Verbeterde voedselproductie (5b): nemen planten water op via hun bladeren?

Ernst Gotsch zegt in deze webinar (net na 1:40:00), fotosynthese is het opnemen van water uit de atmosfeer. Een interessante stelling die in eerste instantie tegen alle basisgegevens van planten ingaat.
Maar verder onderzoek laat zien dat Ernst Gotsch hier mogelijk een punt heeft, als hij doelt op de opname van water via de bladeren, in het engels Foliar Water Uptake (FWU) genoemd. Daarom een blogpost over de wateropname door planten boven de grond. Belangrijk hierbij is om te beseffen dat water op twee manieren door de plant kan worden opgenomen: als vloeibaar water en als waterdamp.
Op beide wordt in deze blogpost ingegaan.
Allereerst wordt gekeken hoe water stroomt. Eerst naar wateropname onder de grond en stroming in de plant om daarna te kijken naar de wateropname door de plant boven de grond (de FWU).

Hoe beweegt water in de bodem

Water beweegt in de bodem op basis van drukverschillen. Deze drukverschillen kunnen in verschillende eenheden worden uitgedrukt: Mega Pascal (MPa), bar of als logaritmische pf-waarde. Omdat er sprake is van een onderdruk wordt dit de zuigspanning genoemd. De zuigspanningen en pf-waardes voor de bodem in relatie tot wateropname zijn in onderstaande afbeelding weergegeven. Voor gezonde wateropname in de plant moet de pf-waarde onder de 4.2 blijven (onder het verwelkingspunt), wat betekent dat de zuigspanning in de bodem onder de -1,5 MPa moet blijven.

Verbeterde voedselproductie (8c): waarheen verdampt de regen?

In Nederland is een groot deel van onze regen verdampt water uit de Noordzee. Een deel van dit water zakt in de grond, en wordt grondwater (waar het heel lang kan blijven), een ander deel stroomt via allerlei sloten, kanalen en rivieren terug naar de zee en een deel van het water verdampt, of vanuit open water (evaporatie), of via verdamping vanuit de plant (evapotranspiratie). Dit water wat boven land verdampt, kan benedenwinds opnieuw als regen op de landoppervlak vallen. Op die manier wordt regen boven land gerecycled. Hoe dat zit. daar wil ik in deze blog verder naar kijken.

Wereldwijde neerslag recycling

In 2010 heeft Van der Ent een studie gepubliceerd naar de wereldwijde neerslag- en verdampingsrecyling boven land. Twee interessante dingen licht ik uit zijn studie: de neerslagrecyclingratio en de verdampingsrecyclingratio.

De neerslagrecyclingratio p_c is de hoeveelheid gerecyclede neerslag afkomstig van land gedeeld door de hoeveelheid totale neerslag. Hoe groter het getal is, hoe minder neerslag dus van zee afkomstig is.

Bron: https://pdfs.semanticscholar.org/2af6/8a82823c0523ae52b1943e75bd5b95d1ead3.pdf

Verbeterde voedselproductie (13) - 32 dingen die bomen kunnen bijdragen

Het jaar 2018 zal de boeken ingaan als een zeer droog jaar. Mogelijk dat deze nog droger uitvalt dan de zomer van 1976: het neerslagtekort (neerslag - verdamping geaccumuleerd vanaf 1 april) dit jaar is groter geweest dan die tijdens de zomer van 1976. Maar of de hele zomer ook zo droog blijft en het neerslagtekort dus nog verder op zal lopen, dat weten we pas als de gewassen stoppen met verdampen en de herfstregens het neerslagtekort opheffen.

Bron: https://www.knmi.nl/nederland-nu/klimatologie/droogtemonitor

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

Verbeterde voedselproductie (4a): het Wood Wide Web

Iedereen kent ze wel uit het bos in de herfst, heksenkringen, de schimmelnetwerken rondom paddenstoelen. Tegenwoordig komen we er echter steeds meer achter wat deze schimmelnetwerken allemaal doen. Ze blijken niet alleen rond 1 paddenstoel te bestaan, maar blijken veel groter en belangrijker te zijn dan we ons voor konden stellen. Ze worden nu al het Wood Wide Web genoemd. In deze blog wil ik me verder verdiepen in de wereld van de schimmelnetwerken.

Bron: http://vroegevogels.vara.nl/community/fotos/schimmels/paddenstoel/267052

Verbeterde voedselproductie (5a): hydraulische herverdeling van water door bomen

Bomen hebben allerlei functies waar veel mensen zich niet van bewust zijn. Een bijzondere is de herverdeling van bodemvocht, zowel tijdens natte periodes, als tijdens droge periodes. Hoe dat werkt, daar gaat deze blog over.

Hoe werkt deze hydraulische herverdeling?

De meeste mensen zijn er bekend mee dat bomen het vermogen hebben om water op te zuigen waar het beschikbaar is en dit vervolgens naar de bladeren te transporteren, waar het kan verdampen. In natte tijden wordt meer water uit de bovenste bodemlagen opgezogen, en in drogere tijden wordt meer water uit dieper gelegen lagen gezogen, waar nog steeds water beschikbaar is.
Onderzoek laat echter zien dat door het verschil in zuigspanning tussen verschillende lagen in de bodem, water in natte tijden niet alleen wordt opgezogen door de wortels in de natte bodemlagen om te worden gebruikt door de plant, maar ook kan worden getransporteerd naar diepere, drogere bodemlagen waar het wordt afgegeven aan deze bodemlaag. De wortels van de bomen helpen dus om het water her te verdelen over de bodem, zodat er een snellere infiltratie van water plaats kan vinden.
Daarnaast vindt in droge tijden precies het omgekeerde plaats: het water wordt vanuit diepere lagen door de bomen opgezogen en gebruikt door de bladeren, maar ook getransporteerd naar ondiepe lagen, waar het gebruikt kan worden door andere planten.

