Verbeterde voedselproductie (4b): hoe ziet het wood wide web er eigenlijk uit?

In een eerdere blog is uitgebreid ingegaan op het Wood Wide Web. Het wood wide web bestaat uit de ectomycorrhiza die verbindingen leggen tussen planten (vooral bomen) en tegelijkertijd op zoek gaan naar nutrienten voor de planten waar ze mee zijn verbonden. Het wood wide web blijkt een belangrijke rol te spelen onder de grond: ze leveren nutrienten en water aan de planten/bomen, maar geven ook suikers en signaalstoffen door aan andere planten etc.
Het Wood Wide Web is echter maar een klein deel van het complexe ecosysteem onder onze voeten, zoals onderstaande afbeelding probeert duidelijk te maken.

Source: https://www.nature.com/articles/s41579-022-00695-z.epdf?sharing_token= zKlsAsTuRJHA82XfEse509RgN0jAjWel9jnR3ZoTv0PkPNkytQPPklIQBUdmp Memo8jymWoU7bOBSbGWnZv91h1NWS322Wz9OvPsPAMUmP0x Zigpb2YiSVG8qub0ehnS9VqZQnR4Yv119iTLOdkTbLxK-Xh6G68XS72XK3fnuAg%3D

Maar inzomend op dat ondergrondse wood wide web (de gele lijnen in bovenstaande afbeelding), dat netwerk verbindt kennelijk bomen met elkaar, hoe ziet dat wood wide web er dan uit? Hoe zijn de verbanden tussen planten? Hoe stromen de stoffen die door het netwerk gaan? Daar gaat deze blog over.
Voor deze blog is dankbaar gebruik gemaakt van de papers die zijn geciteerd in het fascinerende boek Verweven Leven van Merlin Sheldrake - als je meer over het Wood Wide Web wilt lezen, lees dit boek.

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.

Regeneratief systeemontwerp (4): De gekozen beplanting vraagt om de juiste samenstelling van het bodemleven

Een regeneratief ontwerp is een keuze: hoe moet het systeem eruit zien? Welke planten, gewassen en bomen worden tot een aangeplant ecosysteem gecombineerd? En welk verdienmodel past hierbij?
Maar dit bovengrondse ontwerp moet vervolgens ook worden doorvertaald naar de ondergrond: het bodemleven moet namelijk volledig passen bij de bovengronds beplanting. Want voor verschillende gras, rijgewas, struik of boom is het bijbehorende bodemleven nogal verschillend. Daar gaat deze blogpost over.

Het bodemvoedselweb

We komen er steeds meer achter dat de ondergrond geen inert medium is, maar dat een gezonde bodem bruist van het leven. En het leven past zich aan aan de omstandigheden en is dus niet altijd gelijk. Toch blijken er duidelijke overeenkomsten te zijn tussen de soorten die voorkomen in gezonden bodems op onze planeet. De bodem is namelijk een ecosysteem, waarbij geleefd wordt, maar ook gegeten wordt. En een deel van dat eten voor dat bodemleven zijn plantenresten en exsudaten, en een ander deel van dat eten zijn andere bodembeestjes.

Verbeterde voedselproductie (15): hoe bepaalt de pH de bodem?

In de afgelopen blogs over verbeterde voedselproductie heb ik naar allerlei factoren gekeken die van belang zijn voor de bodemvruchtbaarheid. De samenstelling van de bodem bepaalt hoe deze functioneert. Een bodem die meer zandiger is, houdt water minder goed vast dan een kleibodem. Een bodem met een hoger organische stofgehalte houdt meer vocht vast. Minder bodemvocht betekent minder wormen in de bodem. De verhouding koolstof-nitraat bepaalt mede hoe dit organisch stofgehalte zich ontwikkelt. Dit keer wil ik naar de pH, oftewel de zuurheid, van de bodem kijken.
De pH varieert tussen 0 en 14, waarbij 0 tot 7 zuur is, 7 neutraal en 7 tot 14 basisch of alkaline is.

Wereldwijde variatie van de pH van de bodem

Er zijn heel veel factoren die de pH van de bodem bepalen. Echter, als je kijkt naar een wereldkaart van de pH van de bodem en je vergelijkt deze met een wereldkaart van de mate van droogte (hyper-aride, aride, semi-aride en droog-sub humide), zie je dat de blauwe gebieden en de gele gebieden daarnaast grofweg overeenkomt met deze 4 klassen.

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.

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.

Bron: http://shrinkthatfootprint.com/explain-carbon-budget

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 (8a): regenvorming en schimmels

Regen is van cruciaal belang voor al het leven op onze planeet. Regen is de start van de hydrologische cyclus. Regen kan alleen plaatsvinden als er wolken vormen. Wolken vormen zich doordat waterdamp van fase verandert: de waterdamp condenseert tot waterdruppels of desublimeert /rijpt tot ijs. In heel schoon water wat wordt afgekoeld onder de 0 graden C, zullen geen ijskristallen vormen tot ongeveer -40 graden als ineens alles bevriest. Om wel de eerste ijskristallen te laten vormen zijn condensatiekernen (condensatie kernen, Condensation Nuclei, CN) en bevriezingskernen (Ice Nuclei, IN) nodig, waar het ijskristal op kan vormen. Hiervoor moet het water dus een beetje vervuild zijn. Hier zijn heel veel verschillende materialen voor, stof, roet, klei, zoutkristallen, vulkanische as etc. De natuur blijkt echter ook een bijdrage te leveren en allerlei producten te leveren waarop condensatie dan wel sublimatie kan plaatsvinden. De natuur (planten en bodemleven) beinvloeden in die zin dus ons klimaat in zeer sterke mate (zie ook deze video).
In zes blogs binnen de serie "verbeterde voedselproductie" wordt stilgestaan bij verschillende natuurlijke materialen of producten waarop condensatie kan plaatsvinden en naar wanneer de productie van deze kernen (verhoogd) plaatsvind:

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.