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.

Regeneratief systeemontwerp (3): wat doet een wind barriere van bomen?

In de intro blogpost over agroforestry zijn een aantal mogelijke opties genoemd hoe bomen, gewassen en dieren met elkaar kunnen worden gemengd. Een ervan was de optie om bomen te planten als wind barriere. Daar gaat deze blogpost over. Hoe kunnen bomen en heggen een goede bescherming zijn tegen wind? En wat kan deze wind barriere allemaal opleveren?

De voordelen van wind barrieres

Wind barrieres kunnen heel veel voordelen hebben. De FAO heeft op een rijtje is gezet wat verschillende voordelen kunnen zijn van wind barrieres:
- ze beschermen achtergelegen (kwetsbare) gewassen en bomen
- ze verminderen verdamping van planten
- ze verminderen verdamping van open water, waardoor er meer water beschikbaar is
- ze beschermen planten tegen hele hoge of hele lage temperaturen van de wind
- ze maken duin stabilisatie mogelijk (net als duingrassen)
- ze kunnen achterliggende gewassen beschermen tegen zout spray vanuit zee
- ze maken dat bestuiving door insecten beter mogelijk is. De insecten zijn ook beschermd tegen de hele hoge of hele lage temperaturen van de wind
- ze kunnen de verspreiding van ziektes beperken, hoewel ziektes ook meer kunnen optreden door de verhoogde vochtigheid dichtbij de wind barriere
- ze beperken fysiologische veranderingen van planten die kunnen optreden als gevolg van sterke winden
De voordelen zijn echter alleen te bereiken als het ook goed wordt ontworpen.

Regeneratief systeemontwerp (2): polycultuur vraagt om een mindshift

Zoals in de serie "Ons Voedsel" is getoond (met Ons voedsel (13) als samenvatting) is ons industriele agrarische systeem tot op het bot verziekt, en heeft het een vernietigend effect op onze planeet. In de vorige blog is aangegeven dat het alternatieve systeem een goed ontworpen regeneratief systeem is, wat begint met systeembegrip van de betreffende locatie, wat een noodzakelijke input is voor het te ontwerpen systeem. Elke locatie op deze planeet is immers anders en vraagt dus om een (iets) ander ontwerp.
Het te ontwerpen systeem moet de verbanden en afhankelijkheden maximaliseren tussen planten onderling, maar ook tussen de planten, het bodemleven en dieren, om een zo groot mogelijke diversiteit en stabiliteit te krijgen wat op de lange termijn voor een zo groot mogelijke opbrengst zorgt (meerlaagse polycultuur i.p.v. monocultuur). Hoewel je de hierdoor per verbouwd gewas minder opbrengst per hectare behaalt, kun je per hectare een grotere totale opbrengst behalen. Het meerlaagse systeem krijg je door naast kruidachtige planten, ook struiken en bomen op te nemen in het ontwerp. Daarmee kom je terecht op het vlak van agroforestry. Waar agroforestry een rol kan spelen in de verandering van het landbouwsysteem en wat dat vraagt, daar gaat deze blog over.

Regeneratief systeemontwerp (1): Een regeneratief agrarisch systeem begint met systeembegrip

Zoals in de serie "Ons Voedsel" is getoond (met "Ons voedsel (13)" als samenvatting) is ons industriele agrarische systeem tot op het bot verziekt, en heeft het een vernietigend effect op onze planeet. Onderstaande afbeelding laat hier een goede visuele samenvatting van zien. Het systeem als geheel leidt tot vernietiging van vruchtbare bodems, versterkt ongelijkheid, leidt tot ongelijke voedselverdeling (verspilling en tekort), is kwetsbaar bij een pandemie, is zeer vatbaar voor uitbuiting van werknemers, draagt sterk bij aan de klimaatverandering. Kortom, vooral heel veel negatieve effecten wat niet houdbaar is. Daarom moet het anders.

Bron: https://www.facebook.com/photo?fbid=10221112309462382&set=a.2308852965794

Verbeterde voedselproductie (19): Isopreen: produceert de natuur een goede of een slechte stof?

Isopreen is een stof die door veel bomen en struiken in de tropen en in mindere mate door bomen en struiken in de gematigde zones wordt gemaakt. Deze stof is gedurende een lange tijd vooral als slecht gezien. Het laatste decennium zijn er nieuwe onderzoeksresultaten verschenen die interessante positieve(re) aspecten van isopreen belichten. Daarom hier een overzicht om een beeld te geven of het nu een goed of een slecht goedje is.

