
Voorziening van: Voedsel
<eiwitten><koolhydraten>
<vetten><vitaminen & mineralen>
GrondstoffenProducten
HulpbronnenLandMestWater
ZonlichtGewassenHuisdieren
Uitputting bodems;
Meststoffen voorraden;
VervuilingLucht
BodemWater
Natuurlijk Milieu Natuurlijk MilieuIndustriële Samenleving
I = P * A * T
May 26, 2008 9
Overzicht landbouwFuncties (1)
• Voedselvoorziening
• Stapelvoedsel
• granen, rijst, maïs, aardappel, cassave, soja
• leveren energie (suikers)
• essentiële vitaminen en mineralen
• Vis, gevogelte, eieren, wild, huisdieren (‘domesticated animals’)
• leveren bouwstoffen: eiwitten
• opslag voor slechte tijden: vetten
Voorziening van: Voedsel
<eiwitten><koolhydraten>
<vetten><vitaminen & mineralen>
GrondstoffenProducten
May 26, 2008 10
Overzicht landbouwFuncties (2)
• Constructiematerialen en bouwstoffen
• Chemische grondstoffen
• Essentiële grondstoffen voor bijvoorbeeld:• Actieve ingrediënten (farma, life-sciences, bestrijdingsmiddelen)
• Energie
• Wilgetenen, olifantsgras (Miscanthus)
• Bio-alcohol
Voorziening van: Voedsel
<eiwitten><koolhydraten>
<vetten><vitaminen & mineralen>
GrondstoffenProducten
May 26, 2008 11
Overzicht landbouwFuncties (3)
Bescherming
•Enzymen
•Maken actieve vormen van zuurstof of peroxide onschadelijk
•Chelaten
•Maken metaal-ionen onschadelijk (kunnen daardooroxidaties niet meer katalyseren)
•Anti-oxidanten
•Laatste redmiddel: ‘generieke stofzuiger’
Voorziening van: Voedsel
<eiwitten><koolhydraten>
<vetten><vitaminen & mineralen>
GrondstoffenProducten
May 26, 2008 12
Overzicht landbouwFuncties (4)
Anti-oxidant
• Vit. A en E; Vit. C in biologische materialen
• Andere oxiderende verbindingen (peroxides, E222)
• Deze stoffen hebben in hun chemische structuur dubbelebindingen
• Daardoor reageren ze gemakkelijk met radicalen
•Radicalen zijn een bijproduct van biologischzuurstofgebruik (bijv. zuurstof O●, hydroxyl OH●)
•Beschadigen weefsel, enzymen, DNA
Voorziening van: Voedsel
<eiwitten><koolhydraten>
<vetten><vitaminen & mineralen>
GrondstoffenProducten
May 26, 2008 13
Systeem Landbouw als “Werkgever”“mechanisering” ���� uitstoot arbeid
Agrarisch actieve populatie
2001 1994 1980
• Wereld 45% 51%
• Afrika 61% 69%
• Azië 57% 66%
• Australië 4% 7%
• Europa 8% 14%• Albanië 46% 56%
• Nederland 1,4% 3% 5.5%
• Noord Amerika 10% 12%• USA 2% 3.5%
• Zuid Amerika 21% 29%
May 26, 2008 14
Systeem Landbouw: “fases”• Tot 7000-5000 v. Chr.: Jagers – Verzamelaars
• 5000 – 1000 v. Chr.: Ontwikkeling Sedentaire Landbouw
• 1000 v. Chr. – 1492 Verspreiding W. Europa
• 1500 – 1830 Amerika’s, Marco Polo, VOC etc.
• 1830 - 1900 Ambachtelijke land- en tuinbouw
mechanisatie verwerking
• 1900 – 1950 Kleinschalige mechanisatie
• 1950 – nu Grootschalige mechanisatie, “industrialisatie”
opkomst intensieve veehouderij & tuinderij
• Toekomst? Kennisintensieve landbouw?
