vrijdag 1 juni 2018

Begrazing II - Kan veeteelt ook hand in hand gaan met de natuur?

Naast de grootschalige akkerbouw, waaraan ik al heel veel aandacht heb geschonken, heeft ook het houden van vee een enorme impact gehad op onze planeet. Dit artikel in de Guardian van mei 2018 geeft aan, dat van alle zoogdieren 36 % mensen, 60% vee en 4% in het wild levende dieren zijn; 70 % van alle vogels zijn op dit moment pluimvee, zoals kippen en eenden, terwijl 30% van de vogels, wilde vogels zijn. Geschat wordt dat 83% van alle wilde zoogdieren en 50% van alle planten zijn omgebracht of verdwenen dankzij de mens. De film cowspiracy (hier te kijken) heeft laten zien, dat wereldwijde veeteelt en toeleverende industrie een enorme impact op onze planeet heeft: 18% tot zelfs 51% van alle broeikasgassen zijn afkomstig van veeteelt en veeteelt gerelateerde activiteiten.
Helaas walst deze film heen over Alan Savory (rond 51:15 minuten), op basis van de eerder in zijn leven gemaakte grote fout: Alan Savory was als jonge bioloog in de jaren 50 van de 20e eeuw verantwoordelijk geweest voor het afschieten van 40.000 olifanten in Zimbabwe om verwoestijning en land degradatie te voorkomen. Deze maatregel bleek het echter alleen maar erger te maken: de olifanten populatie was dus niet de oorzaak van de land degradatie.
Over deze fout is Alan Savory echter heel open, en hij geeft juist aan dat deze grote fout hem uiteindelijk heeft laten zien dat de oorsprong van het probleem van verwoestijning juist niet in het verminderen van het aantal dieren zit. Hoe het dan wel anders moet, daar wil ik in deze blog op ingaan.

De hypothese is, dat door beter georganiseerde kortstondige en volledige begrazing het ecosysteem wordt verbeterd en er mogelijk zelfs meer dieren kunnen grazen op hetzelfde gebied. Dit wordt veroorzaakt doordat, dankzij het betere graasbeheer, de bodemvruchtbaarheid wordt verbeterd en daardoor de productie van de graasgebieden ook toeneemt. Het snappen van de interactie tussen bodem, vegetatie en dieren is daarom van groot belang.
Ik verwijs hierbij ook naar een eerdere blog die ik heb geschreven, waarin ik heb aangegeven waarom gras begraasd moet worden, maar niet overbegraasd. Dit is precies wat moet gebeuren op de aride savannahs (maar kan net zo goed in minder aride gebieden worden toegepast): deze savannahs moeten op de juiste manier worden begraasd, om ze gezond te houden. Dit concept is te vinden onder meerdere benamingen: holisitsch begrazen (In het Engels, holistic grazing, adaptive grazing, of adaptive multi paddock grazing).

Goed graasbeheer is van vitaal belang

Er zijn bij graasbeheer (Holistisch begrazen) 4 aspecten van belang om in het achterhoofd te houden
  1. Het geheel: focus niet op deelaspecten, maar bekijk het gehele (eco)systeem
  2. De brosheid: hoe bros is het ecosysteem, of hoe aride is het natuurlijke systeem
  3. De kracht van de aantallen: het is beter om een gebied kort en hevig af te grazen, dan continu een beetje
  4. Het moment: wanneer gegraasd wordt, is van levensbelang

1. Bekijk het geheel

Onze samenleving kijkt vaak naar winst- en opbrengstmaximalisatie van datgene waar jij goed in bent. Hierbij wordt echter niet alles gemonetariseerd. Zo wordt op veel plekken de bodem uitgeput, als gevolg van ons huidige agrarische systeem; onze bodem erodeert langzaam weg; de (grond)waterkwaliteit ondervindt negatieve gevolgen van uitspoeling van meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen; de biodiversiteit neemt af; de werkgelegenheid op het platteland neemt af met migratie naar de stad en verlies aan sociale structuur tot gevolg etc etc. Met al deze gevolgen worden bij het maken van landbouwtechnische plannen en bij de inrichting van een bedrijf vaak geen rekening gehouden. Echter de gevolgen worden wel steeds duidelijker zichtbaar. Zo is bijvoorbeeld de oorlog in Syrie te linken aan de leegloop van het platteland door het opheffen van de graasrechten van de traditionele bedoeinen in 1958.

En dit kan anders, alleen vereist dit wel een radicaal andere bedrijfsvoering en ook een andere kijk op het bedrijf, zoals de video "One hundred  thousand beating hearts" laat zien. Deze boerderij is op hetzelfde gebied gegaan van 700 koeien naar 100.000 dieren, ze gebruiken geen kunstmest, gewasbeschermingsmiddelen of antibiotica meer, het organisch stofgehalte is de bodem is toegenomen van minder dan 0,5 naar meer dan 5%, het aantal werknemers is toegenomen, daardoor is er meer werkgelegenheid in het dorp, de boerderij heeft een enorme biodiversiteit, die resulteert in een grote kolonie 26 arenden...

Als je zo boer bent, heb je geen natuurgebieden meer nodig, maar is de boerderij kennelijk zelf een natuurgebied geworden!

2. Brosheid van het systeem

De mate waarin een systeem bros is (brittleness in het Engels), hangt sterk samen met het watertekort, wat eigenlijk neerkomt op het verschil tussen de potentiele verdamping en de neerslag.
Meestal wordt gekeken naar de netto neerslag (De neerslag minus de actuele verdamping), maar het verschil tussen de potentiele verdamping (de maximale hoeveelheid water die kan verdampen als er voldoende water beschikbaar is) en de neerslag, laat de mate van "water tekort" zien. Hoe groter het tekort, hoe groter de brosheid van het systeem. Semi aride en aride systemen en woestijnen zijn in deze definitie dus brosse ecosystemen.
Veel brosse systemen hebben 1 regenseizoen, en een lange droge periode daartussen. Vegetatie verdort hierbij, het ecosysteem trekt zich terug in de grond en staat verdord te wachten op het regenseizoen. Als de planten verdorren worden plantvocht en nutrienten teruggetrokken in de wortels van de plant en verliest het bovengrondse deel van de plant daarmee zijn groene kleur.
Doordat alle vegetatie droog is, vindt compostering eigenlijk niet plaats, en kan de vegetatie - als het niet wordt opgegeten - alleen verdwijnen door (zeer langzame) oxidatie of verbranding.

Bron: https://www.slideshare.net/bio4climate/precious-phiri-holistic-management-in-practice-the-ecological-economic-and-social-benefits?from_action=save

3. De kracht van de aantallen

Als je kijkt naar natuurlijke processen rondom begrazing, komen grazers voor in grote kuddes, die samen rondtrekken en zich door op te trekken in een grote kudde beschermen tegen de predatoren. Natuurlijke ecosystemen zijn op deze manier van begrazing afgestemd. Wordt hiervan afgeweken, dan kan dit verstrekkende gevolgen hebben met verstrekkende gevolgen voor een ecosysteem.
Gelukkig kunnen negatieve effecten ook weer worden ongedaan gemaakt, zoals bijvoorbeeld de documentaire "How wolves change rivers" over de introductie van de wolven in het Yellowstone park in de VS laat zien.


De kracht van het grazen in grote aantallen, is dat hele gebieden in een keer worden volledig worden kaal gegeten, alles wordt opgegeten, alles wat niet wordt opgegeten wordt platgetrapt en het gebied wordt voorzien van een goede hoeveelheid urine en andere uitwerpselen. Kortom, precies wat in de huidige veeteelt ook gebeurt: na het maaien en balen wordt (kunst)mest uitgereden, zodat nieuwe groei kan plaatsvinden. Het voordeel van het holistische proces is dat het geen fossiele brandstoffen kost.
Zoals ik in mijn eerdere graasblog heb uitgelegd groeit gras vanuit de meristeem, die bij grassen onderin en in de stengel zit. In de meer brosse ecosystemen, waar het gras afsterft is dit meristeem onderin verantwoordelijk voor nieuwe groei: hier moeten dus de oude stengels verdwijnen om ruimte te maken voor nieuwe groei. Hiervoor zijn nieuwe grondstoffen nodig. En juist deze beide dingen - kortwieken en voorzien van nieuwe grondstoffen - wordt met deze manier van grazen bereikt.
Walter Jehne, voormalig klimaatwetenschapper en microbioloog bij CSIRO en oprichter van Healthy Soils Australia, geeft in deze webinar aan, dat als bepaalde gebieden niet worden begraasd (vooral savana's) je juist meer branden kunt krijgen (teveel droog materiaal). Dit wordt zelfs noodzakelijk als grazers er niet meer zijn, anders is er namelijk geen nieuwe groei. Het verbranden van graasgebieden stimuleert echter niet het koolstof hergebruik (via vertering in de maag van de grazer en uitwerpen zodat het door de bodem wordt opgenomen) en bevordert dus geen bodemverbetering of verhoogde koolstofgehaltes in de bodem.

4. Het moment is cruciaal

Bij het grazen van planten is het moment waarop wordt begraasd van cruciaal belang: als de plant te jong is, verzwakt de plant en kan hij niet goed hergroeien, als de plant te oud is, is de plant bruin geworden wat duidt dat de voedingswaarde niet meer optimaal is: bruin natuurlijk materiaal bevat meer koolhydraten, groen natuurlijk materiaal meer eiwitten.
Deze balans tussen groei en voedingswaarde is weergegeven in de 2 onderstaande figuren. De uitdaging bij goed graasbeheer is dus, om op het juiste moment te grazen, waarop de voedingswaarde nog goed is, en de kg droge stof maximaal is. Tegelijk moet de begrazing ook niet te lang zijn, om te voorkomen dat de grasplant te klein wordt, waardoor hergroei niet meer goed mogelijk is. Moment en duur moeten dus goed worden bepaald.
Bron: http://www.grass-fed-solutions.com/images/pasture-rotation-grass-nutrients.gif
Bron: http://www.grass-fed-solutions.com/images/Maximize-Pasture-Productivity.jpg
Als de plant begraasd wordt, produceert de plant niet meer genoeg suikers om het uitgebreide wortelstelsel te kunnen voorzien van voedsel, het wortelstelsel wordt daarom verkleind, en water en nutrienten worden gebruikt voor bovengrondse groei. Met de groei van de bovengrondse kan het wortelstelsel daarna weer verder groeien.

