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.

Bron: https://www.facebook.com/Avantgardens.org/photos/a.573121939368238.146332.531746770172422/2370845826262498/?type=3&theater

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 pesticiden).
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.

Verder lezen

https://www.politico.eu/article/europe-soil-hotspots-damaged-farm-land/
https://www.theguardian.com/environment/2017/oct/24/uk-30-40-years-away-eradication-soil-fertility-warns-michael-gove
https://www.theguardian.com/environment/2015/dec/02/arable-land-soil-food-security-shortage
vhttps://www.scientificamerican.com/article/only-60-years-of-farming-left-if-soil-degradation-continues/

Ons voedsel 16            Ons voedsel 18   

Geen opmerkingen: