Welkom bij de online cursus humisme!

Fijn dat je interesse hebt in dat flinterdunne laagje dat we bodem noemen! Het belang ervan kun je bijna niet overschatten, maar helaas is er nog steeds te weinig aandacht voor. Je mag helemaal zelf weten hoe je deze online cursus volgt, maar hier een paar tips:

  • Vanaf de inhoudsopgave kun je de cursus lezen zoals je een boek zou lezen.
  • De groene woorden met een stippellijntje eronder verwijzen naar een woordenlijst. Als je met je muis boven een groen woord zweeft, krijg je een korte uitleg te zien. Probeer het maar eens met amoebe.
  • Als je je inschrijft voor de e-mailherinneringen krijg je om de dag een mailtje met een link naar het nieuwe artikel. Het voordeel is dat je de informatie een beetje gespreid binnenkomt, zonder dat je vergeet verder te gaan met cursus.
10+

Introductie: biodiversiteit en balans

Een bodem is meer dan zomaar een substraat waar planten in kunnen groeien zodat ze niet omvallen. Het is een wereld op zich: ongeveer een kwart van alle biodiversiteit leeft, voltijds of deeltijds, ondergronds. Met het verdwijnen van de biodiversiteit ondergronds, verdwijnt ook de biodiversiteit bovengronds. In Nederland zijn we in 150 jaar tijd ongeveer 85% van de biodiversiteit verloren. En het gaat nog steeds heel hard de verkeerde kant op. Oorzaken zijn nooit eenduidig: pesticiden, biomassa als energiebron, bodembewerking, vermesting en verzuring, noem maar op: allerlei zaken hebben hun weerslag op ons leefmilieu en de consequenties zijn niet mals.

Als we even uitgaan van een situatie waarin de mens geen invloed uitoefent (dus geen kunstmest, pesticiden, ploegen en dat soort ongein), dan draait het uiteindelijk om niches: hoe meer niches een bodem (of algemeen: een ecosysteem) heeft, hoe meer verschillende soorten micro-, meso- en macro-organismen er in (en op) de bodem kunnen leven. Als de niches verdwijnen, dan nemen de opportunisten het over. In het Nederlandse landschap zie je bijvoorbeeld dat de nichevogels verdwijnen (eerst de akkervogels, nu de weidevogels en zelfs de stadsvogels), maar dat de opportunisten steeds meer gaan domineren (meeuwen, ganzen, kauwen, duiven, noem maar op).

Foto: cc0-icon, PxHere.

Om een diversiteit aan bodembeestjes te hebben, heb je een diversiteit aan planten nodig en een strooisellaag die uit zoveel mogelijk materialen bestaat. Die diversiteit zorgt uiteindelijk voor een dynamisch evenwicht, waarbij er een balans komt tussen prooidieren en roofdieren.

Wat is de juiste balans? Als je wel eens een slakkenplaag hebt gehad, dan weet je in ieder geval hoe een onbalans eruit ziet. Het is wel belangrijk dat je beseft dat alle problemen die je ervaart antropogeen zijn: ze zijn door mensen veroorzaakt (misschien zelfs door jou – sorry dat ik het zeg). Het is nooit de schuld van de slakken dat er veel te eten voor ze is en dat ze zelf niet opgegeten worden. Ze doen gewoon waar ze goed in zijn: biomassa omzetten in vruchtbare uitwerpselen. En zich voortplanten. Dat kunnen ze ook heel goed. Het is ook zelden de schuld van een plantenziekte dat hij toeslaat: de meeste ziektes slaan alleen toe als een plant, boom of dier al verzwakt is door iets anders. En meestal is dat iets dat wij mensen hebben gedaan of geproduceerd.