Indien begrazing te snel na elkaar plaats vindt, kan de plant een minder uitgebreid, minder diep wortelstelsel onderhouden. Gras in te frequent begraasde gebieden heeft daarom minder diepe wortels, zoals onderstaande figuur laat zien.

Bron: https://2.bp.blogspot.com/-MEnbl0xGBNE/V3vIshZZyDI/AAAAAAAAIPI/1umFOZ3otmwGNi25DZyrgQtxcUstCSMpACLcB/s1600/root-1-ed1.jpg
Minder diepe wortels, betekent echter ook dat de plant een slechtere toegang heeft tot bodemvocht en daardoor eerder de gevolgen van droogte ondervindt, klimaatverandering gaat meer periodes van droogte geven, dus dan zijn diepe wortels van groot belang. Het is echter goed om te realiseren dat de worteldiepte verschilt per planten soort, ecosysteem en bodemtype.


Bron: https://healthylandethic.com/2013/11/17/why-prairies-matter-and-lawns-dont/
Het moment van grazen heeft echter ook zo zijn impact op de gezondheid van de dieren en op de melkkwaliteit en -kwantiteit. Joel Salatin heeft tijdens een masterclass het volgende uitgelegd:
Jong gras wat aan het groeien is, is groen, en bevat veel N en C, oud gras wordt harder en minder groen en bevat naar verhouding minder N en meer C.
Jong gras bevat meer proteines/ eiwitten, die meer N bevatten. Oud gras bevat minder N en meer C, wat zich uit in de aanwezigheid van meer koolhydraten/ suikers. Meer geconsumeerde koolhydraten dragen bij aan meer meer vet in de melk. Meer geconsumeerde eiwitten geven een groter geproduceerd melkvolume.
In jong vers gras zitten dus meer eiwitten, in oud en/of droog gras naar verhouding meer suikers. Wat erin gat bepaalt ook hoe het eruit gaat: hoe meer eiwitten ze krijgen, hoe dunner de uitwerpselen, hoe meer koolhydraten, hoe dikker en droger de uitwerpselen. Idealiter is het halfzacht, de mooie koeienvlaai. Hierbij moet dus zowel eiwitten als suikers worden geconsumeerd.
De dunne uitwerpselen, zijn echter zodanig scherp (ze bevatten relatief teveel N), dat als ze worden uitgereden, ze koolstof uit de bodem gebruiken (zie mijn eerdere blog over de N/C verhouding).

Tenslotte kun je bij begrazing op het juiste moment, ook gebruik maken van verschillende dieren, die achter elkaar grazen, om elk hun eigen plantensoorten te eten, zodat niet 1 plantensoort het hele systeem overneemt, omdat deze plant niet wordt begraasd. Koeien, schapen, geiten, kamelen, buffels, alle verschillende grazers eten allemaal hun eigen deel van de beplanting.
Daarnaast kunnen dieren ook als dierlijke tractoren worden gebruikt: kippen, ganzen, eenden, of kalkoenen, varkens kunnen allemaal bijdragen aan het verspreiden van de mest of het openwerken van de bodem, zodat nieuwe nutrienten voor hergroei beschikbaar komen aan alle planten. (zie bijvoorbeeld deze, deze en deze blogs). Bovendien geven deze dieren dan ook nog iets extra's (Eieren, vlees etc). In de eerder genoemde documentaire "One hundred  thousand beating hearts", is dit geintegreerde systeem mooi weergegeven.

Impact van deze andere begrazingsmethode

Deze andere manier van begrazing vraagt om een totaal andere manier van boeren. De dieren lopen buiten, maar moeten elke dag naar een ander veld worden gebracht. Melken van koeien moet hierdoor mogelijk op een andere manier worden ingericht...
Tegelijkertijd laat onderstaande korte documentaire zien dat de andere manier van begrazing tot een zeer grote besparing en dus een veel betere bedrijfsvoering kan leiden!

From Bankrupt Dairy Farm to Profit: How Compost Saved a Dairy Farm 200K Per Year. from Raleigh Latham on Vimeo.

De natuurlijke begrazing leidt tot een grotere biodiversiteit in planten, een betere bodemkwaliteit, beter infiltrerend vermogen. Tevens wordt veel koolstof vastgelegd. Onderstaande video laat een uitgebreid veldonderzoek hiernaar zien. Met dit begrazingssysteem kunnen dus op een zeer succesvolle manier gebieden worden getransformeerd van gedegradeerde naar productieve en gezonde veehouderijen.

The Luckiest Places On Earth from Peter Byck on Vimeo.

Blog I over begrazing

zaterdag 19 mei 2018

Ons voedsel (17): We verliezen onze bodem

De bodem van onze planeet is cruciaal: hier wordt ons regenwater opgeslagen en gezuiverd, wat dan weer gebruikt kan worden als drinkwater, en wat rivieren voedt met bronwater. In deze bodem groeien de bomen die de aarde koel en leefbaar houden, in deze bodem groeien de planten die ons eten geven, op deze bodem grazen de dieren die wij als vlees kunnen eten.
Het gaat echter niet goed met de bodem. Hoe slecht het er met de bodem voor staat, daarover gaat deze blog.

De status van de bodem

Als je er goed op let, popt er zo af en toe een nieuwsbericht op over de bedroevende status van de bodem, hierbij is het goed te realiseren dat er onderscheid is tussen erosie van bodem materiaal en verslechtering van de kwaliteit van de bodem.
In de Britse pers is het een en ander terug te vinden over de stand van de bodem in Groot Britannie gegeven:
In oktober 2014 melde Farmers weekly: De UK heeft nog 100 oogsten te gaan, voordat de bodem uitgeput is. Dit onderzoek was gedaan door de Universiteit van Sheffield door Dr Jill Edmondson, gebaseerd op bodem vruchtbaarheid en organische stof gehalte.
Een artikel uit de Guardian en een artikel in de Telegraph, beide uit 2017 melden dat in 30 tot 40 jaar de Britse landbouwgronden zijn uitgeput, vooral op basis van het hele palet aan bodem aspecten (erosie, bodem vruchtbaarheid etc).

Op het vlak van de wereldwijde bodem verschenen zoal:
De Guardian melde in 2015 dat op basis van een onderzoek van de Universiteit van Sheffield’s Grantham Centre for Sustainable Futures, de aarde in de afgelopen 40 jaar een derde van het vruchtbare bodem heeft verloren. De NCRS sluit hierbij aan door te schatten dat sinds de jaren 50 1/3 van de wereldwijde landbouwbodem is verloren gegaan.
Op basis van bodemerosie heeft de wereld nog 60 jaar te gaan, voordat er geen bodems meer zijn, melde de VN in 2015.
In 2017 melde de Guardian dat we op dit moment 25 miljard ton grond verliezen per jaar. De VN schatte in 2017 dat er jaarlijks 24 miljard ton bodem per jaar erodeert.
In 2018 melde de Guardian dat landdegradatie al 2/5 van de wereldbevolking heeft beinvloed.

Kortom, het gaat niet echt goed met de bodem, we zijn haar aan het uitputten en verspillen. Een nauwkeurige bepaling van de exacte getallen is lastig, maar het is overduidelijk dat het er wereldwijd niet goed met de bodem voorstaat. En als we op deze voet doorgaan, geeft dat ons dus nog 30 tot 60 jaar voordat we een onvruchtbare bodem hebben, of zelfs geen bodem meer hebben. Tegelijkertijd moet de voedselproductie juist verdrievoudigen, wat een enorme opgave is. Als we doorgaan met business as usual, kan het juist mogelijke catasotrofale voedsel tekorten tot gevolg hebben. Belangrijk dus om te weten hoe het er met de bodem voorstaat!

Inschatting van risico op bodemerosie
Bron: https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_010152.pdf

Bodemerosie in relatie tot kg geproduceerd voedsel

De bodem erosie hangt sterk samen met verandering van landgebruik om het land geschikt te maken voor reguliere grootschalige landbouw, die de grond een groot deel van het jaar onbedekt over laat aan de elementen. Een tweede factor is verwoestijning door verkeerd grazen.
Zoals eerder aangegeven verliezen we ongeveer 24 a 25 miljard ton bodem per jaar door erosie. Met 7,6 miljard mensen op aarde en een dagelijkse consumptie van 1,8 kg voedsel per dag, is er dan een bodemverlies van ongeveer 5 kg bodem verlies per kg gegeten voedsel!
Wereldwijd kan dit echter zelfs oplopen tot 1:12 in ontwikkelingslanden en 1:18 in China!
Gewicht bodemverlies per gewicht gegeten voedsel
Bron: https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_010152.pdf

Het proces van bodemvorming

De bodem is het bovenste deel van de aardkorst, waarin bodemvormende processen plaatsvinden en waarin doorworteling plaatsvindt. Deze bodemvormende processen kunnen plaatsvinden in een poreus medium, en vereisen dus bij gesteentes, dat deze eerst verweren en afbreken, zodat er sedimenten worden gevormd. In deze sedimenten kan zich dan de bodem vormen. De sedimenten worden gevormd door de verwering door de elementen, of als gevolg van afbraak door schimmels.
Het hele proces van vorming van sedimenten (dus niet sedimenten die zijn afgezet door bovenstroomse bodemerosie) en vorming van bodem in die sedimenten, is een zeer traag proces.
Hoeveel bodem er wordt gevormd, hangt af per locatie, wat de lokale geologie is en hoe snel hier geologisch moedermateriaal verweerd of afgebroken wordt tot bodem. Grofweg wordt er 2,5 tot 5 cm bodem per 1000 jaar gevormd (bron 1, bron 2, bron 3). Op dit moment gaat erosie 10 tot 40 keer zo snel als het gevormd wordt. Zoals eerder aangegeven, is onze bodem binnen 30 tot 60 jaar weggeerodeerd door het onbedekt te laten.
Naast verlies van de bodem door erosie, kan ook de kwaliteit van de bodem afnemen.

