De landbouw klimaatbestendig?

Meer plantenvariatie kan onder én boven de grond de biodiversiteit bevorderen. FOTO SHUTTERSTOCK

Als organische stof beter in bodems wordt opgeslagen, kan dat de CO2-uitstoot verlagen, stelt klimaatwetenschapper Franciska de Vries.

Wereldwijd veroorzaakt klimaatverandering nu al een vermindering in voedselproductie. In Nederland was dat sterk te merken in de droge zomer van 2018: vooral aardappelen, voedergewassen, verse groenten, en suikerbieten leden onder de extreme droogte. Maar ook grasland had last van de droogte, en als gevolg van de verminderde graslandproductie daalde ook het percentage eiwit (als voer voor koeien) dat op eigen land werd geteeld.

Op satellietbeelden was duidelijk te zien dat vooral grasland op de hogere zandgronden het moeilijk had. Dat komt door de hoge ligging van deze bodems, maar ook door hun textuur en lage organische stofgehalte, waardoor ze slecht water vasthouden.

Organische stof

We kunnen niet de ligging of de textuur van onze bodems aanpassen, maar we kunnen wel proberen de organische stof in onze bodems te optimaliseren. Organische stof is niet alleen belangrijk voor het vasthouden van water in de bodem, het is ook heel belangrijk voor de andere functies die de bodem levert. Het geeft structuur aan de bodem, bindt voedingsstoffen, en voedt bodemorganismen, die op hun beurt weer voedingsstoffen vrijmaken uit organische stof voor plantengroei.

Bovendien draagt de opslag van organische stof in de bodem bij aan het verminderen van klimaatverandering: bodemorganische stof is wereldwijd het op-twee-na belangrijkste reservoir van koolstof, na oceanen en geologische afzettingen (fossiele brandstoffen). Dat is koolstof die niet in de atmosfeer zit als CO2. Het vergroten van bodemorganische stof, dat voor 50 procent uit koolstof bestaat, kan dus bijdragen aan een verlaging van CO2 in de atmosfeer.

Plantengroei

Het verhogen van het organische stofgehalte in landbouwbodems is dus zeer aantrekkelijk, maar het is ook moeilijk. Stabiele bodemorganische stof – dat is organische stof die tientallen tot honderden jaren in de bodem vastgelegd kan zijn – wordt gevormd wanneer micro-organismen dierlijke en plantaardige materialen afbreken. Bij die afbraak komen voedingsstoffen vrij, een deel van de koolstof komt weer in de atmosfeer als CO2, en een deel wordt langdurig vastgelegd in en aan bodemdeeltjes als de micro-organismen doodgaan.

Plantengroei vormt dus een belangrijke bron van bodemorganische stof, maar in landbouwsystemen voeren we plantenmateriaal af door oogst of begrazing, vaak meerdere malen per jaar. Een manier om bodemorganische stof op peil te houden is het toevoegen van organisch materiaal om te compenseren voor deze afvoer. Bij voorkeur gebeurt dit met reststromen die uit het systeem afkomstig zijn, dierlijke mest bijvoorbeeld, maar dierlijke mest uitrijden is aan veel regels gebonden en mag maar beperkt. Omdat er per saldo dus meer organische stof wordt afgevoerd dan er wordt teruggegeven aan de bodem, is het een hele uitdaging om het bodemorganische stofgehalte op peil te houden.

Bodemorganische stof

En dat is te zien, ook in Nederland. Het is niet gemakkelijk om veranderingen in bodemorganische stof door de tijd te meten op landsniveau. Niet alleen verandert bodemorganische stof zeer langzaam, er zijn honderden metingen verspreid over het land nodig die bij voorkeur steeds op dezelfde plek en onder hetzelfde landgebruik plaatsvinden. Een recente studie deed precies dit, en vond dat over heel Nederland gezien het organische stofgehalte en ook de totale hoeveelheid organische stof die in de bodem is opgeslagen zijn afgenomen tussen 1998 en 2018. Maar ondanks deze verontrustende algemene trend zijn er tussen bodemtypes, landgebruiksvormen, en zelfs op perceelniveau natuurlijk veel verschillen te zien.

Het toevoegen van mest en ander dood organisch materiaal (compost bijvoorbeeld) is niet de enige manier om bodemorganische stof op te bouwen. Levende planten leggen koolstof vast uit de lucht en die koolstof komt uiteindelijk in de bodem terecht wanneer wortels afsterven, en als wortelexudaten. Deze door wortels uitgescheiden cocktails van suikers, zuren, en signaalstoffen worden heel efficiënt door micro-organismen in stabiele organische stof omgezet. Meer plantendiversiteit en minder scheuren van grasland helpen dit proces, net als vanggewassen en groenbemesters, een diverse vruchtwisseling, gewassen met diepe wortels, en minder kerend ploegen.

Biodiversiteit

Door deze maatregelen worden de interacties tussen plantenwortels en bodemorganismen, die cruciaal zijn voor de vorming van organische stof, geoptimaliseerd. Maar er zijn meer voordelen van deze maatregelen: vanggewassen benutten voedingsstoffen die anders uit kunnen spoelen, groenbemesters leveren voedingsstoffen voor het volgende gewas, en al deze maatregelen helpen ook om het systeem weerbaarder te maken tegen verstoringen zoals droogte en ziektes. Bovendien kunnen ze de biodiversiteit onder én boven de grond bevorderen.

Franciska de Vries (Leeuwarden, 1978) is hoogleraar Earth Surface Science aan de Universiteit van Amsterdam. Haar onderzoek richt zich op het begrijpen van het effect van klimaatverandering en veranderend landgebruik op interacties tussen planten en bodemorganismen, met het doel om ecosystemen weerbaarder te kunnen maken tegen toekomstige verstoringen. Ze doet dit door middel van grote veldexperimenten, maar ook in mechanistische, minder realistische experimenten in de kas of het laboratorium.

Je kunt deze onderwerpen volgen
Friesland
Klimaatpanel