Een ecosysteem dat in balans is, is eigenlijk altijd biodivers. Een biodivers ecosysteem heeft veel elementen die een interactie met elkaar aangaan – van bacterie tot woudreus. Die interacties zijn zo onnoemelijk complex dat wij ze nooit zullen begrijpen. We kunnen ze niet begrijpen, maar dat hoeft gelukkig ook niet. We kunnen gewoon vertrouwen dat de complexiteit zijn werk zal doen. Wat we wel kunnen doen, is zorgen dat de basisvoorwaarden voor die complexiteit aanwezig blijven – of, als ze er niet zijn, de basisvoorwaarden terugbrengen. Het vergroenen van woestijnen is bijvoorbeeld iets dat wij mensen kunnen versnellen: door de planten en de bomen terug te brengen, komt het water weer terug. Het gaat weer regenen en uiteindelijk ontstaat er een complex ecosysteem zoals het Amazone-regenwoud. Want hoewel het heel natuurlijk lijkt, het Amazone-regenwoud is in elk geval deels door mensen aangeplant. Nou snap je ook wel dat je geen regenwoud aan kunt leggen. Dat ontstaat in de loop van vele honderden jaren. We kunnen geen woudreuzen planten, maar elke woudreus is een boom die vele eeuwen geleden niet is gekapt.

Wat ik eigenlijk probeer te zeggen, is dat we niet per se destructief hoeven te zijn. We kunnen ook regeneratief zijn. En dat zal nu ook echt moeten, want we vernietigen de basisvoorwaarden voor onze eigen soort: de mens is een bedreigde diersoort aan het worden.

Nu ben ik geneigd om het over economie te gaan hebben, maar misschien is dat voer voor een andere cursus. Ik beperk het hier tot de bodem, hoewel alles daarmee samenhangt. Leonardo da Vinci zei al: “We weten meer over de beweging van de hemellichamen dan over de bodem onder onze voeten” – en dat is niet veranderd. We weten beschamend weinig, maar genoeg om ons van de ene verbazing in de andere te doen vallen.

Meer lezen:

15+

Bodemstructuur

De structuur van een bodem is van groot belang. Structuur kun je omschrijven als de verhouding tussen lucht, water, organisch materiaal en de minerale deeltjes. Ik behandel ze verderop in de cursus allemaal apart, maar in het kort:

  • ongeveer 25% lucht: gewoon de lucht die wij ook inademen; plantenwortels en een belangrijk deel van het bodemleven hebben net als wij zuurstof nodig;
  • ongeveer 25% water: nodig voor fotosynthese, het transport van voedingsstoffen – het bodemleven heeft natuurlijk ook water nodig;
  • minimaal 5% organisch materiaal: alles wat leeft, heeft geleefd, hun uitwerpselen en metabolieten, enzovoort;
  • ongeveer 45% minerale deeltjes: zand, silt en lutumdeeltjes.

De structuur bepaalt hoeveel water en lucht een bodem kan bevatten: in de grote poriën zit lucht, in de kleine zit water. Veel mensen denken onterecht dat je structuur creëert door te ploegen, te spitten of te frezen. Ik wil niet zeggen dat er nooit reden tot spitten is: een bodem die zwaar aangedrukt is door zware machines mag je gerust even flink los proberen te maken. Het is wel slim om dan meteen goede, rijpe compost in te werken. Wat rijpe compost is en hoe je die maakt, leer je in de online mini-cursus ‘Composteren kun je leren’. Die kun je ook gewoon gratis volgen.

De structuur beïnvloedt ook welke beestjes er in de bodem kunnen leven: hoeveel biodiversiteit er in zit. Hoe meer biodiversiteit, hoe minder ziekten en plagen. Er is wel een bovengrens aan de hoeveelheid organisch materiaal die een bodem kan bevatten voordat er problemen optreden (zoals een kopergebrek bij planten), maar daar hoeven we ons voorlopig geen zorgen over te maken.

Hoe de structuur van de bodem ontstaat

De structuur van de bodem ontstaat doordat allerlei organismen kleefstoffen produceren die bodemdeeltjes aan elkaar kleven. Op een kale bodem die een slechte structuur heeft, staat vaak een laagje water waar algen in groeien die de bodem een groene waas geven. Deze produceren wateroplosbare kleefstoffen, gommen, en een klein beetje biomassa (door middel van fotosynthese) waar bacteriën van kunnen eten als de alg sterft. Bacteriën produceren bacterieel slijm waarmee ze zich aan bodemdeeltjes hechten om te voorkomen dat ze wegspoelen. Daarmee hechten ze ook bodemdeeltjes aan elkaar, wat de structuur dus verbetert. Op een gegeven moment, dat kan een paar jaar duren, komen er ook schimmels in de bodem wonen en die helpen ook bij het bij elkaar houden van de bodemdeeltjes.