May 26, 2008 15
Voorbeeld industrialisatiesuiker raffinage
2
1
washingRaw beets
calcination processing
drying
3
crystallisation
purification
extraction
settling & drying
Water
Fuel
Cokes
Limestone
Water
cogeneration
Black soil
Pulp
Carbonate
Melasse
drying & cooling Sugar
Fuel gas
separation
steam
evaporation condensor Water
Thin syrup
Thick syrupsteam
May 26, 2008 16
Systeem Landbouw “Tekort en overvloed”
Wereldvoedselvoorziening (kcal/(persoon*dag))
1992 1970
Wereld 2.718 2.463
Somalië 1.500
USA 3.732
Nederland 3.222
Gevolg: overgewicht
• Toenemend gezondheidsprobleem (Duitsland: 40% ‘te dik’)
• Hart- en vaatziekten, diabetes, overbelasting gewrichten
• McDonalds aangeklaagd voor voedingsgewoonten
• Afspraak (2006): alleen ‘light’ frisdrank in Amerikaanse scholen
Materiaal en Energiegebruik
Natuurlijke Hulpbronnen
Uitputting Voorraden;Vervuiling
Natuurlijk Milieu Natuurlijk MilieuIndustriële Samenleving
I = P * A * T
May 26, 2008 17
Toekomst Systeem Landbouw “Tekort of overvloed?”
Wereldvoedselvoorziening vs wereldbevolking
• I = P * A * T
• Toename van de wereldpopulatie, slechte distributie
• Omgevingsafhankelijkheid van de voedselproductie
• Klimaat (water)
• Bodemgesteldheid
• Ruimte
• Geografie (vlak of helling)
• Oorlogen, maatschappelijke verhoudingen en gewoonten
• Landbouweconomie
May 26, 2008 18
Systeem Landbouw Sectoren
• Akkerbouw
• Veeteelt
• Visserij
• Tuinbouw
• Bosbouw
Voorziening van: Voedsel
<eiwitten><koolhydraten>
<vetten><vitaminen & mineralen>
GrondstoffenProducten
HulpbronnenLandMestWater
ZonlichtGewassenHuisdieren
Uitputting bodems;
Meststoffen voorraden;
VervuilingLucht
BodemWater
Natuurlijk Milieu Natuurlijk MilieuIndustriële Samenleving
I = P * A * T
Akkerbouw
Veeteelt
Bosbouw
Tuinbouw
Visserij
May 26, 2008 19
Overzicht landbouw Akkerbouw (1)
• 250.000 soorten planten
• 3.000 worden verbouwd
• 300 voor consumptie
• >100 op grote schaal:
tarwe, rijst, maïs, aardappel, gerst, tapioca
suikerriet, suikerbieten, rogge, bananen
“Afhankelijkheid van slechts beperkt aantalgewassen”
May 26, 2008 20
Overzicht landbouw Akkerbouw (2)
Productie van tarwe (opbrengst in kg/ha; 1994)
Wereld 2.445 Nederland 8.067
Afrika 1.836 Griekenland 2.784
Azie 2.501 Spanje 2.162
Europa 4.596 Japan 3.718
N. Amerika 2.453 USA 2.526
Z. Amerika 2.053 Mozambique 667
May 26, 2008 21
Overzicht landbouw Akkerbouw (3)
Herstructurering
•Sinds ’50 ruilverkaveling
•Schaalvergroting
•Efficiencyvoordelen
•Mechanisering
•Uitstoot van arbeid
•Inrichting waterhuishouding
•Optimalenutriëntenhuishouding
Aantal Bedrijven
60.000
70.000
80.000
90.000
100.000
110.000
120.000
130.000
140.000
150.000
160.000
1980 1985 1990 1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005
bron: www.cbs.nl/statline
May 26, 2008 22
Overzicht landbouw Veeteelt (1)
• Oorspronkelijk: Grondgebonden veehouderij (koeien)