Bodemkwaliteit

Het briljante van bodem is, dat deze de kwaliteit heeft om datgene aan te leveren wat een plant nodig heeft: de juiste mineralen en voedingsstoffen op de juiste tijd. Hierbij zijn verschillende aspecten van belang die invloed hebben op de bodemkwaliteit:
  1. De hoeveelheid organisch materiaal: waar in deze eerdere blog al aandacht aan is gegeven
  2. Het bodemleven: het Wood Wide Web is in deze eerdere blog beschreven
  3. De mineralen in de bodem: deze zitten in de afbraak van de gesteenten die hiermee mineralen beschikbaar maken. Zo blijkt bijvoorbeeld dat wereldwijd mogelijk meer dan 25% van de stikstof uit geologische formaties afkomstig is. Hierbij speelt de afbraak door schimmels een zeer belangrijke rol, wat samenhangt met punt 2: een gezond bodemleven.
  4. Oppervlakte adsorptie: waarbij mineralen aan het oppervlak van bodemdeeltjes "plakken".
  5. De Kationenomwisselingscapaciteit: in het Engels afgekort tot CEC
Bron: https://www.extension.umn.edu/garden/fruit-vegetable/nutrient-cycling-and-fertility/
Opvallend aan de 5 bovenstaande aspecten, is dat het bodemleven bij 4 van de 5 aspecten een belangrijke rol speelt!

De Kationomwisselcapaciteit

Op de Kationenomwisselingscapaciteit, in het Engels afgekort tot CEC (Cation Exchange Complex), wil ik hier verder inzoomen.
Opgemerkt wordt, dat als het gaat om de 5 bovengenoemde aspecten, er een overlap is tussen de CEC en bijvoorbeeld de hoeveelheid organisch materiaal, omdat organisch materiaal ook een kation bindend vermogen heeft.
Algemeen geldt: Hoe beter de bodem in staat is kationen (positief geladen deeltjes, zoals Ca, Mg, NH4) te binden, hoe groter de CEC. Zand zelf is niet geleidend en kan daardoor zeer beperkt kationen vasthouden, klei heeft een negatieve lading en is daarmee in staat om kationen te binden. Organisch materiaal is zeer goed in staat stoffen te binden en heeft daarmee een nog hogere CEC, dan de meeste kleien. De CEC wordt uitgedrukt in cmolc/kg, vroeger werd het uitgedrukt in gelijkwaardige eenheid meq/100g bodem.

Materiaal Cation Exchange Complex (CEC)
Zand 1 - 5 cmolc/kg
Fijn zand, lemig 5 - 10 cmolc/kg
Leem, siltige leem 5 - 15 cmolc/kg
Kleiige leem 15 -30 cmolc/kg
Klei meer dan 30 cmolc/kg
Klei Kaolite 3 - 15 cmolc/kg
Illite 10 - 40 cmolc/kg
Smectite 100 - 500 cmolc/kg
Organisch materiaal 200 - 400 cmolc/kg
Bron: http://mawrc.org/downloads/Ron%20Gelderman,%20Soil%20pH,%20CEC%20and%20 Root%20Traffic,%20Nutrient%20Mgt%20Conf%202-19-13.pdf

Kleibodems zijn dus zelf in staat om positief geladen voedingsstoffen vast te houden. Hoe zandiger de bodem is, hoe belangrijker dan het organisch materiaal wordt om positief geladen voedingsstoffen vast te houden in de bodem.

Verlies aan bodemvruchtbaarheid

Wereldwijd eroderen bodems, daarnaast neemt wereldwijd ook de kwaliteit van de bodems af. Dit komt doordat het organisch stofgehalte in de bodem afneemt, allereerst als gevolg van verandering van het landgebruik. Bij de verandering van het landgebruik (bijvoorbeeld van bos naar akker, of van prairie naar akker) wordt organisch materiaal, wat voor een deel bestaat uit koolstof, omgezet in CO2. Wereldwijd is er op dit manier heel veel CO2 geproduceerd, zoals te zien is in de grafiek. 
Bronnen van CO2 productie
Bron: http://shrinkthatfootprint.com/explain-carbon-budget

Naast de afname van het organisch stofgehalte door landgebruik, neemt het organisch stofgehalte ook af door het gebruik van allerlei chemische middelen (kunstmest en gewasbeschermingsmiddelen).
Deze 2 factoren hebben een enorme vermindering van het organisch materiaal in de bodem veroorzaakt. Dit heeft een enorme afname van de bodemvruchtbaarheid tot gevolg gehad.

Conclusie

De bodem is cruciaal voor het level op aarde: hier leven we op, hier komt ons water vandaan, en hier groeien de planten op die ons voeden en het klimaat regelen.
Als gevolg van grootschalige landbouw en verkeerd graasbeheer wordt de bodem steeds slechter beschermd door vegetatie. Hierdoor wordt de bodem overgeleverd aan de elementen, met een enorme erosie tot gevolg: 25 miljard ton bodem per jaar.
Het tweede gevolg van deze grootschalige landbouw, is dat de kwaliteit van de bodem afneemt. Door de manier van grootschalige landbouw, neemt het organisch stofgehalte af, waardoor de de kwaliteit van de bodem afneemt.
Wereldwijd hebben deze beide aspecten grote gevolgen: het wordt ingeschat dat als we niets doen om deze processen te stoppen we nog 30 tot 60 jaar hebben, voordat we geen (goede) bodems meer overhebben om ons eten op te produceren.

Ons voedsel 16                            

zondag 8 april 2018

Verbeterde voedselproductie (12): koolstof - nitraat verhouding bij vertering en in de bodem

Koolstof en stikstof zijn 2 erg belangrijke bouwstenen voor het leven. In de natuur is stikstof echter één van de stoffen die normaal gesproken de beperkende factor is. Als de stikstofbeschikbaarheid stijgt, reageert de natuur hier op; dat is waarom kunstmest zo goed werkt. Een vergrootte stikstof beschikbaarheid heeft echter een effect op de bodem. De koolstof - stikstof verhouding (C/N ratio) is hierbij een belangrijke indicator.

Stikstofbalans

Stikstof in de vorm van nitraat (NO3) of ammonium (NH4) kan op verschillende manieren beschikbaar komen; dankzij het Haber Bosch proces kan stikstof in de vorm van ammonium of nitraat nu middels kunstmest rijkelijk beschikbaar worden gemaakt. Voor de industriele revolutie zag, volgens dit artikel uit 2013, de wereldwijde stikstof balans er echter ongeveer als volgt uit:



Omschrijving Hoeveelheid [Tg N yr−1] Hoeveelheid [%]
N-uitstroom HL Uitstroom van N naar water 35 54%
GL Uitstroom van N naar de atmosfeer 30 46%
N-productie LNF Onweer N-fixatie 4 6%
Nrl Atmosferische N-depositie 3 5%
BNF Biologische N-binding 58 89%

Als aanvulling hierop heeft een studie uit 2018 laten zien dat, afhankelijk van de dikte van de bodem en de onderliggende rotsformatie, door verwering van deze rotsformaties tot 26% van de stikstof uit het ecosysteem vanuit deze rotsformaties afkomstig kan zijn.
Ondanks deze aanpassing, die nog in de wereldwijde balans moet worden meegenomen, blijft de voornaamste bron van stikstof in het systeem voor de industriele revolutie de biologische N-binding. In de biologische stikstofbinding spelen onder andere de Rhizobium bacterien een belangrijke rol, die in symbiose leven met de de vlinderbloemachtigen, de Fabaceae familie. Andere bacterien die stikstof binden zijn van de Azotobacer, Azospirillum en Bacillus families.

Natuurlijke stikstof cyclus in de bodem
Bron: https://nl.wikipedia.org/wiki/Stikstofkringloop#/media/File:Nitrogen_Cycle_Dutch_text.jpg

C/N ratio bepaald het proces

Afgestorven organisch materiaal verteerd, waarbij de koolstof en stikstof weer beschikbaar komen om te worden hergebruikt. Hierbij maakt het echter sterk uit hoe de verhouding koolstof - stikstof (C/N ratio) is. De optimale verhouding voor vertering en compostering blijkt te liggen tussen 20:1 en 35:1, omdat hierbij de juiste verhouding koolstof en stikstof aanwezig is om deze verteringsprocessen optimaal te laten verlopen.

Stikstof mobilisatie en immobilisatie afhankelijk van de C/N verhouding
Bron: https://www.sare.org/Learning-Center/Books/Building-Soils-for-Better-
Crops-3rd-Edition/Text-Version/Managing-for-High-Quality-Soils-Organic-
Matter-Soil-Physical-Condition-Nutrient-Availability/Organic-Matter-
Management,
 zie ook https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/30100500/Publications%201999-1990/71%20Equations%20for%20Estimating%20the%20Amount%20of%20Nitrogen
%20Mineralized%20from%20Crop%20Residues.pdf

Als stikstof in hogere concentraties aanwezig is in het organisch materiaal, (C/N ratio, van minder dan 20:1) kan stikstof beschikbaar komen middels ammonificatie en nitrificatie (mineralisatie of mobilisatie). Als de stikstof wordt gebruikt is hierbij extra koolstof nodig, om de bacterien, die voor de omzetting zorgen, van energie te voorzien. Een hoge beschikbaarheid van stikstof kan daarom tot gevolg hebben dat het organisch koolstof gehalte in de bodem afneemt.
Bij lagere concentraties stikstof (C/N ratio's van boven de 35:1), is er meer stikstof nodig dan er beschikbaar is. Er is dus een tekort aan stikstof en de stikstof beschikbaarheid in de bodem kan zelfs verder omlaag gaan (immobilisatie). Als de stikstof er helemaal niet is, gaat de vertering erg traag (een boomstronk, bijvoorbeeld, die uit veel koolstof en heel weinig stikstof bestaat, verteerd erg traag). De juiste C/N ratio lijkt dus van groot belang.

C/N ratio in organisch materiaal

Bij het beschikbaar maken van nitraat en het gezond houden van de bodem (genoeg organische stof = koolstof) is dus gebruik van materialen met de juiste C/N ratio een belangrijke factor. Verschillende organisch materialen hebben ook een verschillende C/N ratio (zie onderstaande figuur). Hierbij gaat het om allerlei verschillende typen organisch materiaal: vis resten, bloed gerelateerde producten, plantenresten, mest etc.

Algemeen kan worden gesteld dat jong plantmateriaal een lagere C/N ratio heeft (stikstofrijk). Hoe sterker het materiaal verhout, hoe hoger de C/N ratio juist wordt (koolstofrijk).
Dierlijke mest varieert tussen ca 10:1 (kip) tot ca 35:1 (paardenmest). Deze waarden zijn gemiddelden, omdat ze kunnen varieren al naar gelang de voeding en de omstandigheid van het betreffende dier.

