Main Menu NL mobile

Language Switcher mobile

Koolstof opslaan in landbouwgrond

Auteur: Birgit Albertsmeier (Rijke Bodem)

Volgens onderzoek van David Johnson is het mogelijk om grote hoeveelheden koolstof op te slaan in landbouwgrond indien er een volledig bodemvoedselweb aanwezig is in de bodem. Het gehalte aan organische stof gaat dus omhoog. Het gaat om duidelijk hogere waarden dan in reguliere landbouwgrond (ook bij verschillende technieken van carbon-farming). Tegelijkertijd stijgt de plantenbiomassa en het watervasthoudende vermogen.

Efficiënte schimmels

Bacteriën, schimmels, protozoa, nematoden, microgeleedpotigen en andere, grotere organismen ademen in de bodem CO2 uit. Hoe meer organismen er zijn, hoe meer CO2 er wordt uitgeademd. David Johnson heeft aangetoond dat dit in een bodem met een hoger aandeel schimmels percentueel minder is dan in een bodem die bijna puur bacterieel is. Dit laatste is tegenwoordig het geval bij de meeste landbouwgronden. De totale vastlegging van koolstof in de bodem bij aanwezigheid van de schimmels is dus verhoudingsgewijs groter dan het gedeelte dat als CO2 wordt uitgeademd. De reden hiervoor is dat schimmels efficiënter omgaan met koolstof dan bacteriën. Bij een verhouding tussen de biomassa van schimmels en bacteriën (F:B ratio) van 0,82 (dus bijna even veel schimmels als bacteriën) werd in een experiment in de kas minder dan de helft CO2 uitgeademd door het bodemleven ten opzichte van een grond met een F:B ratio van 0,04 (bijna nul en equivalent aan gewone landbouwbodem). Elaine Ingham heeft de theorie dat een verhouding van ca. 0,75 ideaal is voor veel soorten groente en 1:1 voor gras en veldvruchten als mais en granen. Nog hogere waarden koolstofvastlegging en nog lagere waarden respiratie (uitstoot) zouden vooral in boomgaarden, bossen en voedselbossen van toepassing kunnen zijn, omdat bomen en struiken een voorkeur hebben voor een zeer groot aandeel schimmels.

Waarom wordt er met behulp van het bodemvoedselweb meer koolstof vastgelegd in de bodem?

Stel we beginnen met een landbouwbodem met een minimaal aandeel schimmels: 0-5 microgram schimmelbiomassa per gram grond. De door de mens gewenste planten hebben minimaal 300 microgram biomassa schimmels en 300 microgram bacteriën per gram grond nodig om goed te kunnen groeien. Als de schimmelbiomassa stijgt, hoeft de biomassa van de overige organismen niet noodzakelijk te veranderen. Indien we erin slagen om deze minimale biomassa voor de zwamvlok te bereiken, worden er al enorme hoeveelheden koolstof in schimmelbiomassa vastgelegd. Elaine Ingham noemt hiervoor een getal van minimaal 12 ton CO2 per hectare (6 US ton per acre). Dit betreft alleen de koolstof die in de biomassa van de schimmels zelf is opgeslagen.

Het organische materiaal dat de zwamvlok uitscheidt in de vorm van afvalstoffen is hier nog niet in meegeteld. 20% van het totale voedsel van de schimmels wordt namelijk afgescheiden als organische zuren (huminzuren, fulvozuren, etc). Als voedsel gebruiken de schimmels de worteluitscheidingen van de planten (koolstofkettingen uit de fotosynthese) en de afbraak van organisch materiaal, waaronder de bovengenoemde zuren in de bodem. Deze zuren kunnen alleen door schimmels nog verder worden afgebroken en de resulterende producten worden hierdoor complexer en stabieler. Daarmee gaat de genoemde hoeveelheid koolstofopslag vele jaren door.