• Veenweidegebieden
• Intensieve veehouderij (varkens, kippen, runderen)
• Veel meer dieren dan natuurlijke opbrengst toelaat
• Gevolgen:
• enorme ‘Ecological Footprint’ NL landbouw
• onttrekkingen
• milieubelasting & schade
May 26, 2008 23
Overzicht landbouw Veeteelt in Nederland (2)
Run
dvee
Var
kens
Kip
pen
Vle
esku
iken
sO
verig
plu
imve
eP
aard
en e
n po
ny's
Sch
apen
, tot
aal
Gei
ten
Kon
ijnen
Ede
lpel
sdie
ren
1980 5,2 10,1 81,2 38,6 1,51 0,07 0,861985 5,2 12,4 89,9 38,4 1,56 0,06 0,81 0,011990 4,9 13,9 92,8 41,2 2,69 0,07 1,70 0,061995 4,7 14,4 89,6 43,8 2,30 0,10 1,67 0,08 0,49 0,462000 4,1 13,1 104,0 50,9 2,80 0,12 1,31 0,18 0,39 0,592005 3,8 11,3 92,9 44,5 2,55 0,13 1,36 0,29 0,36 0,70
bron: www.cbs.nl/statline
Landbouwtelling CBS, totalen
May 26, 2008 24
Overzicht landbouw Veeteelt (3)
Melkproductie
per koe
• 2005: 7375 kg
Verhoging
• inrichting veehouderij, ontwikkeling runderrassen
• krachtvoer naast groenvoer, “turbo-koeien”
6443
5080
4390
1970 2034
1970 1975 1980 1985 1990 1995
jaar
kg/jaar
NL
Wereld
May 26, 2008 25
Overzicht landbouw Veeteelt (4)
Problemen
• BSE, MKZ
• Varkenspest, Vogelpest
• Bacteriële infecties bestreden met antibiotica
• Resistentieprobleem, gereguleerd gebruik, POPs
• Virusinfecties problematisch
• Verspreidingsmechanismes niet altijd bekend/begrepen
• Monocultuur zeer kwetsbaar
• Steeds meer weerstand tegen ‘stamping out’ als remedie
May 26, 2008 26
Overzicht landbouw Visserij (1)
• Zeevisserij
• Schol, kabeljauw, haring, makreel
• Industriële vangst met fabrieksschepen
• EU: vangstquota, overbevissing
• Binnenvisserij
• Vangst paling, snoekbaars, …
• Visteelt (“boerderijvis”)
• Teelt Forel, Zalm, Zalmforel, Kabeljauw, Tilapia, Gamba’s
• Paling?
May 26, 2008 27
Overzicht landbouw Visserij (2)
• Schelpdiercultures
• Mosselen, kokkels, oesters
• M.n. probleem kokkelvisserij waddenzee
• Voedselsituatie voor de Eidereenden
• Milieuvergunning Mosselzaadvissers geweigerd
• Schaaldiercultures
• Garnalen, krabben, kreeften
• Garnalenvangst Waddenzee, Zeeland
May 26, 2008 28
Systeem Landbouw en EconomieEconomische betekenis Sector (1)
Indicatoren voor economische betekenis sectoren van onze economie• Omzet
• Toegevoegde waarde (bijdrage aan BNP)
• Bijdrage aan export
• Bijdrage aan werkgelegenheid (laag en hoog opgeleid!)
• Hoe verdien ik meer met minder grondstoffen
• Kennisexport: adviesdiensten, octrooien, licenties
May 26, 2008 29
Landbouw en economieEconomische betekenis Sector (2)
• Primaire producten van de sector• Zuivel- en melkproducten
• Vlees
• Suiker
• Zetmeel- en zetmeelderivaten (lijm, papier)
• Brood en banket
• Koffie, thee, tabak (uit koloniale tijd)
• Toeleveranciers landbouw (traditioneel)
• Kunstmeststoffenindustrie � NPK-kunstmest; mineralen
• Chemische industrie (insecticiden, fungiciden, herbiciden, etc.)