C/N verhouding bij verschillende materialen
Bronnen: http://www.homecompostingmadeeasy.com/carbonnitrogenratio.html, http://www.cccleanwater.org/_pdfs/Adjusting_C-N_Ratio.pdf, http://www.planetnatural.com/composting-101/c-n-ratio/, http://www.norganics.com/applications/cnratio.pdf
De C/N ratio is 1 van de factoren die een rol spelen bij de nitrificatie (mineralisatie of mobilisatie van NO3). Er zijn echter ook andere factoren die van belang zijn bij de vorming van de direct beschikbare NO3. Alle factoren zijn:
  1. allereerst de beschikbaarheid van ammonium (NH4), 
  2. in de juist C/N ratio.
  3. zuurstof (goede beluchte bodem), 
  4. een vochtige bodem (tussen 1/3 en 1/2 van de holle ruimte verzadigd),  
  5. een licht zure bodem (PH tussen 5,5 en 6,5),
  6. bodemtemperatuur tussen de 20 en 40 oC,
  7. de juiste verteerders (bodemleven) aanwezig.
De stikstof die beschikbaar komt, kan worden opgenomen door planten, en wordt dan gebruikt in de plant en wordt daarmee geimmobiliseerd. De NO3 kan ook worden gedenitrificeerd (verlies van stikstof naar de atmosfeer). Dit gebeurt vooral onder zuurstofarme en / of te natte omstandigheden.

Juiste dosering op het juiste moment

In het verteringsproces wordt de stikstof omgezet naar ammonium (NH4) en uiteindelijk omgezet in nitraat (NO3), wat door planten kan worden opgenomen. Nitraat heeft echter een grote kans om uit te spoelen. Dus moet tijdens de groeiperiode continue in voldoende mate beschikbaar worden gemaakt. Als alles in 1 keer beschikbaar wordt gemaakt, kan een groot deel uitspoelen en zal dus maar een klein deel beschikbaar komen voor de vegetatie.

Kunstmest kan risico's hebben

Aangezien kunstmest zonder koolstof wordt toegediend, zal het gebruik van kunstmest invloed hebben op het organisch stofgehalte

Een interessant onderzoek is een landbouwproef in de VS (de Morrow Plots). Deze landbouwproef loopt al sinds 1876. In de afgelopen 40 tot 50 jaar is hier ook kunstmest (die voornamelijk uit stikstof, fosfor en kalium bestaat) toegepast. Twee artikelen hierover (hier en hier) laten zien dat toepassing van kunstmest het organische stofgehalte in de bodem doet afnemen, maar eveneens neemt het organisch stikstofgehalte af (wat mogelijk wordt gebonden in de bodemaggregaten die voornamelijk uit koolstof bestaan).
Wat het meest opvalt aan de Morrow plots test is dat de vermindering van het bodem organisch optreedt zowel bij veel als bij weinig toepassing van kunstmest en ondanks de toevoeging van plantresten (maisstengels en -wortels). Dat zou betekenen dat toepassing van kunstmest bij vollegrondsteelten tricky kan zijn, ongeacht de gebruikte hoeveelheid kunstmest. Je bent namelijk je voedsel voor morgen aan het opbranden.

Bodembegrip is van groot belang voor een vitale bodem

Een vitale bodem heeft belang bij een goede hoeveelheid organische stof, met de juiste verhouding koolstof en stikstof gehalte. Hierbij is de toediening van de juiste grondstoffen op het juiste moment van groot belang, om voldoende grondstoffen beschikbaar te maken en tegelijkertijd de bodem niet uit te putten. De C/N ratio is hierbij zowel bij compostering als bij bodemprocessen een belangrijke indicator.

Stikstof (im)mobilisatie
Bron: https://extension.illinois.edu/soil/SoilBiology/protozoa.htm

zondag 11 maart 2018

Het gevaar van de nieuwe sleepwet, en de ondergang van onze privacy

De Wet op de inlichtingen- en veiligheidsdiensten, ook wel de Sleepwet genoemd, is een wet die hoognodig is, deze moet namelijk de verouderde wet uit 2002 te vervangen. Sinds 2002 is er namelijk wel het een en ander veranderd, waar deze wet op moet worden aangepast. Om even te schetsen wat er allemaal is veranderd sinds 2002: er was bijvoorbeeld nog geen Facebook (2004), Youtube (2005), glasvezel (2005), Whatsapp (2009) etc. Hieronder zie je de ontwikkeling van het internet (klik op de afbeelding voor een vergroting).

Bron: https://www.eindelijkglasvezel.nl/~/media/images/nieuws/landelijk/reggefiber_infographic_web.ashx?la=nl-nl
Deze wet uit 2002 is dus duidelijk aan vernieuwing toe. Het lastige hierbij is echter dat dankzij de digitale communicatie dingen verder geautomatiseerd kunnen worden, en dat meer wordt verzameld dan nodig is, waardoor grote databases worden aangelegd die worden gebruikt, met alle gevolgen van dien. Hier komt ook de naam Sleepwet vandaan: met deze wet mag er meer grootschalig data worden verzameld.
Deze wet regelt de zaken voor de Nederlandse veiligheidsdiensten. Met deze wet krijgen ze meer bevoegdheden. Dat is mede ingegeven, omdat andere landen al veel meer mogen. Nederland behoort tot de zogeheten 9-eyes, een samenwerkingsverband van de geheime diensten van  Australie, Canada, Denemarken, Frankrijk, Nederland, Nieuw Zeeland, Noorwegen, het Verenigd Koninkrijk en de VS. Wil Nederland hier een goede bijdrage aan kunnen leveren (om ook informatie terug te krijgen), dan zal het ook moeten zorgen dat de Nederlandse geheime diensten hun bijdragen leveren. In al deze landen verschilt het wat de geheime diensten wel of niet mogen, en de Nederlandse wet is oud en daarmee loopt Nederland dus steeds meer achter. De nieuwe wet moet daar verandering in brengen. 

Grootschalige databases 

De geheime diensten zijn erop uit om zoveel mogelijk data te verzamelen, want misschien zit daar wel de spelt tussen waar ze naar op zoek zijn. En het grootschalig verzamelen van data resulteert in steeds grotere databases waar steeds meer mensen in zijn opgenomen.
Een ding wat in Nederland bijvoorbeeld grootschalig gebeurde was het verzamelen van metadata, dus de data over wanneer wie met wie contact had, wanneer iemand waar was, wat het onderwerp van een emailwisseling was tussen 2 personen etc. Dat werd altijd benoemd als ongevaarlijk en onschuldig. Na een experiment van de Correspondent, is de overheid snel van mening veranderd. Uit dit artikel bleek namelijk dat een zeer goed beeld over iemand kan worden gecreeerd. De meningsverandering is beschreven in een ander artikel van de Correspondent: "Toenmalig minister Ivo Opstelten legde uit wat metadata (hij sprak over ‘telecommunicatiegegevens’, maar bedoelde hetzelfde) allemaal wel niet bloot kunnen leggen over iemands privéleven. Opstelten schreef aan de kamer: 'De gewoonten van het dagelijkse leven, de plaatsen van permanent of tijdelijk verblijf, de dagelijkse verplaatsingen of verplaatsingen van andere aard, de uitgeoefende activiteiten, de sociale relaties en de gefrequenteerde sociale milieus.’" Kortom, van een priveleven achter de voordeur waar niemand over hoeft te weten, daar is geen sprake meer van.

De vraag is dan, lukt het om met deze databases de terroristische aanslagen te voorkomen? Alle aanslagen sinds 9-11 hebben laten zien dat dat nog maar de vraag is. De vervolg vraag is dan, is het ons waard om zoveel privacy op te geven, en de kernwaarden van onze westerse maatschappijen op te geven, zodat we in een samenleving gaan leven waar angst regeert, en de overheid alles over ons weet?

Naast de overheden, weten de sociale media waanzinnig veel over ons. De data analyse van de likes die we geven, blijken erg veel over ons te zeggen. Dit artikel zegt er het volgende over:
"Die Facebookprofielen – met name de ‘likes’ – kunnen worden gelinkt aan miljoenen andere, wat tot griezelig precieze resultaten leidt. Michal Kosinski, die aan het hoofd staat van het wetenschappelijk team van het Psychometric Centre, constateerde dat het centrum met de kennis van honderdvijftig likes meer over iemands persoonlijkheid kon zeggen dan zijn of haar partner. Met driehonderd likes begreep het centrum jou beter dan jij jezelf begrijpt."
Het is belangrijk om te beseffen dat al deze data van sociale media commercieel te koop is...

Impact van deze databases

In een samenleving gaat het om vertrouwen. En vertrouwen is een hormonaal verschijnsel gebaseerd op de aanmaak van serotonine en oxytocine. De databases die we aanleggen zijn echter kille verzamelingen van feiten die zelf interpretaties doen middels A.I. (A.I. = Artifical (kunstmatige) intelligentie), welke handig zijn en ons richting kunnen wijzen waarin we het moeten zoeken, maar die nooit te vertrouwen zijn, omdat er geen menselijke relaties aan te pas komen. Zoals Simon Sinek in zijn boek "Leaders eat last" beschrijft:
"we cannot trust rules or technology. we can rely on them, for sure, but trust them? no trust is a special human experience, produced by the chemical oxytocin in response to acts performed on our behalf that serve our safety and protection."

Daarbij komt, de verbanden die door de databases worden gelegd, zijn dit toevallige samenlopen van omstandigheden, of is er ook echt sprake van oorzakelijk verband, oftewel, is er een correlatie of is er causaal verband.
Want niet elke correlatie is ook een causaal verband. Op deze website kun je zelf je eigen correlatie samenstellen. Zo is er een sterk omgekeerde correlatie tussen het aantal huwelijken in Alabama en het aantal zelfmoorden door ophangingen, wurging of verstikkingen. Niemand zal zeggen dat hier ook een oorzakelijk, causaal verband is. Dus: een correlatie hoeft hier dus nog geen causaal verband te zijn.