De chemische eigenschappen

Chemisch gezien is isopreen (C5H8, oftewel 2-methylbuta-1,3-dieen) een stof die bereid kan worden bij thermisch kraken van nafta of aardolie. Het is een grondstof voor allerlei polymeren. Het is een vluchtige, zeer licht ontvlambare kleurloze vloeistof, en kan (doordat deze zwaarder is dan lucht) explosieve mengsels vormen. Het smeltpunt licht bij -146 graden, en het kookpunt licht bij 34 graden. Het wordt beschouwd als een mogelijk kankerverwekkende stof. Bij contact op de huid kan er roodheid en jeuk optreden. Kortom, chemisch gezien lijkt het een niet al te leuk goedje.

Verbeterde voedselproductie (18): Schimmels maken hun eigen microklimaat

Paddenstoelen werden misschien ooit gezien als passieve eters die staan waar ze staan. Steeds meer blijkt echter dat ze aan allerlei actieve beinvloeding van hun omgeving doen. Sommige paddestoelen zijn regenmakers, daar ging een eerdere blog over: de sporen door allerlei fascinerende mechanismen de lucht in gelanceerd en sommige hiervan blijken zeer goede condensatiekernen te zijn. Sommige paddenstoelen blijken echter ook een microklimaat te creeeren waarbij ze een zachte bries veroorzaken, die hun sporen verspreidt.

Paddenstoelen zijn goed in water verliezen

De schimmelwetenschap is een relatief nieuwe wetenschap, pas in de laatste 20 tot 40 jaar wordt er steeds meer onderzoek gedaan naar schimmels en paddenstoelen.
Hoe zorgen paddenstoelen ervoor dat hun sporen zich goed verspreiden? Onderzoek (artikel, nieuwsbericht) heeft laten zien dat sommige paddenstoelen (onderzocht zijn onder andere Agaricus californicus, Pleurotus ostreatus en Lentinula edodes) dit doen door water te verdampen tijdens de verspreiding van hun sporen. Als de paddenstoel klaar is om de sporen te verspreiden doet de paddenstoel niets om uitdroging /waterverdamping te voorkomen. Onderstaande afbeelding laat dit zien, in 48 uur verschromeld de paddenstoel en verliest enorm veel water. Grafiek B laat zien dat een levende, goed met schimmeldraden verbonden paddenstoel nog veel sneller water verliest dan planten of zelfs afgesneden paddenstoelen.

Verbeterde voedselproductie (8f): De regenmakers - Als het regent maken ze nog meer wolken met nieuwe regen en die wolken houden de zon tegen

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 (8e): wie maken er nog meer regen (2)?

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 (8d) - de fascienerende interactie tussen regen, grond en de lucht

Het weer wordt allereerst door hoge en lage drukgebieden bepaalt. In 2018 was er een stabiel hogedrukgebied die voor een zeer droog jaar zorgde (zie ook deze blog).
In juli 2021 was er veel wateroverlast in Limburg en aangrenzende gebieden in Belgie en Duitsland, wat juist kwam door een relatief stabiel lagedrukgebied waardoor alle regen rondcircelde over een beperkt gebied met de enorme neerslag in deze gebieden tot gevolg (zie onderstaande video).

Bron: https://www.nrc.nl/nieuws/2021/07/15/nederland-krijgt-vaker-te-maken-met-extreme-regenval-a4051140

Het is echter niet alleen de luchtdruk en over en langs elkaar heen bewegende hoge en lage druk gebieden die regen of droogte veroorzaken. Regen, de lucht en de grond hebben echter ook een fascinerende relatie met elkaar. In deze blog worden een aantal voorbeelden getoond van hoe ze elkaar beinvloeden en hoe regen kan verdwijnen dan wel een soort van waterval kan veroorzaken.

Verbeterde voedselproductie (3c): bomen maken regen - verharding en landbouw maakt woestijn

In twee eerdere blogs uit de serie van bomen als regenmakers is uitgebreid stilgestaan bij de invloed van bomen op neerslag. In blog 3a is uitgelegd hoe bomen door de productie van VOC's hun eigen condensatiekernen vormen, zodat water sneller kan condenseren boven het bos: het bos creeert hiermee zijn eigen wolken.
In blog 3b is stilgestaan bij hoe de stratosfeer boven een bos anders is dan boven bijvoorbeeld een grasland met alle gevolgen van dien: door een grotere ruwheid van het landschap boven een bos t.o.v. een grasland in combinatie met een hogere verdamping stijgt er meer vochtige lucht op naar hogere luchtlagen (samen met de VOC's) waardoor boven de bossen wel wolken vorming plaatsvindt, maar boven het grasland niet. Verwijdering van het bos (door een storm) leidde daar dan ook tot minder wolkenvorming.

In deze blog ligt de focus op de verdamping vanuit bossen die essentieel is voor de regenvorming.