Fotosynthese

Tijdens fotosynthese produceren planten koolstofkettingen van aaneengeschakelde suikers uit zonlicht, CO2 en water. Onder optimale omstandigheden komt de helft van de tijdens de fotosynthese geproduceerde suikers ondergronds terecht als wortels en worteluitscheidingen. De helft hiervan komt in de grond terecht. Onderdeel van de worteluitscheidingen is complex voedsel waarvoor de schimmels een voorkeur hebben. Op sommige momenten in de levenscyclus van de plant kan de plant zelfs meer dan de helft van de geproduceerde koolstof aan wortels en worteluitscheidingen besteden.

Volgens John Kempf zou zelfs de fotosynthese beter werken in aanwezigheid van een volledig bodemvoedselweb. Sommige organismen laten namelijk niet alleen de wateroplosbare, anorganische moleculen in de bodem achter maar ook organische vormen van de nutriënten. De plant zou hierdoor minder energie nodig hebben om de nutriënten op te nemen en in organische vorm te brengen en dit zou de effectiviteit van de fotosynthese verbeteren.

Hoe kan je het bodemleven in de grond verbeteren?

Schimmel gedomineerde compost van zo divers mogelijke ingrediënten kan een zo divers mogelijk bodemleven bevatten. Deze compost kan in vaste vorm of als compostextract worden toegevoegd aan de grond. Aangezien de compost wordt gebruikt als entstof voor het bodemleven zijn er afhankelijk van de kwaliteit van de compost maar kleine hoeveelheden nodig. Als men het proces wil monitoren is het noodzakelijk om eerst de bodem met de microscoop te onderzoeken op het aanwezige bodemleven. Ook is het belangrijk om vast te stellen of de gewenste organismen in de compost c.q. het compostextract aanwezig zijn. Als de compost de gewenste kwaliteit heeft kan 2 à 3 weken na het toevoegen van de organismen al met een nieuw onderzoek worden aangetoond of het enten van de bodem met bodemleven is geslaagd. Eventueel moet het enten met compost(extract) een aantal keren worden uitgevoerd – mogelijk met compost van een betere kwaliteit. Deze controle met de microscoop is duidelijk sneller dan pas na afloop van het groeiseizoen (of zelfs na meerdere groeiseizoenen) te controleren of het percentage organische stof in de grond is toegenomen.

  • Ziektes hebben in een zuurstofrijke omgeving een concurrentienadeel. Doordat er vanuit het verbeterde bodemleven meer concurrentie op plaats en voedsel is en de verbeterde structuur van de bodem voor een betere zuurstoftoevoer zorgt, maken ziektes minder kans.
  • Waarom gaan schimmels efficiënter om met koolstof dan bacteriën?

    Bacteriën hebben een veel smallere (kleinere) verhouding tussen koolstof en stikstof in hun cellen dan schimmels of andere organismen. Bacteriën hebben dus verhoudingsgewijs veel meer stikstof (en andere nutriënten) nodig. Tot dat ze voldoende stikstof uit de grond hebben opgenomen om te kunnen leven en groeien, moeten ze veel meer CO2 uitstoten dan bij schimmels of andere organismen het geval is. Ook ademen bij schimmels alleen de groeipunten CO2 uit, terwijl de holle, bijna geheel uit koolstof opgebouwde pijpen inactief zijn. Deze vormen een groot deel van de biomassa van de schimmels.

    Verder lezen

    Successful Farming:
    Soil Microbes Secure the Future
    Scientific American:
    Can Soil Microbes Slow Climate Change?

    Bronnen:
    Dr. Elaine Ingham (SoilFoodWeb Inc.): Life in the soil class
    Dr. David C. Johnson (New Mexico State University): 2018 EcoFarm Keynote op YouTube
    Dr. David C. Johnson (New Mexico State University): SOLUTIONS BENEATH OUR FEET - David C Johnson's presentation part 1 op YouTube
    John Kempf (Advancing Eco Agriculture): Building Soil Organic Matter While Your Crop Is Growing op YouTube
    John Kempf (Advancing Eco Agriculture): Three Proven Methods Of Building Carbon op YouTube

    Contact
    • Rijke bodem
      Mgr. Bannenberglaan 8
      NL - 5581 AH Waalre
    •  
      Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken.

    Rijke bodem: Get insight into the Soil Foodweb