Bron: http://tylervigen.com/view_correlation?id=1765
Zo wordt echter wel steeds meer gewerkt. Met alle gevolgen van dien. Stel het volgende voorbeeld van Rob Wijnberg in de Groene Amsterdammer:
"Stel, ik wil als journalist een stuk schrijven over Nederlandse jongeren die in Syrië gaan vechten. Na lang zoeken op internet weet ik een paar telefoonnummers en e-mailadressen te bemachtigen. De interviews per mail en telefoon leveren een fascinerend inkijkje in de beweegredenen van de jihadisten op. Na het schrijven van het artikel ben ik toe aan vakantie. Ik hou van shoppen in New York, en omdat ik nog niet zeker weet wanneer ik terug wil komen, boek ik een enkeltje Big Apple. 54th Street, here I come!
Maar nog voor ik ga, bedenk ik me: mijn vriendin en ik zijn net verhuisd naar ons eerste koophuis, dus als mij iets overkomt, zit zij met een ondraaglijke hypotheeklast. Verstandig als ik ben, sluit ik daarom nog voor mijn vertrek een levensverzekering af.
Daar sta ik dan: met de contactgegevens van een paar jihadi’s in mijn telefoon, een enkeltje New York op zak en een kersverse levensverzekering in m’n bureaula. Hoeveel alarmbellen gaan er dan af bij de NSA?"
Of er worden niet standaard dingen door "het systeem" gedaan, waar jij als burger geen invloed op hebt:
Zo ging iemand eens op reis naar de VS. Hij had alle benodigde papierwerk gedaan en wilde op weg gaan. Gevraagd werd wat hij in Jordanie had gedaan. Hij was daar nooit geweest. Toch wel, vond de douane. Uiteindelijk bleek het dat Vodafone, de provider van deze beste man, een serie ip-adressen overgenomen had van een Jordaanse internetprovider. Toen hij op internet zijn gegevens invulde, leek het daarom alsof hij dat vanuit Jordanië deed. Verdacht, blijkbaar. Het lastige voor deze man is, dat hij vanaf nu voor altijd een kruisje achter zijn naam in de database zal hebben.

Wie luistert wie af?

Nu is het de vraag wat er zoal door wie wordt afgeluisterd. De meeste westerse landen proberen het zo vast te leggen dat de privacy van haar burgers goed wordt beschermd. Dit betekent dus dat de Nederlandse veiligheidsdiensten de Nederlanders maar beperkt mogen afluisteren, maar de Belgen en de Duitsers mogen ze wel onbeperkt afluisteren (mits dit past binnen de diplomatieke banden). Het Verenigd Koninkrijk moet de privacy van haar burgers tot op zekere hoogte respecteren, maar daarbuiten mag het van alles. GCHQ heeft dan ook jaren het internetverkeer grootschalig afgetapt bij Belgacom, een van de belangrijke knooppunten bij het internationale internet en telecom verkeer.
Deze data kan vervolgens tussen geheime diensten worden uitgewisseld, zonder dat deze hoeven uit te leggen hoe ze aan deze data zijn gekomen. Zoals de Volkskrant schreef:
"Als laatste besloot ik langs de AIVD te gaan. Als zij het waren geweest, konden ze dat toch ook gewoon zeggen? Directeur Rob Bertholee ontweek mijn vragen. Hij mocht er geen antwoord op geven. ‘We kunnen niet uitsluiten dat je getapt bent.’ Dus vroeg ik hem iets anders. Stel dat de AIVD bij de Amerikanen of Britten om mijn communicatie had gevraagd, dan konden die diensten die toch legaal verstrekken als ze die hadden? ‘Ja. Maar zij vertellen nooit hoe zij aan hun informatie komen.’ Zo is het goed mogelijk dat de AIVD informatie krijgt over een Nederlander, waar de dienst zelf volgens de hier geldende wetten niet achter mag komen."

Ik heb niets te verbergen

Nu zijn er ontzettend veel mensen die zeggen, ik heb niet te verbergen, dus van mij mogen ze.
De wedervraag hierbij is: O ja? Hier zijn 11 redenen op een rijtje gezet, waarom je wel wat te verbergen hebt, en daar recht op hebt:
  1. De meest elementaire verschijningsvorm van privacy is de private ruimte in ieder mens: de gedachtenwereld, het gevoelsleven, het innerlijk. Deze ruimte, waar ieders gedachten en gevoelens zich ophouden, is privé in de zin dat ze voor niemand toegankelijk is behalve voor jezelf. 
  2. Wie je bent, wordt grotendeels bepaald door het private karakter van je innerlijk. 
  3. We verbergen ons sowieso al, waarom kleden we ons anders? Waarom vertellen we niet aan iedereen wat we verdienen? Waarom willen we niet dat iedereen meekijkt op ons scherm?
  4. De definitie van wat fout is, hangt af per land en cultuur. Alcohol drinken, geen hoofddoek ophebben, van geloof veranderen, hand in hand lopen: het kan wel in de ene en niet in de andere cultuur.
  5. De definitie van wat fout is, verandert in de tijd. Zo was roken ooit stoer maar komt dit steeds meer in het verdomhoekje.
  6. Iedereen doet wel eens iets fout. Door rood rijden, te hard rijden, een leugentje hier of daar etc.
  7. Je weet niet hoe ze zoeken. Toevaligheden kunnen tot ongeloofwaardige situaties leiden, of een eenmalige spontane actie kunnen gezien worden als een mogelijke gevaarlijke actie. 
  8. Niemand kent alle wetten voldoende om te weten dat hij of zij niks fout doet.
  9. De overheid is niet te vertrouwen. Van het Elektronisch Patientendossier tot de Stemcomputer tot de OV-Chipkaart, de overheid blijkt niet goed overweg te kunnen met complexe databases en IT systemen.
  10. De overheid maakt ook fouten. Hoe meer fouten er gemaakt worden, hoe meer fouten er in de database zitten en die zijn er vervolgens erg lastig uit te krijgen. En de burger ondervindt de gevolgen hiervan. Neem bijvoorbeeld de honderden ZZP’ers die ook ‘niets te verbergen’ hadden, maar door een systeemfout geregistreerd kwamen te staan als uitkeringfraudeurs. Ze werden veroordeeld en moesten hoge boetes betalen. Sommigen van hen hebben tot op de dag van vandaag een strafblad, waar ze niet vanaf kunnen komen.
  11. Je weet niet wie de toekomstige overheid is en wat die met de data gaat doen. Data die ooit voor A is verzameld kan in de toekomst voor B worden gebruikt. Zo is ooit de vingerafdruk ingevoerd om identiteitsfraude mee te voorkomen, maar wordt deze nu voor opsporingsdoeleinden gebruikt.
    Het Nederlandse systeem van registratie van burgers inclusief geloof, leidde er in de Tweede Wereld oorlog toe, dat de Duitsers heel makkelijk heel veel Joden konden op pakken.
Kortom, de systemen die we nu creeeren hebben al een enorme impact, maar deze systemen worden alleen maar groter en krijgen daarmee alleen maar een nog grotere imapct. En het systeem dat is gecreeert, is - als het eenmaal op kracht is - nooit meer terug te draaien.
En als zo'n systeem eenmaal bestaat, hoe werkt het dan door in landen met minder sterke democratien, waar de mobiele telefonie wel voor grootschalig elektronische communicatie zorgt? Leiden die tot massale arrestaties, opsluitingen en martelingen?
Kortom, de databases die overal en nergens worden aangelegd hebben steeds meer impact op ons leven en op het leven van anderen op deze aardbol.

Wat gebeurt er met de databases

Veel veiligheidswerk wordt aan de markt over gelaten, zeker in de VS en het Verenigd Koninkrijk. Of het nu gaat om het aanleveren van de benodigde technologie, of om de analyses die met de data worden gedaan.
En dat kan soms tot rare situaties leiden. Zo wordt in dit verhaal uitgelegd hoe een vrouw werkte voor een spraak naar tekst bedrijf.

"Ze kreeg een mail als er een nieuw ‘project’ beschikbaar was. Ze kon dan inloggen met een code die ze had gekregen. Ze moest letterlijk beschrijven wat ze hoorde in audiofragmenten van 5 tot 20 seconden. Hoe meer fragmenten ze vertaalde, hoe meer geld ze kreeg.
De fragmenten waren in het Nederlands. Ze hoorde mensen met elkaar praten over vakanties. Ze hoorde taxichauffeurs in de regio Den Haag. En ze hoorde dat mensen met elkaar aan het chatten waren. Telkens in een fragmentje van enkele seconden. Het verbaasde haar dat ze deze mensen kon beluisteren. Wie waren ze en hadden ze hiervoor toestemming gegeven?
Maandenlang hoorde ze duizenden gesprekken. Telkens net te kort om de context te begrijpen. Totdat ze in één van die fragmenten de stem van haar ex-vriend dacht te herkennen. Hij sprak vanuit de auto een voicemail bij iemand in. Ze twijfelde even. ‘Was dit hem echt?’ Toch wist ze het zeker: ze hoorde hem een koosnaampje gebruiken voor zijn nieuwe vriendin dat ze goed kende. Ze had het vele malen zelf gehoord.
Ze belde hem op om te vragen of hij ook voor dit bedrijf werkte en toestemming had gegeven. Hij reageerde boos, dacht dat ze gek geworden was. ‘Maar ik kon hem precies vertellen wat hij in dat bericht had gezegd.’ Hij vertelde zijn nieuwe vriendin over een zakelijke deal die een paar weken eerder was gesloten en door het gebruikte koosnaampje had ze geen enkele twijfel gehad dat hij het was. Zijn boosheid veranderde in ongeloof. Hoe was het in godsnaam mogelijk dat zijn ex in Engeland een bericht van hem met gevoelige privé-informatie kon beluisteren? Had zijn provider Vodafone hiervoor toestemming gegeven?"

Massaal afluisteren van Nederlandse mag dan wel niet door de Nederlandse geheime diensten, het mag wel door buitenlandse diensten. En die kunnen deze data gebruiken voor, ja voor wat allemaal?

Het gevaar van deze massale databases

De enorme databases die overal en nergens worden gevormd, bieden nieuwe mogelijkheden. Niet eens zozeer om het terrorisme op te lossen, die gaan namelijk steeds meer buiten deze systemen elektronische om communiceren, waardoor ze met old-school James Bond achtig spionnen werk moeten worden opgespoord.
Het grootste gevaar van deze databases is wat er mee kan worden gedaan. Misschien nog niet zo zeer door onze eigen overheden, maar vooral door andere overheden, of door rijke groeperingen of idividuen die de data kopen en gebruiken. Ik citeer opnieuw een hierboven genoemd artikel:
"Leven we in een nieuw propagandatijdperk, vraag ik Emma Briant. Propaganda die we niet kunnen zien en die ons in zijn greep heeft op manieren die we niet kunnen bevatten? Waarin we niets anders kunnen, op emotioneel vlak, dan reageren op berichten? ‘Zonder meer. Door de technologie kan men dieper doordringen in ons bestaan, en het vergaren van data en het gebruik ervan gaat geraffineerder in zijn werk dan ooit. Het onttrekt zich volledig aan ons blikveld. Mensen hebben geen idee wat er speelt.’"
Het idee van de maakbaarheid van de samenleving is daarmee terug, maar nu dankzij big data en social media, waar we gedrag kunnen sturen en maken, maar dan zonder dat de mensen het zelf doorhebben...