Foto: USDA-NRCS

Intussen zijn er ook planten in de bodem gekomen die nog veel meer biomassa produceren en wortels de bodem in sturen. Sommige planten hebben penwortels (paardenbloem, luzerne, ridderzuring, …) en zijn heel goed in het doorboren van storende bodemlagen. Maar veel planten profiteren vooral van het voorwerk dat andere planten hebben gedaan: de gangen die de wortels van andere planten al hebben gemaakt worden zoveel mogelijk opnieuw gebruikt.

Lumbricus terrestris, de gewone regenworm. Foto: Rob Hille, CC BY-SA 3.0.

Als er genoeg te eten is, komen er allerlei gravers: mieren, wormen, woelmuizen, mollen, slakken, emelten, engerlingen, noem maar op. Die verstoren de boel hier en daar zodat er meer diversiteit komt (meer niches) en bovendien transporteren ze organismen die anders maar een paar micrometer van de bodem te zien zouden krijgen, zoals bacteriën. Maar ze nemen ook schimmelsporen mee en ze mengen de bodemdeeltjes door elkaar. Die functies noemen we bioturbatie. En dat is zeer belangrijk! Het duurt jaren voordat de bioturbatie in een bodem die geploegd is weer op volle toeren draait. Kijk maar eens naar het filmpje hieronder om te zien hoe wormen een bodem door elkaar woelen.

Hieronder nog een vergelijkbaar filmpje waarop je het (spectaculaire!) verschil kunt zien tussen een bodem zonder en met bodemleven.

15+

Infiltratie en drainage

Problemen met de infiltratie

Als water niet goed de bodem kan binnendringen, duidt dat op problemen met de structuur. Hemelwater dringt dan niet de bodem in, maar blijft er bovenop staan. Dit zie je heel vaak op de akkers, omdat

  • er meestal onvoldoende organisch materiaal in de bodem zit,
  • er onvoldoende calcium beschikbaar is,
  • er te weinig bodemleven actief is,
  • de bodems vaak lange perioden onbedekt zijn en
  • er als klap op de vuurpijl met zware machines overheen gereden wordt.

Als er water op de bodem staat, dringt het water dus niet de bodem in. De bodem zelf blijft misschien zelfs wel droog. Maar er kan ook geen lucht meer in de bodem terechtkomen, waardoor er zuurstofgebrek optreedt. In een gezonde bodem hebben aerobe organismen (die zuurstof nodig hebben) de overhand, maar als er niet genoeg zuurstof is zullen de anaerobe organismen (die geen zuurstof nodig hebben) het stokje overnemen.

Problemen met de drainage

Soms zit er een storende laag in de bodem die de groei van plantenwortels en de doorgang van water tegenhoudt. Als een boer elk jaar op dezelfde diepte ploegt, smeert hij de bodem op die diepte dicht. Dat heet een ploegzool. De storende laag kan ook van natuurlijke oorsprong zijn.

Problemen oplossen

Als je het aan de natuur overlaat, zullen er in de loop van de decennia planten komen die de problemen voor je oplossen. Maar zoveel geduld heb je vast niet!