May 26, 2008 30
Landbouw en economieSectoren (3)
• Aantal actieve Overlevingsbedrijven (2004)• SBI 01, 02 Landbouw, jacht en bosbouw 97 210• SBI 15-37 Industrie 46 595• SBI 45 Bouwnijverheid 72 365• SBI 51-52 Handel 136 845• SBI 50, 55, 71,72, 74, 93 Commerciële dienstverlening 213 945• SBI 60-64 Transport 27 130• SBI 65-67 Financiële instellingen 14 055• SBI 70 Verhuur en handel in onroerend goed 12 585• SBI 80 Onderwijs 18 730• SBI 85 Gezondheidsinstellingen 35 630• SBI 90-92 Milieudienstverlening, cultuur, recreatiE• en overige dienstverlening 25 580
• Op basis CBS Statistiek
May 26, 2008 31
Landbouw en economieSectoren (3)
Toegevoegde waarde in Nederland (CBS, 2002)Bedrijfstakken en –klassen mln euro
• Landbouw, bosbouw en visserij 10.467
• Delfstoffenwinning 11.002
• Industrie 60.059
• Handel, horeca en reparatie 60.389
• Vervoer, opslag en communicatie 28.594
• Financiële en zakelijke dienstverlening 108.384
• Overheid 48.147
• Zorg en overige dienstverlening 50.273
May 26, 2008 32
Landbouw en economieSectoren (4)
Toegevoegde waarde industrie (CBS, 2002)Bedrijfsklasse mln euro
• Voedings- en genotmiddelenindustrie 12.394
• Textiel- en lederindustrie 1.322
• Papierindustrie 7.659
• Aardolie-industrie 2.424
• Chemische basisproductenindustrie 4.263
• Chemische eindproductenindustrie 3.357
• Rubber- en kunststofindustrie 1.885
• Metaalproductenindustrie 6.075
• Machine-industrie 4.751
• Elektrotechnische industrie 5.065
• Transportmiddelenindustrie 2.909
• Overige industrie 7.964
May 26, 2008 33
Systeem Landbouw“Economie”
Voorziening van: Voedsel
<eiwitten><koolhydraten>
<vetten><vitaminen & mineralen>
GrondstoffenProducten
HulpbronnenLandMestWater
ZonlichtGewassenHuisdieren
Uitputting bodems;
Meststoffen voorraden;
VervuilingLucht
BodemWater
Natuurlijk Milieu Natuurlijk MilieuIndustriële Samenleving
I = P * A * T
Akkerbouw
Veeteelt
Bosbouw
Tuinbouw
Visserij
Hulpbronnenen
Toeleveranciers
Agro-Industrieel Complex
Voedings-middelen
Gemaks-producten
Primaire Industriële verwerking
Genotmiddelen
May 26, 2008 34
Systeem LandbouwRelaties met het milieu
• Input:
• Grond (substraat): beschikbaarheid, structuur enz.
• (zon)licht, water
• Voedingsstoffen: bemesting
• Ziekten en plagen: voorkomen en bestrijden
• Daaraan gekoppeld:
• Ongewenste onttrekkingen
• Ongewenste outputs die leiden tot
• Voedsel toxiciteit
• Milieuproblemen
May 26, 2008 35
Relaties met het milieu Bemesting (1)
Door bemesting worden
• Fosfaat (P), stikstof (N), kalium (K)
• Spoorelementen • Koper (Cu)
• Mangaan (Mn)
• Zink (Zn)
• IJzer (Fe)
aan de grond toegevoegd
May 26, 2008 36
Relaties met het milieu Bemesting (2)
Organische meststof – Voor- en nadelen
+ Verbetert de structuur van de grond
+ Vergroot het vermogen van de grond om vocht vast te houden
+ Bevordert bodemleven (flora en fauna)
- Verontreinigt oppervlaktewater
- Brengt soms zware metalen in de grond
- Moeilijke dosering
May 26, 2008 37
Relaties met het milieu Bemesting (3)
Kunstmest – Voor- en nadelen
+ Bemesting kan aangepast worden aan de omstandigheden en de type gewassen
+ Gemakkelijk te vervoeren, op te slaan en te verspreiden
- Mineralen uit kunstmest niet volledig door plant opgenomen
- Zware bemesting kan ziekten en plagen stimuleren
- Overbemesting
- Keten:
• Milieuonvriendelijk productieproces
• Aanwezigheid van zware metalen in erts
May 26, 2008 38
Relaties met het milieu Bemesting (4)
Kunstmest – Oorzaak en gevolgen• Oorzaak: natuurlijke ontsluiting van N2 niet voldoende,
