Organische stof is één van de belangrijkste indica- toren van bodemvruchtbaarheid. Het is essentieel voor zowel de chemische, de biologische, als de fysische bodemvruchtbaarheid. Organische stof in de bodem is afkomstig van dood plantenmateriaal. De diversiteit aan bronnen is enorm. Het kan gaan om bladeren, wortels, stoppels of stro. Maar het plantenmateriaal kan ook eerst door dieren gegeten zijn, en vervolgens gedeeltelijk verteerd in de mest uitgescheiden worden.
Planten en plantenresten bestaan voor een zeer groot deel uit lignocellulose. Dat is een verzamelnaam voor cellulose en verschillende vormen van hemicellulose en lignine. Al deze organische stoffen bestaan uit een aaneenschakeling van honderden tot duizenden ringvormige moleculen van koolstof, zuurstof en waterstof. Daarnaast bevatten planten relatief geringere hoeveelheden van andere organische stoffen zoals eiwitten, aminozuren, peptiden, fenolen en suikers. Verschillende bodemorganismen gebruiken de verse organische stof als voedsel. In ons gematigde klimaat zetten bodemorganismen grofweg 70 procent van de koolstof in verse organische stof om tot koolstofdioxide. Bij de vertering komen echter ook verschillende plantenvoedingsstoffen vrij, zoals ammo- nium, fosfaat en sulfaat. Het overige deel van de aan- gevoerde organische stof wordt langzaam tot zeer lang- zaam omgezet tot stabielere vormen van organische stof. Dit proces wordt ook wel humificatie genoemd, met als eindproduct humus.
Organische stof heeft een positieve invloed op alle belang- rijke aspecten van bodemvruchtbaarheid. Het is niet voor niets dat sommigen organische stof het zwarte goud van de bodem noemen.
Bodemleven. Vers aangevoerde organische stof is de
motor van het bodemvoedselweb. Het bodemleven, van bacteriën en schimmels tot regenwormen en mollen, is continu bezig met de verbouwing van organische stof. Het helpt bij de afbraak, maar het helpt ook bij de opbouw van stabiele vormen van organische stof.
Voedingsstoffen. Organische stof bevat een breed palet
aan elementen die bij afbraak vrijkomen als voedingsstof voor de plant. Stikstof, fosfor en zwavel worden daarbij omgezet van organische vorm in anorganische vorm, ook wel minerale vorm genoemd. Vandaar dat het begrip mineralisatie synoniem staat voor de afbraak van orga-nische stof. En organische stoffen kunnen ook weer vastgelegd worden in organische vorm. Dit omgekeerde proces heet immobilisatie.
Bodemstructuur. Organische stof verbindt bodemdeeltjes
zodat ze samenklitten tot aggregaten. Zo krijgt de bodem een kruimelstructuur waardoor het risico op verdichting, korstvorming en erosie afneemt. Bovendien verbetert de bewerkbaarheid van de bodem en de doorlatendheid voor water en lucht.
Waterregulering. Organische stof houdt water vast in de
bodem. Vooral voor zandgronden is dat een belangrijke eigenschap die helpt om perioden van droogte te over- bruggen. Tegelijkertijd verbetert organische stof de waterdoorlatendheid waardoor overdadige neerslag niet bovengronds wegstroomt, maar juist de bodem indringt.
Uitwisseling van kationen. Organische stof is in staat om
positief geladen deeltjes (kationen) aan het oppervlak te binden. Veel belangrijke voedingstoffen spoelen daarom minder snel uit en zijn beschikbaar voor planten.
38 |
Wat is organische stof? StreefwaardeEenduidige, wetenschappelijk onderbouwde, streef- waarden voor organische stof in bodems zijn niet voorhanden. Een complicerende factor is dat elke functie van organische stof zijn eigen streefwaarde heeft, die bovendien ook nog eens afhankelijk is van grondsoort en gebruik. Bij gebrek aan streefwaarden is de belangrijkste vraag waar de ondergrens ligt. Hoewel te hoge organische stofgehalten ook risicovol kunnen zijn in verband met draagkracht van de bodem, de uitspoeling van stikstof of de bewerkbaarheid van de bodem.
Ondanks het gebrek aan goed onderbouwde streefwaar- den, zijn er wel enige expert schattingen van minimaal gewenste gehalten. Voor Nederland ligt dat bijvoorbeeld rond de 1 procent voor duinzand, 2 procent voor dekzand, 2,5 procent voor löss, 2 procent voor jonge zeeklei en 3 procent voor rivierklei.
Net over de grens, in Vlaanderen wordt voor leem, zand en klei een kritische ondergrens aangehouden van respectievelijk 1,5 ,1,7 en 2,0 procent.
In de praktijk is het overigens niet verstandig om je alleen maar blind te staren op het gehalte aan organi- sche stof. Verhoging van organische stof in de bodem is een zaak van lange adem, en veranderingen van het ene op het andere jaar zijn nauwelijks meetbaar. Dat is echter geen reden voor ontmoediging want toediening van verse organische stof heeft al in het jaar van toediening positieve effecten, die wel merkbaar zijn. Bijvoorbeeld de levering van stikstof en de stimulering van het bodemleven.
Chelatie. De uiteinden van organische moleculen bevatten
soms negatief geladen groepen zoals carbonzuren. Hieraan kunnen positief geladen metaalionen zoals koper, zink en mangaan binden. Hierdoor kunnen deze metalen die normaal slecht oplosbaar zijn, toch door planten worden opgenomen.
Warmte. De donkere kleur van veel bodems wordt ver-
oorzaakt door de aanwezigheid van organische stof. Hoe donkerder de bodem, hoe beter ze warmte vasthoudt.
Grasland of bouwland
Onder grasland vinden we hogere hoeveelheden aan organische stof dan onder bouwland. Dat komt omdat blijvend grasland niet wordt geploegd en een gras-gewas meer gewasresten achterlaat dan een gemiddeld akkerbouwgewas.
Organische koolstof (ton per ha) op een kleiig leem locatie in Engeland. Op permanent grasland blijft de hoeveelheid organische stof op een hoog niveau, terwijl permanent bouwland op een laag niveau blijft. Na omzetting van permanent grasland naar permanent bouwland daalt de hoeveelheid organische stof geleidelijk tot aan het zelfde niveau als het oorspronkelijke permanente bouwland. Na omzetting van bouwland in grasland neemt de hoeveelheid organische stof toe, maar na 50 jaar heeft het nog niet het niveau van het oorspronkelijke permanente grasland bereikt.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 1940 1960 Jaar Organische bodemk oolstof (ton/ha) 1980 2000 0 Blijvend grasland
Bouwland omgezet naar grasland
Grasland omgezet naar bouwland Blijvend bouwland CO2 Vers organisch materiaal Organische stof in de bodem bodem- organismen Nutriënten mineralisatie mineralisatie humificatie
Eenvoudige weergave van de belangrijkste processen bij de aanvoer, omzettingen en afbraak van organische stof.