Bodemonderzoek actueler dan ooit. _Biobased economy_ creëert extra druk op de bodem volgens Jan Willem van Groenigen.

We zijn ongelofelijk afhankelijk van dat dunne laagje om onze aarde, de bodem: niet alleen voor ons voedsel maar in toenemende mate ook voor onze brandstof. De bodem geeft veel maar krijgt veel te weinig terug, vindt bodemonderzoeker Jan Willem van Groenigen van de Wageningen Universiteit. Hij is gebiologeerd door wormen, die planten stikstof en fosfaat geven om te groeien, maar die ook een rol spelen in de uitstoot van broeikasgassen.

9 juli 2015

U zegt dat het in deze tijd bij uitstek interessant is om bodemonderzoeker te zijn…

“Lang is gedacht dat bodem en landbouw thema’s zijn uit het verleden, die nu niet meer interessant zijn. Maar het tegendeel blijkt waar. Meer dan ooit worden we er ons de laatste jaren van bewust hoe afhankelijk we van onze bodem zijn. Denk bijvoorbeeld aan de ambitieuze plannen voor een biobased economy, een economie die niet meer op fossiele grondstoffen draait maar op biomassa als voornaamste grondstof. We moeten ons serieus afvragen of onze bodem dat wel aankan.”

Wat denkt u? Kán de bodem die biobased economy wel aan?

“Ik heb daar grote twijfels bij. Vroeger produceerde de bodem vooral voedsel, vezels en veevoer. Het waren de hoogwaardige delen van de planten die werden afgevoerd. De reststoffen, zoals stro, bleven op het land achter. Die reststoffen dienden als voedselbron voor bodemdieren en om organische stof in de bodem aan te vullen. Tegenwoordig is het mogelijk om van organische afvalproducten allerlei materialen te maken, maar het gevaar is erg groot dat je inteert op de bodemkwaliteit als je de bodem niet meer voedt.”

Overal in de wereld groet tegenwoordig mais, een gewas zat zijn oorsprong heeft in Zuid-Amerika. De reststoffen van de plant worden benut als agrovezels, waar nieuwe producten van gemaakt worden. — Overal in de wereld groeit tegenwoordig mais, een gewas dat zijn oorsprong heeft in Zuid-Amerika. De reststoffen van de plant worden benut als agrovezels, waar nieuwe producten van gemaakt worden.
Wikimedia Commons

Is dat een mondiaal probleem of vooral een probleem van de landen met intensieve landbouw?

“Van oudsher is het een probleem van arme landen in tropische gebieden, waar heel veel plantenmateriaal al werd afgevoerd om te dienen als brandstof of veevoer en waar boeren te arm zijn om (kunst)mest te kopen. Maar door de opkomst van de biobased economy dreigt dit nu ook in de rest van de wereld een steeds groter probleem te worden.”

U maakt zich zorgen over dreigende fosfaattekorten…

“De voorraad fosfaaterts, waar fosfaatkunstmest uit wordt gewonnen, is eindig. Voorspellingen variëren van decennia tot zo’n 150 jaar, maar er komt binnen afzienbare tijd een einde aan onze mondiale fosfaatvoorraden. Het interessante is dat er in de Nederlandse bodems in principe meer dan genoeg fosfaat zit, als gevolg van bemesting in het verleden. Die buffer is zelfs zo hoog dat we zonder te bemesten wel een jaar of dertig vooruit zouden kunnen.”

Fosfaatmijn in Finland
Wikimedia Commons

“Het probleem is echter dat het fosfaat chemisch gebonden is aan bodemdeeltjes en mineralen zodat de planten het niet kunnen opnemen. In mijn onderzoek kijk ik daarom naar processen in het bodemleven die gebonden fosfaat weer beschikbaar maken. Bodemdieren, zoals regenwormen, lijken daar een belangrijke rol in te spelen, maar je kunt ook denken aan combinaties van planten die effectiever fosfaat opnemen.”

Aan welke plantencombinaties denkt u?

“Maïs en vlinderbloemigen, zoals bonen, is zo’n combinatie. Onderzoek van mijn collega’s en andere groepen aan de Wageningen Universiteit laat zien dat als deze gewassen samen op een akker staan, de planten beter fosfaat opnemen. Vlinderbloemigen beïnvloeden de zuurgraad van de bodem op een gunstige manier voor fosfaatopname.”

“Zelf onderzoek ik vooral combinaties van grassoorten in weilanden. Grassoorten variëren in beworteling. Sommige soorten gaan bijvoorbeeld wat dieper. Of de worteldikte varieert. We kijken nu of de opname van fosfaat in weilanden stijgt als een boer verschillende grassoorten inzaait. Dit onderzoek, dat we samen met onder meer veevoederbedrijven en graszaadproducenten uitvoeren, staat nog in de kinderschoenen.”

Kunt u uitleggen waarom wormen zo belangrijk zijn voor de fosfaatopname in de bodem?

“De worm verandert de samenstelling van de grond heel sterk. We zien dat als we de uitwerpselen van een worm analyseren, dus als de grond de darmen van de worm heeft gepasseerd. We ontdekten dat de chemische beschikbaarheid van fosfaat in de uitwerpselen tijdelijk tot wel duizend keer hoger is dan in de grond die niet door de worm is gegeten. We willen dit proces nu gaan modelleren om beter te begrijpen wat er gebeurt, en om te weten te komen in hoeverre planten daarvan zullen kunnen profiteren.”

Zijn er ook nadelen voor de bodem als er veel wormen aanwezig zijn?

“Wormen zijn ontzettend goed voor de structuur van de grond, bijvoorbeeld omdat ze een omvangrijk gangenstelsel graven. Die gangetjes zorgen voor een goede beluchting van de bodem en een betere uitwisseling van allerlei gassen, zowel in de bodem als tussen bodem en atmosfeer. Dat is gunstig voor de plantengroei. Maar ons onderzoek laat ook zien dat er daardoor meer van het broeikasgas N₂O, dat door bodembacteriën uit (kunst-)mest wordt geproduceerd, naar de atmosfeer kan ontsnappen. Zonder die gangetjes zou meer van dit ‘lachgas’ in de bodem blijven hangen, waar het uiteindelijk wordt omgezet in het onschadelijke stikstofgas.”

Op welke wijze speelt de bodem een rol in klimaatverandering?

“De bodem is cruciaal in het hele debat rondom oorzaken en gevolgen van klimaatverandering. Klimaatverandering zal grote effecten hebben óp de bodem door bijvoorbeeld veranderingen in het neerslagpatroon. Anderzijds is het effect dat de bodem heeft op klimaatverandering ook niet te onderschatten. De bodem neemt broeikasgassen op – denk aan de vastlegging van kooldioxide in organische stof – maar stoot ook broeikasgassen uit, zoals het eerdergenoemde lachgas. Dat betekent dat de manier waarop je met bodems omgaat een direct effect heeft op klimaatverandering.”

Zal er, net als bij fosfaat, ooit ook een tekort aan mest op basis van stikstof ontstaan?

“Nee, dat zal niet gebeuren want stikstof is onbeperkt in de vorm van het gas N₂ in de lucht aanwezig. Stikstofkunstmest kunnen we dus altijd maken. Het nadeel van stikstofkunstmest is – anders dan bij fosfaat – dat het heel veel energie kost om het te produceren en dat het leidt tot de uitstoot van broeikasgassen zoals lachgas en tot emissies van ammoniak en nitraat naar het oppervlaktewater. Dat is een wezenlijk probleem.”

Kennen we de bodem wel goed genoeg?

“Absoluut niet! De bodem is de grootste bron van biodiversiteit op aarde waarvan we nog maar een fractie kennen. Het Jaar van de Bodem wil duidelijk maken hoe ongelofelijk afhankelijk we zijn van dat dunne laagje om onze aarde, waar we iedere dag weer van eten met z’n allen. Uiteindelijk is alles van de bodem afkomstig. Niet alleen ons voedsel maar in toenemende mate ook onze brandstof. We vragen steeds meer van onze bodem zonder dat we genoeg teruggeven.”

In deze uitzending van het Klokhuis leggen onderzoekers Jan Willem van Groenigen en Ingrid Lubbers uit wat voor soorten regenwormen er allemaal zijn en hoe ze leven. Inclusief de leukste regenwormenquiz!