C-vastlegging bij klimaatverandering: een nieuwe N-uitdaging?

door Dr. Arjan Reijnveld, productmanager Agro

27 februari 2020 - Bodemblog

Het klimaatakkoord van Parijs streeft een verhoging van het koolstofgehalte van de bodem met 4 promille (0,4 %) na. Dit zal moeten worden 'ingevuld' via organische stof. Met die organische stof komt er ook stikstof (N) op het veld. Die stikstof kan -soms zeer grillig- vrijkomen door mineralisatie. Opbouw van organische stof bewerkstelligen en tevens grip op stikstof houden, vergt nog wat rekenwerk.

Jarenlang leek het alsof de boodschap moest zijn dat de bodemvruchtbaarheid schrikbarend daalt. Nu zien we dat de hoeveelheid plant beschikbare fosfaat inderdaad afneemt¹) en misschien veranderen de kwantiteit en kwaliteit van bodemleven ook. We weten dit echter niet zeker omdat bodembiologische kengetallen nog niet zo heel lang routinematig gemeten worden.

Het organischestofgehalte op minerale (zand- en klei) landbouwgronden zien we gemiddeld in ieder geval niet dalen²). Dat wordt nog eens bevestigd in een recente studie waaruit blijkt dat het organischestofgehalte van minerale gronden in de laag 0-30 cm in 1990 4,0% was en in 2018 4,1%³). Boer, teler en adviseur wisten door keuzes in de bedrijfsvoering (zoals gewaskeuze, groenbemesters/vanggewassen, grondbewerking) de verminderde aanvoer van organische stof via dierlijke mest vooralsnog te compenseren.

Dat is goed nieuws, want organische stof is misschien wel het belangrijkste kengetal van bodemvruchtbaarheid en op percelen met een hogere bodemvruchtbaarheid is het eenvoudiger om een optimalere voedselproductie te realiseren.

Klimaatakkoord Parijs

Organische stof is dus van belang voor onze voedselproductie, maar het is ook van belang voor ons klimaat. Koolstof (C) is één van de hoofdbestanddelen van organische stof. In het klimaatakkoord van Parijs (2015) is afgesproken dat we stappen willen zetten om de klimaatverandering binnen de perken te houden door meer C in de bodem vast te leggen, liefst 4 promille (0,4% C) meer per jaar (www.4p1000.org).

Bodems bevatten van nature veel C. Op wereldschaal is ongeveer 1.500 petagram (Pg), 1 Pg = 10¹⁵ gram vastgelegd in de eerste meter van de bodem. Dat is drie maal meer dan de hoeveelheid in de bovengrondse biomassa en twee maal zoveel als de hoeveelheid C (als CO₂) in de atmosfeer. De bodem is dus nogal belangrijk.

Wanneer je de eerder genoemde 4,1 % organische stof op minerale gronden omrekent naar kilogram per hectare kom je op 150.000 kg organische stof per hectare (0-30 cm). Organische stof bestaat gemiddeld uit ongeveer 50% C, dat is 75.000 kg C per hectare (dat komt overeen met bijna 250.000 kg CO₂) in de bovenste bodemlaag. Wanneer je 0,4% wilt verhogen, is dat 600 kg organische stof per hectare extra (dus boven de huidige aanvoer van organische stof). Dat is equivalent aan de opbouwfase van een graszode of bijvoorbeeld aan 5 ton compost of 20 ton rundermest per hectare extra⁴). Het product (zoals compost, mest) of de manier (grondbewerking) waarmee we die verhoging willen bewerkstelligen is daarbij een belangrijk aandachtspunt.

Bodemleven en stikstof

Organische stof is namelijk niet enkel opgebouwd uit C, maar ook uit N (en zwavel (S) en fosfor (P)). In gronden met 75.000 kg C per hectare zit ongeveer 5.000 kg organisch gebonden N per hectare (bij de aanname C/N 15). In ieder product dat de organische stof verhoogt (gewasresten, groenbemesters, vanggewassen, compost, dierlijke mest) zit ook N. Die N blijft niet zitten waar die zit.

In de bodem is namelijk  bodemleven aanwezig. Dat bodemleven is voor heel veel processen nuttig, maar het heeft wel voedsel nodig. Organische stof is voedsel voor bodemleven. Bodemleven vreet organische stof en daarbij komen de bestanddelen van de organische stof vrij (mineralisatie). Het is een continu proces van opbouw en afbraak. Het netto resultaat is opbouw van organische stof (en dus vastlegging van onder andere C), maar er komt dus ook C als CO₂ en N vrij.

Klimaat en stikstof

Met name de afgelopen jaren zagen we het volgende. Door de warme zomers bleef de bodem opwarmen, maar het was wel heel droog. Bodemleven wordt minder actief bij deze droogte. De bodem mineraliseert niet of nauwelijks; er komt geen N vrij. Wanneer het dan gaat regenen (of als er wordt beregend), wordt het bodemleven heel actief; het vreet de organische stof (dus ook organische N) en er komt ineens veel N vrij. Dat proces kan op alle gronden spelen, op landbouwgronden en op natuurgronden.

Natuur die gevoelig is voor N en schrale grond verlangt, zal schraal moeten blijven door organische stof (en daarmee C en N) af te voeren. Dat betekent dat de overige gronden in Nederland meer dan 0,4 % organische stof per jaar moeten ‘groeien’. Dat zullen dan vooral landbouwgronden zijn. Wanneer het organische stof gehalte op deze bodems toeneemt, worden  ze minder droogtegevoelig, veelal beter bewerkbaar, zullen ze meer kationen (Ca, Mg, K) binden en als voedsel voor bodemleven fungeren. Ze zullen echter ook potentieel meer N mineraliseren dan momenteel, vaak ook op ongewenste momenten (na bijvoorbeeld een regenbui net na de oogst) behalve misschien als we inzetten op meer stabiele organische stof bronnen zoals bewerkte mest, compost, biochar en stroresten. Meer grip op de eigenschappen van organische producten (en de variatie binnen producten) is dan ook van groot belang.

De landbouw heeft het organische stof gehalte vooralsnog op peil gehouden, mogelijk juist door de berichtgeving over het achteruit hollen van de bodemkwaliteit. Dat is in de landen om ons heen niet gelukt. Een gewenste verhoging van (meer dan) 0,4 % vraagt echter weer opnieuw veel rekenwerk van de sector en ook ruimte om producten te benutten.