Daar zit uiteindelijk het grote gevaar van de sleepwet, dat we mee gaan (mee moeten?) in de vaart der volkeren en een systeem helpen te ondersteunen wat op de lange termijn een onhoudbare draak blijkt te zijn, en waar we over 50 jaar van denken: hoe hebben die mensen ooit toegestaan dat deze systemen konden worden opgebouwd?

Meer lezen?
  • Sleepwet mag ook een DNA database aanleggen: https://blendle.com/i/de-groene-amsterdammer/de-dna-verzameldienst/bnl-groeneamsterdammer-20180301-1_20_1
  • Smart cities halen alle mogelijke info op: https://www.theguardian.com/cities/2018/mar/01/smart-cities-data-privacy-eindhoven-utrecht
  • De databases blijken op de lange termijn toch wel erg onhandig te zijn:
    https://decorrespondent.nl/4391/wanneer-data-dodelijk-kunnen-zijn/403224331257-75447999
  • https://decorrespondent.nl/1138/in-de-tweede-wereldoorlog-hadden-we-wel-wat-te-verbergen/104502229326-ec90c0f0
  • https://decorrespondent.nl/959/waarom-ieder-telefoontje-een-potentieel-groepsgesprek-is/88064708193-05ad20cf
  • https://decorrespondent.nl/2675/dit-gebeurt-er-allemaal-achter-de-schermen-als-je-naar-de-vs-vliegt/245644519725-cc2f5ed6

vrijdag 2 maart 2018

Verbeterde voedselproductie (11): bodemkoolstof en bodemvocht

Zoals in de vorige blog aangegeven, is koolstof van groot belang voor de bodem, vanwege allerlei aspecten: De bodem structuur verbeterd bijvoorbeeld (de bodemaggregaten zijn stabieler), de structuur wordt beter, waardoor de beluchting verbeterd, maar ook het cation-exchange-complex en daarmee de bodemvruchtbaarheid wordt verbeterd, het water vasthoudend vermogen wordt vergroot etc.
Dit laatste aspect: het watervasthoudend vermogen, daar gaat deze blog over. Koolstof blijkt een belangrijke sponswerking te hebben. Met meer koolstof in de bodem neemt de bodem meer water op in tijden van regen en houdt het dit water beter vast, waardoor flashfloods minder snel ontstaan en na de regen de periodes van droogte minder erg worden. Zonder deze organische koolstof, wordt de bodem daarmee ook kwetsbaarder voor droogtes, terwijl periodes met weinig regen juist meer gaan voorkomen door klimaatverandering. De sponswerking van de bodem is dan juist van nog groter belang.

Theoretische achtergrond relatie tussen koolstof en bodemvocht

De organische koolstof zorgt dus voor een betere bodemgesteldheid: een open bodem, met goede beluchting en voorkomt dichtslaan van de bodem, waardoor water kan infiltreren. Morris (2004) heeft een uitgebreid onderzoek gedaan naar de impact van humus op het watervasthoudend vermogen. Hij zegt het volgende in zijn onderzoek:
"The combination of spectroscopic analysis, electron micrographs and water release characteristics used by Kay (1997), produced an organic carbon (humus) to water-holding capacity ratio of 1: 2.6 to 6.5, corresponding with the estimated humus : water ratio established by Waksman (1936) 1 part humus held 4 to 6 parts water, and field trials by Always and Neller (1919) 1 part humus held 4 parts water and Wheeler and Ward (1998) 1 part humus held 4 parts water (Based on USDA figures)"
Tegelijkertijd zegt hij ook het volgende:
"Podolinski (1985) stressing the colloidal properties of humus estimated that humus is capable of holding 75% of its volume in water, adding that the water will neither evaporate or leach out."

Met dit tweede citaat wordt weinig gedaan in het onderzoek, en op basis van het eerste citaat wordt uitgegaan van een watertoevoeging aan de bodem van 4 g water per gram koolstof. In deze publicatie van Dr Christine Jones, wordt - uitgaande van een dichtheid van 1,2 g/cm3 van organisch koolstof - uitgerekend dat verhoging van het koolstofgehalte in de bovenste 30 cm bodem met 1 % resulteert in een toevoeging van 14,4 l water/m2 geeft, wat overeen komt met 14,4 mm water.

Verandering SOC
[%]
Verandering SOC
[kg/m2]
Extra water
[l/m2]
Extra water
[mm]
1% 3,6 14,4 14,4
2% 7,2 28,8 28,8
3% 10,8 43,2 43,2
4% 14,4 57,6 57,6

De grote vraag is echter, of dit een mooie theoretische exercitie is, of dat dit ook in het veld wordt teruggevonden.

Veldonderzoek naar relatie tussen koolstof en bodemvocht

Wat betreft water vasthoudend vermogen is de impact afhankelijk van de grondslag. Algemeen kan worden gesteld dat de impact van koolstof op het water vasthoudend vermogen van de bodem groter is bij grovere bodems, bij kleibodems blijkt er nagenoeg niet meer water te worden vastgehouden: deze bodems houden immers al goed water vast. Bij zandige bodems kan de toename van het water vasthoudend vermogen echter significant zijn.
Deze overzichtsstudie heeft 50.000 bodemmonsters uit 60 verschillende studies meegenomen in het onderzoek. Hierbij is voor 3 verschillende bodemtypegroepen bepaald hoe sterk het water houdend vermogen is veranderd door meer organische koolstof.

Eén van de resultaten uit deze studie zijn in onderstaande figuur weergegeven. Ze laten vioolplots zien (verdeling van de gehele datareeks met als zwarte punt de gemiddelde waarde) van SAT (verzadigd), FC (veld capaciteit), WP (verwelkingspunt) en AWC (beschikbare water capaciteit). Op de verticale as is weergegeven de verandering van de volumetrische water hoeveelheid / de verandering van het organisch koolstofgehalte. Het is uitgedrukt in het aantal mm water/100 mm bodem bij een toename van 10 g koolstof per 1 kg bodem; dus het aantal mm extra water in de totale 100 mm bodem per % extra koolstof in de bodem. De belangrijkste factor hierbij is de AWC, wat de toename van het beschikbare water weergeeft.

Bron: https://www.researchgate.net/publication/320257797 - Limited effect of organic matter on soil available water capacity: Limited effect of organic matter on soil water retention


1 general 2 coarse 3 Medium 4 Fine

Alle monsters gemiddeld 0 - 35% klei
44 - 100% zand
0 - 40% klei
0 - 52% zand
36 - 100% klei
0 - 64% zand
SAT 2,95 4,59 3,59 3,23
FC 1,61 2,33 2,11 1,28
WP 0,17 0,86 0,68 0,54
AWC 1,16 1,94 1,79 1,41

Hoewel er vragen kunnen worden gesteld bij de weergave van de resultaten (waarom is bijvoorbeeld de AWC van 1 general kleiner dan het gemiddelde van 2, 3 en 4), laat dit wel duidelijk zien dat er een grote spreiding zit in het watervasthoudend vermogen per type bodem. Te zien is dat hoe fijner het bodemmateriaal is, hoe kleiner de toename van water beschikbaarheid. Dit komt bijvoorbeeld doordat fijne bodemdeeltjes (klei) zelf al goed water kunnen vasthouden, waardoor er bij bodems bestaande uit voornamelijk fijne deeltjes geen significant verschil optreedt in watervasthoudend vermogen. Zand houdt water slecht vast; hier kan de organische koolstof dus wel een verschil maken.

Verschillen tussen theorie en praktijk

Vergelijking van de resultaten van de overzichtsstudie en de theoretische excercitie van Dr Jones, laten duidelijk verschillen zien. Tegelijkertijd gaan beiden uit van verschillende uitgangspunten.
In de studie van Christine Jones is uitgegaan van 300 mm bodem. Vergelijking van de theoretische benadering, versus de 50.000 veldsamples - omgerekend naar 300 mm bodem - levert de volgende vergelijking van de resultaten op:


100 mm soil
1% carbon
300 mm soil
1% carbon
% extra water tov extra koolstof
IUCN 12 - 24 mm 36 - 72 mm 1000 - 2000%
Dr Jones 4,8 mm 14,4 mm 400%
General 1,16 mm 3,48 mm 97%
Coarse 1,94 mm 5,82 mm 162%
Medium 1,79 mm 5,37 mm 150%
Fine 1,41 mm 4,23 mm 118%

De bovenstaande tabel laat duidelijk zien dat de theoretische bijdragen van koolstof (op basis van enigszins selectieve literatuurselectie) in de praktijk niet wordt gehaald. De website van IUCN stelt zelfs (zonder onderbouwing) dat elke gram koolstof in de bodem 10 tot 20 gram water toevoegt.
De verschillen tussen meerdere bronnen en uitgebreid veldonderzoek hangt van allerlei factoren af, waarnaar meer onderzoek moet worden gedaan om het helder te krijgen.

Duidelijk is in ieder geval dat het van de grondslag van de bodem afhangt wat de impact is. Een mogelijkheid is bijvoorbeeld dat klei van zichzelf al zo goed water vasthoudt, dat humus hier geen significante toevoeging geeft. Hierbij is het wel belangrijk om te realiseren dat de koolstof bij klei weinig impact heeft op het watervasthoudend vermogen, maar wel een grote impact heeft op de infiltratiecapaciteit (minder plassen op het land) en de beluchting (beter bodemleven). Plasvorming en oppervlakkige afvoer verminderen bij klei dus wel, en infiltratie verbeterd, waardoor klei uiteindelijk meer water vasthoudt; niet omdat het dat zelf niet kan, maar omdat de structuur is verbeterd door de koolstof.

Een andere mogelijke reden wordt door Morris in zijn onderzoek aan gegeven: de kwaliteit van de humus hangt van verschillende factoren af, Morris schrijft:
"Analysis of humus by Handreck (1938) concluded that, “humus was really a polyglot collection of very large and complex molecules……formed from lignin and other poly-phenolic molecules of the original plant leaf and in part from similar molecules which have been produced by microbes [feeding on root exudates and organic matter].” A major point of relevance here is that plant root exudates are a significant source of carbon to be processed by micro-organisms into the formation of soil humus, significantly contributing to aggregate stability, soil fertility and water storage capacity."