door stabiliteit N2 molecuul• Productie van kunstmest relatief grote aanslag op
fossiele grondstoffen
• Productie van ammonia UIT aardgas• Functie aardgas: waterstofleverancier• Bijproduct: zuiver CO2
May 26, 2008 39
Relaties met het milieuBemesting (5)
Kunstmest –
Stabiliteit N2molecuul
σ σ σ σ2px*
N NN2
Toe
nem
ende
ene
rgie
Atomicorbitals
Atomicorbitals
Molecularorbitals
σ σ σ σ2s*
σ σ σ σ2s
2s2s
2p2p
π π π π2py ππππ2pz
σ σ σ σ2px
π π π π2py* ππππ2pz*
May 26, 2008 40
Relaties met het milieu Pestbestrijding (1)
• Fysiek: onkruid wieden � mechanisatie lastig
• Natuurlijk: onkruid en plagen voorkomenbodembedekkers, afschrikkende randgewassen
• Inbreng actieve stoffen
• Biologische oorsprong
• Chemische oorsprong
• Genetische modificatie
• Inbreng natuurlijke predatoren
• maak gebruik van natuurlijke ecosystemen
May 26, 2008 41
Relaties met het milieu Pestbestrijding (2)
Chemische pestbestrijding:
Type Tegen
• Herbicide onkruid
• Fungiciden schimmels
• Insekticiden insekten
• Grond-ontsmettingsmiddelen
May 26, 2008 42
Relaties met het milieu Pestbestrijding (3)
Chemische pestbestrijding:
• Nadelen:
• Meestal niet selectief (Roundup)
• Overblijven van residuen: drinkwaterbereiding
• Vaak persistent, zowel in bodem als in organismen (DDT, PCB’s): uiterwaarden
• Schadelijk voor de mens
• Bestreden organismen worden resistent (DDT � DDE)
May 26, 2008 43
Relaties met het milieu Pestbestrijding (4)
Integrated Pest Management (IPM)
• Inzet van verschillende methoden naast elkaar om hetgebruik van chemische bestrijdingsmiddelen tebeperken:
• Cultuur- en teeltmaatregelen
• Fysische bestrijding (warmtebehandeling)
• Biologische bestrijding (galmug, sluipwesp, lieveheersbeestje)
• Mechanische / handmatige bestrijding
May 26, 2008 44
Relaties met het milieu Toxiciteit (1)
Acute toxiciteit
• LD50: De dosis waarbij 50% van de populatie sterft
• Meestal getest op ratten � vertaling naar mensenlichaam?
• Voorbeelden mg / kg lichaamsgewicht
• Suiker 29.700
• Alcohol 14.000
• Zout (NaCl) 3.000
• Malathion 1.200
• Strychnine 2
• Nicotine 1
• Dioxine 0,001
• Botuline tioxine 0,0001
May 26, 2008 45
Relaties met het milieu Toxiciteit (2)
Chronische toxiciteit
• Moeilijk vast te stellen
• Moeilijk om populatie te overtuigen
• Moeilijk om maatregelen te nemen
• Chemie: duizenden lichaamsvreemde stoffen geproduceerd
• Straling: Rontgen nu bekend;
Zendapparatuur, GSM, etc. verdacht
May 26, 2008 46
Relaties met het milieu Toxiciteit (3)
Toxische stoffen (1)
• Dioxines• Processen waarin chloor voorkomt altijd verdacht
• Aanwezig in sommige bestrijdingsmiddelen
• Vorming bij bleken van papier met chloor
• Emissie bij verbrandingsprocessen
• Verblijftijd en T 400 oC, aanwezigheid katalytische deeltjes
• Kolencentrales, vuilverbranders, oliestook
• PCB’s• Koelmiddel
• Zelf verdacht + aanwezigheid dioxines
May 26, 2008 47
Relaties met het milieu Toxiciteit (4)
Toxische stoffen (2)
• Cadmium• Gevonden samen met zink
• Reststof bij zinkproductie, komt vrij bij verwering van verzinkte materialen
• Staalproductie, kolen & vuilverbranding, cement
• Gebruikt in kleurstoffen: Heineken kratten
• Maatregelen leiden tot sterke reductie emissies
• Lood• Leidde tot ondergang Romeinse Rijk
• Emissies als bij Cd, bouwmateriaal en soldeer
• Gebruik zoveel mogelijk teruggedrongen (waterleidingen, loodvervangersbenzine, loodhoudende verven
May 26, 2008 48
Relaties met het milieu Toxiciteit (5)