  • Als er water op de bodem staat, is het zaak dit snel af te voeren. Je kunt een slootje graven, maar daarmee is natuurlijk het probleem niet opgelost. Wel komt er weer zuurstof in de bodem, zodat er weer planten kunnen groeien.
  • Luzerne heeft sterke penwortels die een ploegzool kunnen doorboren en meters diep kunnen komen. Als je luzerne afmaait, vormen de afgestorven wortels gangen waar een volgende generatie planten dankbaar gebruik van zal maken. Dit geldt voor alle planten: een bodem is niet compleet zonder wortels.
  • Planten die spontaan opkomen en ook penwortels hebben, zijn bijvoorbeeld paardenbloem, ridderzuring, distel en smeerwortel. Die kun je dus beter laten staan.
  • Om het proces te versnellen, kun je goede rijpe (koude) compost gebruiken. Zelf maken heeft natuurlijk de voorkeur. Als je niet weet hoe dat moet, bekijk dan eens de online cursus Composteren kun je leren. Werk de compost in de bodem voor snel effect.
  • Als je erg veel nodig hebt of onvoldoende organische materiaal tot je beschikking hebt, kun je ook compost kopen. Mijd gemeentecompost, deze is bijna altijd van slechte kwaliteit. Bij Van Iersel hebben ze bijvoorbeeld goede compost. Hoe weet je of iets goede compost is? Heel simpel: als het lekker ruikt, dan kun je het gebruiken. Let er wel op of er geen plastic in de compost zit.
  • Als er veel paardenbloemen opkomen, duidt dit op een calciumgebrek. Deze prachtige planten halen met hun diepe penwortels calcium omhoog en maken dat (postuum) weer beschikbaar voor andere planten  en het bodemvoedselweb. Omdat calcium een essentiële voedingsstof is die nodig is voor het opbouwen van celwanden, zal de bodem een betere structuur hebben: zowel het bodemleven als de planten hebben continu calcium nodig voor hun groei en reproductie. Ook deze kun je dus beter laten staan.
12+

De structuur beoordelen en verbeteren

De structuur beoordelen

De structuur van je bodem beoordelen kan nuttig zijn als je vermoedt dat er iets mis mee is. Als er bijvoorbeeld na een regenbui water op je bodem blijft staan, duidt dat op problemen met de structuur. De spadeproef  is heel simpel en kan een hoop informatie opleveren. Als je een spade in de grond steekt, merk je al snel of er veel weerstand is. Als je echt op de spade moet gaan staan dansen om hem de grond in te krijgen, dan weet je dat plantenwortels ook veel moeite zullen moeten doen om de grond in te komen. Een kleibodem is geen excuus: ook een kleibodem kan mooi rul zijn, mits er voldoende organisch materiaal in zit.

Foto: Soil Science, CC BY 2.0

Als je een kluit uit de grond haalt, zou hij in losse, ronde kruimels uiteen moeten vallen. Als je hoekige structuren ziet, zoals hierboven, is dat geen goed teken. Ook een harde korst op de bodem is een slecht teken. Dit zie je vooral op onbedekte bodems. Later kom ik terug op het bedekt houden van de bodem. Indicatorplanten die op een slechte structuur duiden, zijn planten zoals akkerwinde, kruipende boterbloem, varkensgras, heermoes en kweek. Russen en perzikkruid duiden bovendien op een slechte drainage.

De structuur verbeteren

Als je een bodem hebt met een slechte structuur, is ingrijpen meestal wenselijk. De natuur kan de bodem weliswaar zelf herstellen, maar dat kan vele jaren duren. Het snelste werkt het inwerken van goede, rijpe compost. Deze kun je het beste zelf maken.

Bron onbekend.

Hoe weet je of compost rijp is? Ruik er maar eens aan! Deze zou een prettige geur moeten hebben. Bovendien zijn de compostwormen, als die erin zaten, verdwenen. Als compost stinkt of nog warm is, moet je hem niet gebruiken. Eventueel kun je bruin materiaal toevoegen en verder composteren, maar de kwaliteit wordt nooit meer zo goed als wanneer de composthoop meteen goed was opgezet. Door de compost in te werken verstoor je de bodem natuurlijk wel, maar in dit geval is dat positief. Je brengt organisch materiaal, bodemleven en voedingsstoffen terug in de bodem. Dan kan meteen het herstelproces beginnen en zal de bodem weer water op kunnen nemen en vast kunnen houden. Dan kan lucht de bodem weer binnendringen en zullen de planten weer goed gaan groeien. En als dat eenmaal gebeurt, kom je in een opwaartse spiraal terecht.

