Bemesten met urine: zo werkt circulaire landbouw in de praktijk

Ooit was het gebruik van menselijke poep en plas op de akkers van boeren heel gewoon. Met emmers werd de mest opgehaald in wijken en dorpen of opgediept uit beerputten. De komst van riolering maakte daar een einde aan. Dat was een grote verbetering die de verspreiding van infectieziekten tegenging, maar het gevolg was ook dat de kringloop van bodem-voedsel-mens-meststof verbroken werd.

Er kwam al snel een alternatief. Op veel plekken werd namelijk het restproduct uit de rioolwaterzuivering wél op het land gebruikt: slib. Ook dat is sinds de jaren negentig verleden tijd in Nederland. Het slib bevatte te veel verontreinigingen, zoals zware metalen en resten van medicijnen. Bovendien heeft het gebruik van kunstmest en dierlijke mest sinds midden vorige eeuw een grote vlucht genomen in de steeds groter wordende veehouderij.

Maar aan het gebruik van zoveel kunstmest en dierlijke mest kleven ook nadelen. ‘Kunstmest wordt gemaakt uit fossiele bronnen die eindig zijn, zoals uit mijnen, en wordt gemaakt met behulp van aardgas. De winning en het gebruik ervan zorgen voor milieuproblemen, waaronder de uitstoot van broeikasgassen en het kapotmaken van landschappen voor de mijnen. Daar moeten we vanaf’, zegt onderzoeker circulaire meststoffen Kimo van Dijk. 

‘De veehouderij zorgt voor een hoge uitstoot van CO₂, methaan en stikstofverbindingen. Om daar iets aan te doen, zal de veestapel moeten krimpen. Dierlijke mest is dan minder beschikbaar. En daarbij: de Europese regels voor het gebruik van dierlijke mest worden ook nu al steeds strenger. Om te voorkomen dat boeren dit gaan oplossen met nog meer kunstmest op het land, hebben we alternatieven nodig.’ Daarom  onderzoekt Van Dijk in opdracht van het ministerie van LVVN meststoffen die niet van ver hoeven te komen en het milieu minder belasten.

De nieuwe meststoffen zouden moeten voldoen aan dezelfde hoge eisen die gelden voor  de producten die boeren nu al gebruiken. ‘Ze moeten dezelfde kwaliteit hebben als bestaande meststoffen. Boeren stellen hoge eisen aan het effect van de bemesting en de overheid vooral aan de veiligheid en het milieu.’ Van Dijk vond twintig nieuwe meststoffen die binnen dat kader pasten, waarvan maar één nu al op de markt is. Dat is een meststofkorrel gemaakt van de as van verbrand slib uit de rioolwaterzuivering, onder andere meststoffen uit het afvalwater van een bierbrouwerij en van een patatfabriek, en bewerkte urine. ‘Vorig jaar zagen we in een eerste veldproef in Lelystad al dat stikstof uit urine heel effectief werd benut door de plant, tot 25% beter dan uit gangbare kunstmest, mogelijk omdat de stikstof uit urine beter in de grond blijft en er minder verlies is naar lucht en grondwater.’

Elke meststof ziet er anders uit. Sommige zijn nat en doen denken aan dierlijke mest, andere zijn droge korrels die meer lijken op kunstmest. Van Dijk wil te weten komen of de meststoffen veel ammoniak en lachgas uitstoten, beide vormen van stikstof. ‘Een gewas neemt nooit alle voedingsstoffen uit de mest op – in welke vorm dan ook. Een deel verdwijnt binnen een week of drie weer uit de bodem en komt in de lucht en in het water terecht, bijvoorbeeld als ammoniak en nitraat. We hopen dat bij de nieuwe meststoffen meer van deze vormen van stikstof in de bodem achterlaten dan de mest die boeren nu gebruiken.’        

Bij een net ingezette proef staan de meststoffen naast een lange rij doorzichtige cilinders met aarde op tafel. Stuk voor stuk gaan ze open, waarna Van Dijk en zijn collega’s een van de meststoffen toevoegen. In de helft van de cilinders ligt de meststof bovenop de aarde en in de andere helft dekken de onderzoekers de mest toe. ‘In de praktijk, dus bij boeren op het land, moet mest emissieloos worden toegediend, dus ondergronds, om uitstoot van ammoniak zo veel mogelijk te beperken. Daarom testen we zowel boven- als ondergronds.’