Toxische stoffen (3)
• Kwik• Kwik-amalgaam electrodes chloorproductie
• Aardgaswinning, olieraffinage
• Bestrijdingsmiddelen
• Batterijen en elektronica
• Kwikcyclus
May 26, 2008 49
Relaties met het milieuVeroorzaker Milieuproblemen (1)
• Globaal
• Versterking broeikaseffect
• Aantasting ozonlaag
• Regionaal
• Vermesting
• Verzuring
• Lokaal
• Erosie
• Grondverlies, verdichting van de bodem
• Verdroging
• Verontreiniging
May 26, 2008 50
Relaties met het milieu Milieuproblemen (2)
Vermesting – definitie en gevolgenEen te grote hoeveelheid fosfaten en nitraten (stikstof) in het grond- en oppervlaktewater / eutrofiering / ontregelt de ecologische processen in water en bodem en vormt bedreiging voor de drinkwaterbronnen
• Aantasting van biodiversiteit
• Verarming of verruiging vegetatie (algen)
• Extra zuivering van het drinkwater nodig
May 26, 2008 51
Relaties met het milieu Milieuproblemen (3)
Vermesting – bronnen van N in water
Landbouw
64%
Consumenten
19%
Industrie
6%
Overig
11%
May 26, 2008 52
Relaties met het milieu Milieuproblemen (4)
Vermesting – bronnen van P in water
Consument
22%
Overige
11%
Industrie
29%
Landbouw
38%
May 26, 2008 53
Milieubalans 2005
May 26, 2008 54
Ontwikkeling in de landbouw Milieuproblemen (5)
Samenstelling fosfaaterts
10-50
<0.1
10-30
150
10-50
ppm
Cd
Hg
As
U
Pb
10-50Mn
10-100Cu40Radionucl
10-100NipCi/g
1-10Sb
1500Fe4F
50-500Zn32P2O5
50-500Cr51CaO
ppmgew.%
May 26, 2008 55
Ontwikkeling in de landbouw Milieuproblemen (6)
Cadmium in fosfaaterts
120Taiba
0.1-0.4
80-90
50-60
70-90
[Cd] in ppm
Kola (USSR)
Nauru (Pac. Oc.)
Togo
Senegal
25Zin (Israel)
16-19Youssoufia (Mor)
8-75Khouribga (Mor)
5.5-16Florida (USA)
[Cd] in ppm
May 26, 2008 56
Ontwikkeling in de landbouw Milieuproblemen (7)
Verzuring – Oorzaken
Verzuring is het gevolg van verontreiniging van de lucht met (direct of indirect) verzurende stoffen
• Zwaveldioxide (SO2)
• Stikstofdioxiden (NOx)
• Ammoniak (NH3)
• Vluchtige organische stoffen (VOS)
May 26, 2008 57
Ontwikkeling in de landbouw Milieuproblemen (8)
Verzuring – Bronnen
Verzuring is het gevolg van verontreiniging van de lucht met (direct of indirect) verzurende stoffen
• Zwaveldioxide (SO2)
• Stikstofdioxiden (NOx)
• Ammoniak (NH3)
• Vluchtige organische stoffen (VOS)
May 26, 2008 58
Ontwikkeling in de landbouw Milieuproblemen (9)
Maatregelen (1)
• Mestbeleid: (t.a.v. mest- en mineralenoverschot)• 1987 Wet bodembescherming: normen voor het gebruik van mest
per ha; tijdstip, wijze van toedienen
• 1987 Meststoffenwet: normen voor productie en opslag van dierlijke mest
• 1998 MINAS mineraalboekhouding
• Nitraatrichtlijn EU:
• 1999 Aanscherping mestbeleid voorgesteld door kabinet; Geplande normen voor N en P halen in 2003 ipv 2008
• Gevolg: mestoverschot in 2003: 9 mln kg fosfaat; 2 mln kg stikstof
• Gevolg: “warme” sanering
May 26, 2008 59
May 26, 2008 60
Nitraatconcentratie in het bovenste grondwater
May 26, 2008 61
Ontwikkeling in de landbouw Milieuproblemen (10)
Maatregelen (2)
• Gewasbeschermingsbeleid
• IPM: Integrated Pest Management
• Transitie naar een duurzame landbouw:
• Verdieping (meer opbrengst per eenheid product door kwaliteitsverbetering)
• Verbreding (zorg, recreatie, natuurbeheer)
• Schaalvergroting
• Stimulering biologische landbouw
May 26, 2008 62
Landbouw: ontwikkelingenNatuur als model (1)
• De plant als fabriek
• Ecosystemen als model voor chemiesector en industriegebieden
May 26, 2008 63
Landbouw: ontwikkelingenNatuur als model (2)