Als je compost toevoegt, dan voeg je ook bodemleven toe. En dat bodemleven wil eten en drinken. Het is daarom essentieel dat je de bodem bedekt met mulch (organisch materiaal, bij voorkeur met extra veel calcium – denk aan lindeblad) en dat er snel planten komen te groeien. Je zou een mix van verschillende planten in kunnen zaaien, die verschillende wortelstelsels hebben. Want zoals gezegd: een bodem is niet compleet zonder plantenwortels!

11+

Lucht in de bodem

Plantenwortels hebben zuurstof nodig om te kunnen ademen. Het bodemleven heeft voor een groot deel ook zuurstof nodig.

Aeroob en anaeroob

Sommige organismen kunnen  gedijen onder omstandigheden met zuurstof (aeroob), andere als er weinig of geen zuurstof aanwezig is (anaeroob):

  • Obligaat aerobe organismen vereisen moleculair zuurstof (O2) voor de celademhaling.
  • Facultatief aerobe organismen (zoals gisten) kunnen zowel met als zonder zuurstof gedijen.
  • Micro-aerofiele organismen hebben wel zuurstof nodig maar gedijen het best bij lage concentraties.
  • Aerotolerante organismen zijn in principe anaeroob, maar verdragen wel de aanwezigheid van zuurstof (bijvoorbeeld melkzuurbacteriën).
  • Obligaat anaerobe organismen kunnen niet overleven in aanwezigheid van zuurstof. Veel rottingsbacteriën zijn obligaat anaeroob.
Bron onbekend.

Anaerobe bacteriën hebben een heel ander soort stofwisseling dan aerobe. In plaats van koolstofdioxide (CO2) produceren anaerobe bacteriën een aantal ongewenste gassen:

  • Waterstofsulfide (H2S), bekend van de rotte-eierenlucht, is zwavel die in de atmosfeer verdwijnt.
  • Fosfine (of fosfaan) (PH3) is een gifgas dat in heel lage concentraties er al voor zorgt dat mensen onwel worden. Het is een gasvorm van fosfaat, die je dus aan de atmosfeer verliest.
  • Ammoniak (NH3) is een vorm van stikstof.
  • Koolwaterstoffen zoals methaan (CH4): verlies van koolstof. Methaan is tevens een broeikasgas dat ruim twintig keer sterker is dan koolstofdioxide.

Ook worden er niet-gasvormige gifstoffen geproduceerd. Elke bodem bevat anaerobe bacteriën, naarmate je dieper in de bodem komt in steeds grotere aantallen. Maar ook binnenin de bodemkruimels aan de oppervlakte zijn ze te vinden. En dat is prima: ze zijn niet allemaal schadelijk, sommige zijn zelfs nuttig. Maar ze moeten niet de overhand krijgen. Door voor een goede structuur te zorgen, zorg je ervoor dat de aerobe organismen domineren. Dat zijn niet alleen bacteriën, veel schimmels hebben ook zuurstof nodig. En schimmels zijn van het grootste belang!

9+

Het belang van water

Water vervult een aantal cruciale functies en moet altijd beschikbaar zijn voor zowel planten als het bodemleven.

  • Water wordt door planten gebruikt om, gebruikmakend van licht, samen te voegen met koolstofdioxide: we noemen dit fotosynthese. De resulterende koolhydraten gebruiken ze om het grootste deel van hun lichaam mee op te bouwen. Bovendien sturen ze een groot deel van de vastgelegde energie de bodem in om micro-organismen aan te trekken die in hun wortelzone komen leven. Hierbij leggen ze koolstof vast – wat anders als CO2 in de atmosfeer zou zitten – in zowel hun eigen biomassa als in de bodem.
  • De in water opgeloste voedingsstoffen stromen altijd naar de plant toe door middel van osmose. Heel simpel gezegd stroomt water altijd naar waar het niet is. Iets nauwkeuriger is het om te zeggen dat er in plantenwortels altijd meer suikers opgelost zitten dan in het bodemvocht. Water heeft de neiging om in gelijke hoeveelheden aanwezig te willen zijn aan weerszijden van een halfdoorlatend membraan. Omdat het aantal watermoleculen in de plantenwortels lager is (omdat er meer suikers in opgelost zitten), stroomt water vanzelf de plantenwortel binnen. Het kost de plant dus geen energie.
  • Het bodemleven heeft natuurlijk ook water nodig om te kunnen leven. Nematoden (kleine wormpjes) en protozoa (een brede groep eencelligen) gebruiken het bodemvocht om zich in voort te bewegen.
Laten we alle dieren op Aarde, bovengronds en ondergronds, schoon drinkwater gunnen! Foto: Avi/Flickr CC BY-SA 2.0