Ons voedsel (4a): Hoe staat het eigenlijk met de waterbeschikbaarheid?

Water is leven, de mens kan niet zonder water. Door de sterke ontwikkeling in de 20e een is het watergebruik sterk toegenomen: Door de verviervoudiging van de wereldbevolking sinds 1900 en een enorme welvaartsgroei, is het wereldwijde waterverbruik verachtvoudigd. Als de bevolking nog eens met 50% groeit, zal de waterbehoefte opnieuw met 50% groeien (bron: OECD). Hoe gaan we dit voor elkaar krijgen, is dit eigenlijk wel mogelijk?

Watergebruik

Het grootste deel van het water wordt gebruikt door de landbouw. Volgens de VN wordt 20 % van het water gebruikt door de industrie, 10% voor huishoudelijk gebruik en 70 % voor landbouw. Verreweg het grootste deel wordt dus gebruikt voor de productie van ons voedsel en grondstoffen voor kleding.

Bron: http://www.wrsc.org/attach_image/breakdown-freshwater-use

CO2, een doodlopende weg (I)

De CO2 concentratie stijgt dramatisch. Tegelijkertijd stijgt de temperatuur. In alle rapporten en modellen is de toename van broeikasgassen verbonden met de opwarming van de aarde. Zo is op de website van het KNMI het volgende te lezen:

“De wereldgemiddelde temperatuur is de afgelopen 100 jaar tussen de 0.56 en 0.92 graad gestegen. De stijging is niet gelijk over de wereld verdeeld: grote landmassa's en de poolgebieden zijn sneller opgewarmd, de oceanen en tropen minder snel. Klimaatmodellen waarin menselijke invloeden niet zijn meegenomen kunnen de waargenomen stijging niet verklaren. Als de invloed van broeikasgassen en stofdeeltjes wel wordt meegenomen is de overeenstemming tussen de berekende temperatuur en de waargenomen temperatuur goed. Ook de patronen van opwarming komen dan in grote trekken overeen.”

Let erop, dat wordt gemeld dat grote landmassa’s (en de poolgebieden) sneller zijn opgewarmd dan de oceanen. Hier zit em nu juist de adder onder het gras.

Wat is er in de afgelopen 200 jaar gebeurt:

• de wereldbevolking is van 1 miljard inwoners in 1800 gegroeid, naar 1,65 miljard mensen in 1900, tot 6 miljard bewoners in 2000
• de steden zijn enorm gegroeid:
• in 1800 woonde naar schatting 3 % van de wereldbevolking in de stad (circa 30 miljoen mensen)
• in 2008 woonde meer dan de helft van de wereldbevolking in de stad (circa 3,3 miljard mensen)
• sinds de eerste auto (1862) zijn er ontzettend veel wegen en snelwegen aangelegd
• grote gebieden die begroeid waren met vegetatie, zijn bebouwd met stedelijk gebied

Een belangrijk aspect bij de opwarming wordt systematisch onderschat. Want wat hebben de laatste drie aspecten namelijk tot direct gevolg? Opwarming van het aardoppervlak! Het zonlicht wordt namelijk niet meer omgezet in zuurstof en suiker (fotosynthese), maar wordt omgezet in (stralings)warmte!

Om een voorbeeld te noemen, de temperatuur in de bodem onder een groot asfaltoppervlak, stijgt na een zonnige dag met gemak tot 40 soms wel 50 à 60 graden celsius. Daken van woningen, maar ook daken van grote fabriekshallen worden zinderend heet. Dit alles straalt af op de omgeving. In de buurt van bomen wordt het echter nooit veel warmer dan 30 graden celcius. ..

En wat gaan we tegenwoordig bij die warmte doen? KOELEN. Wat doet een koelkast (net als een airco), hij stoot meer warmte uit dan dat er koude naar binnen wordt geblazen. Kortom, we gaan nog eens meer warmte produceren om te koelen. Terwijl de natuur een veel mooier systeem heeft: Gebruik het zonlicht en laat het niet omzetten in warmte!!!!

De oorzaken van de problemen (groei van de wereldbevolking en van de steden) kunnen we niet terugdraaien. Wel kunnen we zoveel mogelijk proberen te voorkomen dat straling wordt omgezet in warmte. Hierbij valt te denken aan de maatregelen in de trant van:

• Toepassing van vegetatiedaken en zonnepanelen, zodat of de straling wordt omgezet in zuurstof, of wordt omgezet in energie
• het winnen van warmte in de bodem onder grote wegoppervlakken. Met warmtewisselaars kan deze warmte worden omgezet in energie. Hierbij kan zinderende hitte van wegen naar omliggende gebieden worden beperkt. Tevens wordt hiermee schade (spoorvorming) aan (snel)wegen beperkt.
• stimuleren om meer bomen en struiken te planten, zowel zakelijke partijen (grootschalig) als particulieren (kleinschalig).
• Hierbij kan worden gedacht aan het stimuleren van particulieren om bomen en struiken te planten in hun tuin, zodat meer zonlicht wordt omgezet in suiker en zuurstof. Dit klinkt misschien als een futiele maatregel, maar gezien de grote hoeveelheid bestrate tuinen is de bijdrage hiervan niet te verwaarlozen.
• Tevens kan hierbij worden gedacht aan het planten van grote hoge bomen op grote parkeerplaatsen (zeker als ze van prachtig zwart asfalt zijn gemaakt)

Voor een goede uitleg van de opwarming van steden en duidelijke metingen van de opwarming van de ondergrond, zie deze website van de gemeente Berlijn