Bodemkwaliteit onthuld: De Intrigerende Wereld van Biologische Bodemprocessen
Bodemkwaliteit wordt beschouwd als het geïntegreerde geheel van biologische, chemische en fysische eigenschappen en processen in een bodem. Biologische bodemkwaliteit komt grotendeels neer op functionele agrobiodiversiteit. De algemeen geldende hypothese is dat een gezonde bodem een hoge functionele agrobiodiversiteit heeft. Verlies aan agrobiodiversiteit vormt een bedreiging voor veel functies van de bodem zoals gewasproductie, vorming van bodemstructuur, nutriëntenlevering en waterhuishouding.
Een kwart van de biodiversiteit op aarde bevindt zich in de bodem. In een theelepel vruchtbare grond bevinden zich méér organismen dan dat er mensen op aarde zijn.
Alle organismen in de bodem zijn op verschillende manieren met elkaar verbonden. Die onderlinge samenhang heet een voedselweb. Net als boven de grond is het onder de grond een kwestie van eten of gegeten worden. Grofweg heeft het bodemvoedselweb een trapsgewijze opbouw.
Bacteriën
Bacteriën zijn eencellige organismen zonder celkern. De meeste bacteriën zijn 0,5 tot 5 micrometer (µm) lang. Ondanks hun geringe afmeting maken zij door hun kwantiteit het grootste gedeelte van het bodemleven uit. In een theelepel productieve grond kunnen zich tussen de 100 miljoen en 1 miljard bacteriën bevinden. De meeste soorten zijn nog niet gekarakteriseerd. Grofweg kunnen bacteriën ingedeeld worden in drie groepen: aeroob, anaeroob en actinomyceten (zorgen voor de afbraak van chitine en geven de ‘aarde geur’ aan de bodem).
Belangrijkste functies van bacteriën zijn:
- afbraak van (eenvoudig) organisch materiaal (suikers, eiwitten, aminozuren)
- vastlegging en levering van nutriënten in de wortelzone
- binding van stikstof uit de lucht (zie afbeelding met wortelknolletjes aan de wortels)
- omzetting van ammonium- in nitraatstikstof
- vorming van stabiele aggregaten
- ziektewerendheid
Bacteriën worden gegeten door een groot aantal ‘grazers’ hoger in het voedselweb.
Schimmels
Schimmels zijn organismen met een celkern. Ze kunnen eencellig of meercellig zijn. Paddenstoelen zijn ongetwijfeld de meest bekende soort schimmels. Ze vormen echter maar een kleine groep binnen het totale schimmelrijk. Van de naar schatting 1,5 miljoen soorten zijn er zo’n 100.000 schimmels beschreven. Een vierkante meter grond onder grasland kan makkelijk meerdere kilometers aan schimmeldraden (hyphen) bevatten. Bij voedselgebrek, droogte of andere ongunstige omstandigheden worden schimmels inactief. Sporen kunnen soms tientallen jaren in de grond overleven. Belangrijke groepen zijn: mycorrhiza, plant-pathogene schimmels (b.v. Fusarium sp.) en oömyceten/zwakteschimmels (Pythium, Phytophthora).
Belangrijkste functies van schimmels zijn:
- afbraak van (ingewikkelde) organische verbindingen (cellulose, lignine)
- vorming van stabiele aggregaten
- uitscheiding van zuren waardoor sommige nutriënten beter beschikbaar worden voor de plant
- verhoogde opname van fosfaat en water (mycorrhiza’s)
- ziektewerendheid
Schimmels worden gegeten door een groot aantal ‘grazers’ hoger in het voedselweb.
Regenwormen
Het meest zichtbare en waarschijnlijk meest bekende bodemorganisme is de regenworm. Regenwormen zijn tweeslachtig (hermafrodiet), maar niet zelf-bevruchtend. Eitjes worden het hele jaar afgezet. Afhankelijk van de temperatuur en vocht duurt het 3 tot 6 maanden voordat een worm volwassen is. In potentie kunnen regenwormen 4 tot 8 jaar oud worden, maar in bouwland leven ze meestal niet langer dan een paar maanden. Bij droogte rollen regenwormen zich op in de bodem en gaan in diapauze. In Nederland komen 18 soorten regenwormen voor.
Regenwormen worden ingedeeld in drie functionele groepen:
- strooiselbewoners (epigeïsche soorten)
- bodembewoners (endogeïsche soorten)
- pendelaars (anekische soorten).
Strooiselbewoners (b.v. Lumbricus rubellus) leven in de bovenste laag van de bodem, vooral in de zode van grasland. Ze hebben een rode kleur en zijn beweeglijk. Zij zijn belangrijk voor de afbraak van gewasresten en mest.
Bodembewoners (b.v. Aporrectodea calliginosa) zijn vaak de enige wormen die zich handhaven in de bouwvoor van bouwland. Het is een grauwe, trage worm. Hij eet zich door de grond en is een belangrijke structuurverbeteraar.
Pendelaars (b.v. Lumbricus terrestris) zijn de grootste regenwormen van Nederland. Zij graven verticale gangen (tot 3 m diepte) in gronden met een ongestoord profiel en een lage grondwaterstand. Deze worm heeft een rode kop en vaak een platte staart. Hij komt ’s nachts aan de oppervlakte om plantenresten te zoeken die hij mee de grond in trekt. Naast vertering van organisch materiaal verbetert hij de waterinfiltratie en diepere beworteling.
Belangrijkste functies van regenwormen zijn:
- afbraak van organisch materiaal
- beschikbaar maken van nutriënten
- bevordering van de bodemstructuur
- vermenging van gronddeeltjes
- beluchting
- waterhuishouding
- beworteling via het graven van gangen
Nematoden
Nematoden zijn kleine, niet-gesegmenteerde wormpjes van een paar millimeter. Ze leven in de waterfilms rondom bodemdeeltjes. Vanwege een aantal plantparasitaire soorten hebben nematoden een slechte reputatie omdat deze de plantengroei ernstig kunnen belemmeren.
De meeste soorten zijn echter nuttig voor de bodemkwaliteit. In een theelepel gezonde grond bevinden zich enkele tientallen nematoden. Een gezonde bouwvoor bevat er 4 tot 10 miljoen per vierkante meter. Nematoden worden onderverdeeld in voedselgroepen: bacterie-eters, schimmeleters, carnivoren, omnivoren, herbivoren. In minder verstoorde bodems is de kans op carnivore nematoden groter dan in intensief bewerkte bodems.
Belangrijkste functies van nematoden zijn:
- het ‘begrazen’ van schimmels en bacteriën waarbij stikstof en fosfor vrijkomen
- ziektewerendheid: schimmeletende nematoden en predatore nematoden spelen daar een rol bij.