Verdeling van het water

Als je planeet Aarde bekijkt, dan denk je wellicht dat water niet schaars is: zo’n 70% van het Aardoppervlak wordt tenslotte door water bedekt. Alles bij elkaar zo’n 1,4 miljard kubieke kilometer water. Maar het is bijna allemaal zout water; er is maar 10,6 miljoen kubieke kilometer zoetwater. Al het zoetwater op Aarde kun je in een bolletje met een diameter van 272 kilometer kwijt. Maar zoetwater zit voor ongeveer 99,5% vast in ijskappen en gletsjers, of zit ergens ondergronds waar we er niet bij kunnen. Als je alleen het beschikbare zoetwater bij elkaar stopt, heeft het balletje een diameter van een luttele 47 kilometer. De natuur kan er al vier miljard jaar mee uit de voeten, maar wij verspillen het op ongekende schaal.

Ongeveer 80% van het plastic dat we produceren komt in de natuur terecht. Hier breekt het in ontelbare hoeveelheden kleine stukjes die microplastics worden genoemd. Inmiddels zitten deze deeltje overal, ook in ons eten en drinken. Foto: George Steinmetz

Klimaat

Water heeft ongelofelijk grote invloed op het klimaat. Wolken bestaan uit gecondenseerde waterdamp en reflecteren zonlicht, wat een koelend effect heeft. Als de waterdamp niet condenseert, is het een zeer sterk broeikasgas. Het aanplanten van grote bossen heeft tot gevolg dat er weer wolken ontstaan en dat het weer gaat regenen. Daardoor verdwijnt de waterdamp uit de atmosfeer. Daarnaast leggen bomen koolstof vast in hun biomassa (maar daar hebben ze wel water voor nodig!), geven ze schaduw en werken ze samen met schimmels om de bodem te zuiveren, voorkomen ze watererosie en nog veel meer. Doordat ze water verdampen, koelen ze hun omgeving. Bomen en andere vaste gewassen zouden de basis moeten zijn van onze voedselproductie. En naarmate de neerslagpatronen grilliger en onvoorspelbaarder worden, zullen steeds meer boeren inzien dat onze absurde focus op eenjarigen een risicovolle keuze is geweest.

Laten we wel wezen: zonder water kunnen we geen voedsel produceren. En met te veel water lukt het ook niet, zeker als je eenjarigen probeert te telen. Bomen en struiken zijn echter niet zo gevoelig voor grillige neerslagpatronen en helpen bovendien met het stabiliseren van diezelfde neerslagpatronen. Het is de enige manier om de wereld te voeden en het klimaat te stabiliseren. En de biodiversiteit te behouden. En onze gezondheid. Oh ja, ze produceren ook nog zuurstof.

Meer lezen: Water doet de bodem leven

9+

Wat zouden we doen zonder bladgroen?

Eigenlijk is het verzorgen van het bodemleven niet zo moeilijk, maar je hebt wel de hulp van planten en bomen nodig. Zij leggen de energie vast die het bodemleven nodig heeft. Zonder planten gaat bijna alles dood: fotosynthese is de basis van (bijna) al het leven op Aarde. Planten worden autotroof genoemd: ze produceren namelijk hun eigen voedsel. Eigenlijk zijn ze mixotroof, want ze halen ongeveer 4% van hun voeding uit de bodem.