• Complexe verbindingen • farmaceutica,
• geur-, kleur-, smaakstoffen
• Bulkchemicaliën
• Veevoeders
• Vezels en koolhydraten
• Meststoffen
• Energiedragers
May 26, 2008 64
Landbouw: ontwikkelingenNatuur als model (3)
Integrated Plant Conversion
• Gebruik de hele plant
• Benut de bijzondere eigenschappen van
• macrostructuren (bijv. vezels) en
• microstructuren (biochemische verbindingen)
zo hoogwaardig mogelijk
• Pas daarna structuren afbreken tot bouwstenen voor basischemie
• Tenslotte reststoffen benutten
• veevoer, meststof, energiedrager
May 26, 2008 65
Landbouw: ontwikkelingenNatuur als model (4)
Ecosystemen als model voor inrichting industriegebieden: industriële ecologie
Principe: grondstoffen en energiedragers zo volledigmogelijk benutting door samenwerking tussenbedrijven
In natuurlijke ecosystemen:
- balans tussen robuustheid en veerkracht
- veerkracht door diversiteit (soorten)
- aanpassingsvermogen (korte en lange termijn)
May 26, 2008 66
Landbouw: ontwikkelingenNatuur als model (5)
Ecosystemen als model voor inrichting industriegebieden: industriële ecologie
Praktijk: uitwisseling van reststromen voor benuttingdoor buurbedrijven, bijv. brandbare gassen, vliegas, stoom, koelwater, afvalwater, etc.
Probleem: • Gezamenlijke infrastructuur
• Onderlinge afhankelijkheid
Voorbeelden: Europoort-Botlek, Kalundborg (Dk), Houston Ship Channel, etc.
May 26, 2008 67
Ontwikkeling in de landbouw Schaalvergroting
Schaalvergroting zet door:
• tussen 1990 en 2003 is de gemiddelde economische omvang per landbouwbedrijf in NL met 70% gegroeid
• totale agrarische activiteit van 1990 tot 2003 afgenomen met 3%
• overheid ondersteunt met kennisontwikkeling en ruimtelijk beleid
• 80% van landbouwinvesteringsplannen is gericht op schaalvergroting
• Tuinbouw: schaalvergroting kassen in golven
• op dit moment van typische grootte 10-12 ha naar 80-100ha!
May 26, 2008 68
Ontwikkeling in de landbouw Biologische landbouw (1)
De meest milieuvriendelijke landbouwmethode• Biologisch-dynamische landbouw (Rudolf Steiner, 1924)
• Ecologische landbouw
Het aandeel van de oppervlakte biologische landbouw in het totalelandbouwareaal is in Nederland is in 2004 slechts 2%• Streefwaarde (Agenda voor een Vitaal Platteland) is 10% in 2010
Streefwaarde wordt niet gehaald:• Economische recessie
• Supermarktoorlog
• Uitblijven van schaalvergroting in de keten
Regeling Stimulering Biologische Productiemethode biedtonvoldoende stimulans
May 26, 2008 69
Ontwikkeling in de landbouw Biologische landbouw (2)
Kenmerken• Geen gebruik kunstmest en chemische bestrijdingsmiddelen
• Bevorderen bodemvruchtbaarheid door groenbemesters en organische mest
• Mechanische onkruidbestrijding
• Toepassing biologische bestrijdingsmethoden en ziekteresistenterassen
• De samenhang tussen plant, dier, mens en omgeving staatcentraal
• Herstel en behoud van natuur en landschap
• Diervriendelijke huisvesting
May 26, 2008 70
Ontwikkeling in de landbouw Biologische landbouw (3)
Maar…• Het aandeel in de productiewaarde van de totale
landbouw 0,32 (aandeel oppervlakte 0,7%) (nu: 1,6%)
• Productiewaarde per hectare lager, maar bedrijfsresultaten goed
• Biologisch product 30% tot 50% duurder dan de gangbare variant (consument vindt 20% acceptabel)
• Natuurvoedingswinkel te hoge drempel voor veel consumenten
May 26, 2008 71
Ontwikkeling in de Landbouw van Agrificatie naar Biobased Economy (1)
Toepassing van landbouwproducten buiten de
voedingssfeer, bijv.