Als humus dus van de geproduceerde polyphenolen afhangt, krijg je in een bos, waar lignine samen met cellulose voor de hout structuur zorgt, waarschijnlijk andere humus, dan in boom-arme vegetatie.
Hierover schrijft Morris:
"Schroder and Hartman (2003) found that, “the structure and abundance of microbial populations are dependant both on the plant and soil type”. A further understanding of the processes of soil humus formation would then suggest that the degree of mineralisation and production of poly-phenols in the plant would inevitably flow through to the quality of soil humus which is formed, ultimately influencing water storage and stable eco-system functioning."

Conclusie

De kwaliteit van de bodem en het type beplanting lijkt dus van groot belang voor de kwaliteit van de humus en daarmee de sponswerking van de bodem.
Een toename van organisch stofgehalte in de bodem van 1 naar 5 procent in de bovenste 300 mm resulteert er in een zandige bodem in dat er 22 mm extra water wordt vastgehouden. Dit is ongeveer 5 dagen verdamping in de zomer. Doordat de structuur van de bodem verbeterd en daardoor meer water infiltreert in de bodem, kan er echter veel meer water infiltreren dan zonder de koolstof in de bodem. Hierdoor kan de totale impact van koolstof in de bodem uiteindelijk groter zijn.

Achtergrond documenten

Cooling the climate and restoring the ecosystem: https://vimeo.com/251739209

Soil organic matter and available water capacity: http://www.jswconline.org/content/49/2/189.short

Christine Jones, Australia: quote about carbon and water, http://www.amazingcarbon.com/JONES-Carbon&Catchments(Nov06).pdf

Morris 2006 - http://figtreesorganicfarms.com.au/user_data/news/files/1466722343_plain-old-dirt.pdf
research to humus versus water holding capacity
compacte versie van Morris: biodynamics.net.au/documents/PlainOldDirt-Compactversion2006edn..doc

donderdag 15 februari 2018

Verbeterde voedselproductie (10): koolstof in de bodem

Het maken van landbouwgronden heeft wereldwijd een grote CO2 productie tot gevolg gehad, nieuwe landbouwgronden (zie hiervoor mijn eerdere blog hierover) dragen daar nog steeds aan bij. Hierbij zijn en worden bijvoorbeeld bossen omgezet in landbouwgronden. Door het veranderen van het gewas (van vaste planten naar 1-jarige gewassen), maar ook door landbewerkingen, zoals ploegen en het gebruik van kunstmest, oxideert de koolstof die in de bodem aanwezig is. Deze continue verandering van het landgebruik heeft al meer dan een eeuw een vrijwel continue bijdrage geleverd aan de globale CO2 uitstoot.

Bronnen van CO2 productie
Bron: http://shrinkthatfootprint.com/explain-carbon-budget
Onderzoek laat zien dat wereldwijd het organische stofgehalte in landbouwgronden verder blijft afnemen. Een organisch koolstofgehalte (SOC in het Engels) onder de 2% en een gehalte van organisch materiaal, (SOM in het Engels), onder de 3,4% wordt gezien als een grens, waaronder de kwaliteit van de bodem sterk gaat afnemen. Zonder koolstof wordt de bodem stof en is het een dood en onvruchtbaar medium.

Koolstof in de bodem 

De stoffen die nodig zijn voor het leven zitten in de lucht (O2, CO2, N2, H2O) of in de bodem. De 2 belangrijkste cycli hierbij zijn de koolstof- en de nitraatcyclus. Bij de nitraatcyclus heb ik al stil gestaan in een eerdere blog.

Bron: http://goldcoastpermaculture.org.au/studio-village-garden-install/soil-cycle/
Koolstof zit in de bodem in de vorm van organisch materiaal. Er wordt onderscheid gemaakt tussen Soil Organic Matter (SOM, het totaal aan organisch materaal) en Soil Organic Carbon (SOC, het deel van het organisch materiaal wat koolstof is). SOM kan van alles zijn: wortels van afgestorven planten, maar ook de verteerde plantenresten (de uitwerpselen van het bodemleven) die door het bodemleven de bodem worden verwerkt  (zie de blog over het bodemleven).

Bij SOM is in het verleden onderscheid gemaakt in een actief en een stabiel deel. De laatste stand van de wetenschap is dat het vooral snel en langzaam beschikbaar komt. Het langzame deel is voornamelijk de humus. Het snelle deel zijn de makkelijk verteerbare organische materialen: dit zijn simpele suiker en eiwitverbindingen, zoals jong groen, microbiele cellen en eenvoudige afvalproducten van deze microben; eigenlijk dus het fast food voor de bodem. Deze delen verteren makkelijk, waarmee de stoffen die hierin zitten ook makkelijk beschikbaar komen in de bodem. Eiwitten bevatten veel stikstof, dus met de afbraak van deze materialen komt de stikstof vrij voor gebruik. Deze makkelijk verteerbare materialen worden echter volledig geconsumeerd en laten daardoor weinig organisch materiaal in de bodem achter.
De meer complexe verbindingen, celluloses en lignines, breken veel langzamer af, en deze verbindingen leveren daardoor een bijdrage aan de opbouw van humus in de bodem.

De koolstof in de bodem (de SOC) heeft een impact op veel verschillende aspecten in de bodem: De bodem structuur verbeterd bijvoorbeeld (de bodemaggregaten zijn stabieler), het water vasthoudend vermogen wordt vergroot, de structuur wordt beter, waardoor de beluchting verbeterd, maar ook het cation-exchange-complex en daarmee de bodemvruchtbaarheid wordt verbeterd etc.

Bron: http://www.soilquality.org.au/factsheets/how-much-carbon-can-soil-store
Het fastfood in de bodem wordt vooral afgebroken door de bacterien, schimmels daarentegen zijn specialisten in het afbreken van koolstofrijke verbindingen, zoals hout (zie de eerdere blog over het bodemleven). Zij leveren dan ook een belangrijke bijdrage aan het beschikbaar maken van deze koolstof in de bodem. Maar zelf leveren ze ook een belangrijke bijdrage: Sinds 1996 weten we dat Endomycorizal netwerken (meer dan 90% van de planten leeft in symbiose met mycorizal schimmelnetwerken, het overgrote deel hiervan zijn de endomycorizal netwerken) de stof glomaline produceren. Dit is een soort lijn die maakt dat zich in de bodem aggregaten (zie de afbeelding hieronder) vormen. In deze aggregaten wordt water zeer goed vast gehouden, maar zand, silt en klei worden ook gebonden in deze aggregaten, waardoor erosie wordt beperkt. Tevens wordt hiermee ook bijvoorbeeld woestijnvorming voorkomen. Glomalin zelf bestaat voor ongeveer 1/3 uit koolstof, ook in deze lijm wordt dus koolstof vastgelegd.

Bron: http://www.permaculturenews.org/images/soil_macroaggregates_details_large.jpg

Een gezonde bodem = een koolstofrijke bodem

Koolstof in de bodem is dus van groot belang, zonder koolstof in de bodem is het zand, silt en klei, maar geen bodem. Door de koolstof wordt het een bodem, waarin water wordt vast gehouden, waarmee de bodem vruchtbaar wordt, etc. In tijden van klimaatverandering is de bodem echter ook een belangrijk opslaglocatie voor CO2 opslag! Door een gezonde bodem met een hoog SOC dalen de CO2 concentraties en kan klimaatverandering worden verminderd, of zelfs kan worden tegengegaan. Onderstaande video legt dat helder uit.


donderdag 1 februari 2018

Verbeterde voedselproductie (9): een gezond bodemleven

In de bodem leeft van alles, van verschillende grootte:
Plantenwortels, schimmels, bacterien, geleedpotigen (arthropods), nematoden/rondwormen, protozoa, aardwormen, kevers etc. Deze leven met elkaar, zijn van elkaar afhankelijk, of worden door elkaar opgegeten. Hoe gezonder de bodem, hoe meer er te vinden is. De bodem is dus een levend organisme. Deze afhankelijkheid resulteert in het zogeheten bodemvoedselweb.
Voor het schrijven van deze blog heb ik veel gebruik gemaakt van het online beschikbare werk van Elaine Ingham (waarnaar veel wordt gelinkt).

Het bodemvoedselweb

Bron: http://www.nuleaflawncare.com/wp-content/uploads/2012/02/00_sfw_dgrm2.gif
Onderaan de piramide staan de bacterien en de schimmels die leven van organisch materiaal afkomstig van planten, dieren en microben. Deze worden gegeten door de rondwormen, protozoa en kleine geleedpotigen, die op hun beurt weer worden gegeten door andere rondwormen en kleine geleedpotigen. Deze worden tenslotte gegeten door dieren en vogels.
Afhankelijk van het type bodem en de begroeiing is er meer of minder bodemleven. Algemeen kan worden gesteld dat volwassen bossen bestaande uit een diverse begroeiing ook het meest rijke bodemleven hebben.

Bacterien

In een gezonde bodem leven waanzinnig veel bacterien, geschat wordt dat in een gram bodem 100 mln tot 1 miljard bacterien leven. Bacterien bestaan voor een relatief groot deel uit stikstof: de verhouding koolstof:stikstof (C:N-verhouding) in bactieren is ongeveer 3:1. Bacterien die een (positieve of negatieve) rol spelen bij de bodem, zijn op te delen in 4 groepen:
  1. de afbrekers. Deze bacterien breken koolstof verbindingen af, vooral van plantafval (bladeren), suikers die afgegeven worden door de wortels van planten, maar ook pesticiden en bodemvervuiling. Een belangrijke rol van deze groep is het immobiliseren van voedingsstoffen, waarmee ze weglekken van deze stoffen voorkomen. Een deel van de bacterien, de Actinomycetes, breken moeilijk afbreekbare koolstofverbindingen af bij een hoge PH.
  2. de samenlevers. Er zijn zeer veel bactieren die samenleven met planten. Dit zijn bijvoorbeeld de nitraatbinders - die in symbiose met een plant leven - die stikstofgas binden en het beschikbaar maken voor de plant (Rhizobium bacterien leven samen met de Vlinderbloemenfamilie; Frankia bacterien leven samen met de Els, maar ook met andere planten). Hieronder vallen ook de bacterien die schimmelziektes beperken, bodyguards van planten (Proteobacteria, Firmicutes en Actinobacteria). Andere bacterien bevorderen juist de Mycorizal schimmelnetwerken, of bevorderen de groei van de plant. Weer anderen maken fosfaat beschikbaar of leven in symbiose met de wortel van de plant, waardoor andere organismen daar niet kunnen groeien
  3. de pathogenen. Dit is een groep bacterien die ziekten veroorzaken in planten, zoals Erwinia en de Ralstonia (bruinrot veroorzaker)
  4. de reduceerders en de lithtrofen. Deze groep bacterien leven door het afbreken van allerlei andere chemische verbindingen dan koolstof, zoals nitraat, ijzer verbindingen, zwavel verbindingen, maar ook allerlei vervuilingen.