Maar zonder enige twijfel zijn ze producenten: ze produceren de biomassa waar andere organismen hun energie vandaan halen. Die andere organismen noemen we consumenten. Zonder planten zouden alleen de andere autotrofen (tijdelijk) kunnen overleven. Algen en cyanobacteriën zijn net als planten fotoautotroof: door gebruik te maken van zonlicht als energiebron (‘foto’) voeden ze zichzelf (‘autotroof’). Fotosynthese betekent ‘samenvoegen met licht’: fotoautotrofen voegen koolstofdioxide (CO2) samen met water (H2O) en maken daar koolhydraten van met als afvalproduct moleculaire zuurstof (O2). Wij ademen die zuurstof in en combineren dat weer met koolstof die we uit onze voeding halen (en dus door planten is vastgelegd!); bij die oxidatie ontstaat (lichaams)warmte en het oxidatieproduct ademen we weer uit: het is weer CO2 geworden.

Chlorofyl of bladgroen is cruciaal voor het vastleggen van de energie van de zon in biomassa. Zonder chlorofyl zouden er alleen chemoautotrofen zijn. Beetje saai. Foto: stux/Pixabay

Planten hebben weer CO2 nodig om te kunnen groeien. Plantenwortels ademen ook, die hebben dus zuurstof nodig om te kunnen overleven. Als er geen verse lucht in de bodem kan komen, dan hoopt de CO2 zich op. Er moet dus ruimte zijn waardoor die lucht (en water) de bodem kan binnendringen. De verhouding tussen water, lucht, minerale deeltjes (zand, silt en klei) en organisch materiaal noemen we, zoals je inmiddels weet, de structuur.

Chemoautotrofen halen hun energie niet uit zonlicht, maar uit andere bronnen: ijzer- of zwavelverbindingen, bijvoorbeeld.

Mensen zijn heterotroof: we halen onze energie uit andere organismen; direct of indirect uit planten, algen of cyanobacteriën. Zelfs als je alleen maar vlees eet, eet je toch nog planten: want de vleeseter eet planteneters. En als je vis eet, eet je indirect algen.

Het is een beetje erg bizar dat wij denken dat biomassa groene stroom kan opleveren. Biomassa is de motor van al het leven op Aarde. Als je dat verbrandt, dan verdwijnt al het leven dat daarvan afhankelijk is. Een stuk hout dat in hooguit een paar uur verbrand is, had talloze generaties schimmels, bacteriën en insecten kunnen voeden. Die organismen zijn op hun beurt weer voedsel voor protisten, vogels, zoogdieren enzovoort. Met mate kan het wel, maar als je dit op industriële schaal doet gaat dit ten koste van de biodiversiteit. Foto: recyclind, Pixabay.
9+

Lekkende planten

Planten en bomen scheiden tijdens hun leven koolstofverbindingen uit via hun wortels, waarmee ze bepaalde bacteriën en schimmels van energie voorzien. Die koolstofverbindingen noemen we exudaten.

Illustratie: Markéta Machová / Pixabay

De micro-organismen komen in de wortelzone (de rhizosfeer) van de plant of boom leven. Planten en bomen scheiden misschien wel vierduizend verschillende verbindingen uit, waarmee ze verschillende soorten micro-organismen aantrekken die bepaalde voedingsstoffen vrijmaken of andere functies verrichten. Het belang van deze exudaten is tot voor kort onderschat: het blijkt dat ze de belangrijkste manier zijn om koolstof in de bodem te krijgen. En dat is hard nodig! Niet alleen zit er veel te weinig koolstof in onze cultuurbodems, er zit veel te veel koolstofdioxide in de atmosfeer. De bodems bevatten wereldwijd ongeveer drie keer zoveel koolstof als de atmosfeer en de biomassa van alle planten en bomen tezamen, maar in Europa schijnen de bodems tien keer meer CO2 uit te stoten dan de industrie.

Per jaar leggen planten en bomen tussen de 100 en 115 miljard ton CO2 vast in biomassa. De door planten vastgelegde koolstof kan deels in de bodem terechtkomen, maar of dat gebeurt hangt af van de manier waarop er met de bodem wordt omgegaan.