In een laboratorium even verderop loopt een onderzoek om de werking van de meststoffen in de bodem en de uitstoot te meten over een periode vier maanden. ‘Hier gaat het om CO₂ en methaan, de belangrijkste gassen die bijdragen aan klimaatverandering, en de afgifte van stikstof vanuit de grond naar de lucht.’ Van Dijk wijst op een aantal potjes met aarde. Door het deksel van een van de potjes prikt hij twee naalden met sensoren. Een monitor laat grafieken zien waaruit de onderzoekers kunnen afleiden hoeveel broeikasgassen er vrijkomen na toediening van de meststoffen.

Met deze twee typen metingen testen Van Dijk en zijn collega’s welke meststoffen de laagste uitstoot hebben. Bijbehorende landbouwkundige veldproeven moeten uitwijzen of gewassen ook goed groeien met deze meststoffen. ‘We hebben voor aardappelen gekozen om te laten zien dat je de kringloop van meststof-bodem-gewas-voedsel-meststof op een directe manier kunt sluiten. Dus de aardappelen groeien dan op de meststoffen uit bijvoorbeeld verwerkt huishoudelijk afvalwater, maar ook uit proceswater van voedselfabrieken, zoals een aardappelverwerker. Zo maken we de cirkel rond.’

Bij de veldproeven waren de resultaten van menselijke urine het meest veelbelovend. Die was afkomstig van een woonproject waar de toiletten plas apart opvangen. Na bewerking kan dit veilig, dus zonder medicijnresten worden gebruikt. Die zuiveringsstap gebeurt met een elektrisch veld en een membraan dat opgeloste stoffen van het water scheidt. Dit woonproject gebruikt de gezuiverde urine ook in de eigen moestuin van het woonproject. ‘Zulke toiletten zullen we komende jaren vaker in nieuwbouwwoningen en kantoorpanden tegenkomen’, denkt Van Dijk. ‘Daarnaast kun je op festivals de urine apart opvangen en vervolgens goed zuiveren van vooral medicijnresten en drugs.

Ook een aantal van de andere circulaire meststoffen ziet hij wel op de markt komen in de toekomst. ‘Ik denk naast de menselijke urine als eerste aan ammoniumsulfaat en ammoniumnitraat uit de rioolwaterzuivering en slib dat overblijft na reiniging van proceswater uit de voedingsindustrie.’ 
Wettelijk gezien moet er dan nog wel iets veranderen. De meststofkorrel uit verbrand slibas is sinds begin 2024 toegestaan als meststof, maar Van Dijk hoopt dat er in de nabije toekomst meer volgens de Nederlandse wet als meststof gebruikt mogen worden. ‘Bij de voedselverwerkende industrie wordt slib van proceswater namelijk ook niet naar het land teruggebracht. Het probleem is dat de regels voor producten uit industrieel afvalwater net zo streng zijn als die voor slib van de rioolwaterzuivering. Dit terwijl water uit de voedselverwerkende industrie vaak veel schoner is en daarmee veiliger als basis voor een meststof. Als je kijkt naar duurzaamheid, kan dit dus anders. We moeten een nieuwe balans vinden, want in rioolwaterslib zit veel meer soorten vervuiling dan slib uit de voedselverwerkende industrie.’

Van Dijk blijft intussen gegevens verzamelen om te onderbouwen welke circulaire meststoffen de toekomst hebben. De resultaten van dit jaar verwacht hij begin volgend jaar naar buiten te kunnen brengen. Het enige waar hij niet direct iets aan kan veranderen, is hoe mensen erover denken om voedsel te bemesten met hun eigen verwerkte plas of poep. ‘Veel mensen vinden het een vies idee, terwijl bijvoorbeeld die menselijke urine na bewerking helemaal nergens meer naar ruikt. Bovendien hebben we dit soort meststoffen in de toekomst hard nodig als we minder dierlijke mest en minder kunstmest willen.’