Schimmels

De schimmels zijn zeer kleine organismen, cellen zijn enkele µm in diameter. Meerdere schimmels vormen samen lange schimmeldraden en op die manier schimmelnetwerken in de bodem. Schimmels zijn van groot belang voor de bodem. Ze zijn er in alle soorten en maten en kunnen zowel positief als negatief zijn.
De mate waarin schimmels van belang zijn hangt sterk af van wat er boven de grond leeft. Bij jong groen (meer stikstofrijk) zijn bacterien in verhouding dominanter aanwezig. Hoe meer meerjarige (houtige) beplanting er groeit, hoe meer schimmels en hoe meer verschillende schimmels er in de bodem zitten. Geschat wordt dat zich in een gram bodem enkele meters (landbouwgronden) tot enkele honderden meters (bossen) aan schimmeldraden kunnen bevinden. Zoals ik in een eerdere blog heb laten zien, is er in een gezonde bosbodem een groot web, het zogeheten Wood Wide Web.

Bron: Elaine ingham; https://vimeo.com/250723320

Bron: Elaine ingham; https://vimeo.com/250723320
Op basis van hoe schimmels hun energie verkrijgen, kunnen bodemschimmels in 3 groepen worden opgedeeld:
  1. de afbrekers. Deze schimmels, bijvoorbeeld de Peziza, breken organisch materiaal (vooral houtachtige materialen, zoals Lignine) af in schimmelbiomassa, CO2 en andere stoffen. Interessant is dat voordat deze schimmels ontstonden, er dus geen hout werd afgebroken en steenkool en olie kon worden gevormd. Sinds deze schimmels er zijn (300 miljoen jaar geleden), wordt er geen steenkool en olie meer gevormd. De metabolieten, tussen- of eindproducten van deze schimmels, zijn vaak organische zuren. Deze zuren leveren een belangrijke bijdrage aan het vastleggen van organisch materiaal. Deze dragen bij aan het langdurig vastleggen van deze koolstof, zodat het honderden jaren in de bodem kan blijven.
  2. de samenlevers. Deze groep schimmels, de mycorrhiza, leven in symbiose met planten. In ruil voor suikers, geven de schimmels de noodzakelijke voedingsstoffen (nitraat, fosfaat, sporenelementen, water etc). In de eerdere blog was ik hier al eerder op ingegaan.
    Een andere vorm van samenleven is tussen de schimmels en de algen in de vorm van korstmos. Zo houden de schimmels water vast, die de korstmos gebruikt voor fotosynthese. De suikers die hiermee worden gemaakt, worden door de schimmels gebruikt om zuren af te scheiden, waarmee mineralen beschikbaar worden gemaakt etc.
  3. de pathogenen en parasieten. Dit is een groep schimmels die ziekten veroorzaken in planten, maar ook in nematoden of insecten. Ze kunnen dus zowel tegen de plant werken, als in het voordeel van de plant werken.

Protozoa

Protozoa zijn eencelligen die leven van bacterien. Hierbij gaat het om Flagellata, Amoebes en Ciliophora. Ze zijn tussen de 5 en 500 µm groot. Protozoa hebben een C:N-verhouding van ongeveer 3:1 tot 10:1. Ze leven van bacterien, die een C:N-verhouding hebben van ongeveer 3:1. Doordat ze naar verhouding meer koolstof hebben, maken ze stikstof beschikbaar. De stikstof die ze niet nodig hebben, wordt afgegeven in de vorm van ammonium (NH4).

Geschat wordt dat in 1 gram landbouwgrond een paar 1000 protozoa leven. In gezonde bosgrond wordt geschat dat er in 1 gram grond een miljoen protozoa leven.
Welk type protozoa dominant is hangt erg af van de bodem en de begroeiing
  • In bossen zijn schimmels dominanter, hier leven meer amoebes met een harde schil en ciliophora. 
  • In bodems waar bacterien dominanter zijn, leven meer flatellata en amoebes zonder harde schil
  • In meer kleiige bodems leven meer kleine protozoa (flatellata en naakte amoebes)
  • In grovere bodems, meer zandiger bodems, leven alle typen flatellata, amoebes en ciliophora.

Rondwormen/nematodes

Rondwormen zijn ongesegmenteerde wormpjes met een diameter van ongeveer 50 µm tot 1 mm lang. De aantallen rondwormen in de bodem varieren tussen de 20 a 30 per gram bodem in landbouwgronden, tot honderden in bosgrond. Ze kunnen op basis van hun dieet worden opgedeeld in 5 groepen:
  1. de bacterie eters. Deze rondwormen grazen bacterien
  2. de schimmel eters. Deze rondwormen doorboren de celwand van schimmelcellen en zuigen ze leeg.
  3. de predatoren. Deze rondwormen eten andere nematoden en protozoa
  4. de omnivoren. Deze rondwormen eten van alles en nog wat, waarbij het diet ook kan veranderen gedurende het leven van de rondworm
  5. de wortel eters en parasieten. Deze rondwormen kunnen planten aantasten doordat ze wortels aantasten (bijvoorbeeld aaltjes, zie hiervoor deze site).

De rondwormen spelen een belangrijke rol in het beschikbaar maken van stikstof: alle bacterien en schimmels die worden geconsumeerd, bevatten meer stikstof dan de rondwormen nodig hebben. Deze wordt aan de bodem gegeven in de vorm van NH4.

Geleedpotigen

Geleedpotigen zijn insecten met een uitwendig skelet. Er wordt onderscheid gemaakt tussen de zespotigen (voornamelijk insecten), de (achtpotige) spinachtigen, de (tien tot veertienpotige) kreeftachtigen, de duizendpotigen (duizend- en miljoenpoten). Ze kunnen erg in lengte varieren, van microscopisch klein tot enkele centimeters. In een honderdste m2 bodem, kan tussen 100 (landbouwgrond) tot 10 a 25.000 (bosgrond) geleedpotigen bevatten. De soortenrijkdom is hierbij ook veel groter.
De geleedpotigen vervullen 4 functies in de bodem:
  1. de shredders. Deze eten vooral dood plantmateriaal. Als dat niet aanwezig is, kunnen ze zich tegoed gaan doen aan wortels van planten
  2. de predatoren. De predatoren zijn zowel de specialisten die 1 soort eten, als de generalisten, die van alles eten. Veel predatoren eten parasieten en worden daarom ook wel speciaal ingezet  als commerciele parasieten eters.
  3. de herbivoren. Het deel van de geleedpotigen wat herbivoren zijn, leven (een deel van hun leven) in de bodem. Ze eten hier vooral wortels. Als er teveel herbivoren zijn, kan dit tot negatieve gevolgen leiden voor de plantengroei.
  4. de schimmel eters. Deze groep geleedpotigen eten schimmels die rond de wortels leven, en zorgen op dit manier voor het recyclen van nutrienten. 
Door deze gevarieerde groep, die van bijna het hele bodem voedsel web leeft, is de bijdrage die zij leveren aan de recycling van bodemmateriaal ook erg groot.

Wormen

Wormen hebben een lengte die varieert tussen de enkele centimeters en enkele meters. Er komen 10 tot enkele tientallen wormen voor in een honderdste m2 bodem. In naaldbossen komen zeer weinig wormen voor.
Wormen spelen een belangrijke rol in de afbraak en de recycling van organisch materiaal. Ze breken organisch materiaal af, en leven van de voedingswaarde van de bacterien en schimmels die daarop leven.
De bijdrage van wormen is zeer divers:
  • ze vergrootten de infiltratiecapaciteit en het watervasthoudend vermogen
  • ze mixen en structureren de bodem 
  • ze creeeren gangen voor wortelgroei
  • ze trekken plantaardige resten van de oppervlakte de bodem in

Conclusie

Sommigen hebben de bodem in het verleden gezien als een inert medium, of een substraat waarop je van alles kunt telen. De bodem is echter een levend organisme met miljarden verschillende organismen, die daar leven.
De gezondheid van de bodem is mede afhankelijk van de rijkdom van het bodemleven. Hoe groter de diversiteit, hoe sterker de onderlinge afhankelijkheid, hoe gezonder de bodem. Hierbij is het aantal bacterien en schimmels van groot belang, aangezien zij aan de basis van het bodemvoedselweb staan. Alle het andere bodemleven leeft primair, secundair of tertiair van deze 2 groepen bodemleven.

Indien er een onbalans in de bodem is, kunnen bepaalde bacterien en schimmels de overhand krijgen. In de grootschalige landbouw is door veelvuldig ploegen, het dichtdrukken van de bodem en het groeien van een zeer beperkt palet aan gewassen (5 tot 10 verschillende?), het evenwicht in de bodem zodanig verstoort, dat pesticiden (ook wel gewasbeschermingsmiddelen genoemd) tegen allerlei ziekten, plagen of onkruiden worden gebruikt.
Deze middelen stimuleren echter niet het bodemleven, maar zijn vaak allesdoders, die zowel het goede als de slechte bodemleven doodt. Versterking van het bodemvoedselweb treedt dan niet op.

Een andere aanpak van voedselverbouw is dan ook nodig, om dit bodemvoedselweb weer op de been te helpen, zodat meer koolstof in de bodem wordt opgeslagen, zodat bodemvruchtbaarheid toeneemt en zodat water beter wordt vastgehouden in de bodem.

Gelukkig kan de natuur hierbij zich snel herstellen. Onderstaande afbeelding laat de onderlinge verbanden zien binnen het bodemvoedselweb bij een grasveld wat verwilderde van een monocultuur naar een verwilderd systeem.
Te zien is dat het gecultiveerde grasveld zeer beperkte onderlinge verbanden had. Naarmate de verwildering toeneemt, vergroten de onderlinge verbanden tussen de verschillende spelers in het bodemvoedselweb. Opvallend hierbij is dat het belang van bactieren afnam, en van schimmels toenam (minder jonge gewassen), waardoor op de lange termijn niet alleen meer koolstof in de bodem werd vastgelegd, maar ook meer stikstof. Herstel van de bodem is dus zeer goed mogelijk, mits de juiste randvoorwaarden voor herstel worden gecreeerd.

Bron: https://www.nature.com/articles/ncomms14349