Verlies van koolstof

Koolstof dat in de bodem zit, wordt door bijvoorbeeld bacteriën gebruikt voor hun stofwisseling: ze voegen (net als wij) koolstof en zuurstof samen om aan energie te komen. Dit heet oxidatie en hierbij komt warmte vrij. De stikstof- en zuurstofgehalten spelen hier een belangrijke rol in.

Het stikstofgehalten bepaalt de oxidatiesnelheid: als er te veel stikstof in de bodem zit, wat in Nederland vaak het geval is, dan oxideert koolstof sneller omdat de bacteriën heel actief zijn (en dus veel koolstof oxideren). Daarom is het belangrijk dat je een bron van koolstof toevoegt aan een bodem als je  op een of andere manier stikstof aan de bodem toevoegt. Anders verstoor je de balans en .

Ook als er te veel zuurstof in de bodem terechtkomt, door bodembewerking bijvoorbeeld, wordt het bodemleven actiever en zal meer koolstof oxideren. Toch zijn bacteriën heel belangrijk, want ze breken de plantenresten af. Ze verbruiken koolstof, maar als de koolstof-stikstofverhouding in de bodem ongeveer 10:1 is en de bodem niet bewerkt wordt, blijft er ook veel koolstof in de bodem achter.

Ongeveer een derde van alle koolstof in de bodem zit opgeslagen in glomaline, een stof die door schimmels in de orde Glomaleres wordt geproduceerd. Glomaline bestaat voor ongeveer 30 tot 40 procent uit koolstof en kan tientallen jaren stabiel blijven in de bodem. Foto: Sara Wright, USDA
9+

Bacteriën: klein maar (meestal) fijn

De laatste jaren zijn we nogal bang gemaakt voor bacteriën. Maar we zijn afhankelijk van bacteriën voor een goede spijsvertering en onze weerstand. We kunnen helemaal niet zonder bacteriën! We zouden binnen een paar dagen dood zijn als de bacteriën uit ons lichaam zouden verdwijnen. Ook in de bodem zijn ze onmisbaar. En het grappige is: een belangrijk deel van de bacteriën in onze darmen hebben we als kind binnengekregen doordat we grond opaten. Geofagie heet dat. Moderne ouders zeggen dat dat vies is, maar een klein kind weet wel beter! Tot ongeveer je negende levensjaar kun je op die manier bacteriën binnenkrijgen om je darmflora op te bouwen. En daar zul je het de rest van je leven mee moeten doen.

Het aantal functies dat ze vervullen is niet te kwantificeren, maar er bestaan vier verschillende functiegroepen:

  1. de eerste groep ontbindt eenvoudige koolstofverbindingen,
  2. de tweede bindt stikstof uit de atmosfeer,
  3. de derde groep bestaat uit ziekteverwekkers en
  4. de vierde groep, die chemo-autotrofen worden genoemd, halen hun energie uit stikstof-, zwavel-, ijzer- of waterstofverbindingen (en dus niet uit koolstofverbindingen).
Bron onbekend.

Die laatste groep is ook nuttig, want ze kunnen bijvoorbeeld vervuiling, zoals nitraten, en broeikasgassen, zoals methaan, afbreken. Bacteriën komen in ongelofelijke hoeveelheden voor in de bodem.

  • Een bacterie is maar 1 of 2 micrometer groot;
  • in een theelepeltje grond leven er ongeveer 2,5 miljard;
  • een bacterie weegt helemaal niets, en toch zitten er per hectare meer dan twee ton in de bodem. Kun je nagaan hoeveel dat er moeten zijn! Qua biomassa kun je dat vergelijken met maar liefst vier koeien.

Bacteriën bevatten relatief veel stikstof, die niet kan uitspoelen. De bacterie moet eerst opgegeten worden, waarbij de voedingsstoffen vrijkomen en voor de plant opneembaar zijn.

Ik kom nog een aantal maal terug op deze belangrijke micro-organismen en hun vele functies!

10+