• Alle aardolieproducten uit biomassa
• Biodiesel uit suikerbieten
• Biologisch afbreekbare zetmeel plastics (AVEBE)
• Papiercoatings, lijmen en verdikkingsmiddelen uit zetmeel
• Wasmiddelen en cosmetica uit triglyceriden (olien)
• Cosmetica, coatings en plastics uit polymelkzuur
• Natuurvezels voor vezelversterkte polymeren (bumpers)
May 26, 2008 72
Ontwikkeling in de Landbouw van Agrificatie naar Biobased Economy (2)
Beoogde voordelen
• Duurzaamheid
• Nieuwe markt
Huidige grondstoffenconsumptie chemische industrie
• 7% van fossiele grondstoffen;
93% naar energie-/transportsector
• 3% van agroproductie;
97% naar voedingssector
Waarden voor West-Duitsland, gebaseerd op Eggersdorfer et al.,1992
May 26, 2008 73
Ontwikkeling in de Landbouw van Agrificatie naar Biobased Economy (3)
Problemen bij agrificatie, onder meer:
• Wisselende samenstelling grondstoffen (wisselend per jaar, per locatie, afhankelijk van bodem, weer, e.d.)
• Aanhangende grond (mag niet op land wordenteruggebracht, tenzij op locatie verwijderd)
• Veel reststromen waarvoor nuttige bestemming moetworden gezocht
• Nog weinig meeropbrengst van “groene” producten
May 26, 2008 74
The Sugar Refinery
2
1
washingRaw beets
calcination processing
drying
3
crystallisation
purification
extraction
settling & drying
Water
Fuel
Cokes
Limestone
Water
cogeneration
Black soil
Pulp
Carbonate
Melasse
drying & cooling Sugar
Fuel gas
separation
steam
evaporation condensor Water
Thin syrup
Thick syrupsteam
May 26, 2008 75
Ontwikkeling in de landbouw Genetische modificatie (1)
Doelen
• Om opbrengst van teelt te verhogen, bijv.:
• Ingebouwde tolerantie voor herbiciden
• Plant-eigen productie van insecticide
• Betere aanpassing aan omstandigheden (droogte, zilte bodem, e.d.)
• Om opbrengst van specifieke componenten teverhogen (bijv. suiker)
• Om ongewenste componenten te reduceren
May 26, 2008 76
Ontwikkeling in de landbouw Genetische modificatie (2)
• Genetische modificatie treedt niet op bij
• Stekken
• Klonen
• Modificatie van erfelijk materiaal treedt in de natuur op onder invloed van mutagene stoffen en (kortgolvige) straling
May 26, 2008 77
Ontwikkeling in de landbouw Genetische modificatie (3)
• Natuurlijke genetische variatie ontstaat bijkruisbestuiving tussen individuen van een bepaaldesoort – elke individuele nakomeling heeft een uniekeset erfelijke eigenschappen
• Bij veredeling wordt gebruik gemaakt van die natuurlijke variatie: gewenste eigenschappen wordengeselecteerd
May 26, 2008 78
Ontwikkeling in de landbouw Genetische modificatie (4)
• Random modificatie
• Doelbewuste bestraling van erfelijk materiaal
• Gerichte modificatie
• Geselecteerd soorteigen genmateriaal introduceren
• Geselecteerd soortvreemd (transgeen) erfelijkmateriaal te introduceren (stier Herman)
May 26, 2008 79
Ontwikkeling in de landbouw Genetische modificatie (5)
• Bescherming van genetisch gemodificeerdeorganismen
• Octrooien (op biologisch materiaal, dus ook planten en dieren?)
• Genetisch gemodificeerde gewassen wordenbeschermd door te zorgen voor niet-ontkiembaarzaad
Recommended