Tot op de bodem … (Deel I)

20 mei 2023
Peter Menten
Jan Bokhorst, Johannes Kamptner, Provincie Limburg e.a.

Uit feedback van onze lezers blijkt dat er nood is aan duidelijke informatie over ‘hoe de bodem werkt’. Dat heeft ons ertoe aangezet om in de volgende edities van GreenTechPower de bodem in al zijn facetten te ontleden. Om een mooie grasmat of een geslaagde tuin te krijgen moet er voorbij de oppervlakkige laag worden gekeken. Een mooi resultaat heeft zelden te maken met alleen de grassoort en de bemesting. Het verzorgen van de bodem is een langetermijninvestering.

Wat is ‘de bodem’?

De bodem is de bovenste laag van de aardkorst waarin de planten en gewassen wortelen. Afhankelijk van de plaats op aarde is de bodem 1 tot 2 meter diep. Op sommige plaatsen in het zuiden van het land bijvoorbeeld is het vaste gesteente zelfs maar met enkele centimeters bodem bedekt. De woorden bodem en grond worden door elkaar gebruikt.

Verwering

De bodem is ontstaan door verwering: dat is de invloed van water, lucht en temperatuur op het oorspronkelijke gesteente. Door de tijd heen kan de bodem veranderen onder invloed van klimatologische, scheikundige en natuurlijke processen. Bij verwering blijft de bodem op zijn plaats: de bodem breekt in stukjes door de weersinvloeden of verandert chemisch, maar verschuift niet.

Erosie door water en wind

Erosie neemt de bodemdeeltjes mee onder invloed van water, wind, vulkanisme enzovoort. In sommige streken vormt erosie een echt probleem: in Vlaanderen spoelt hierdoor elk jaar circa 15 miljoen ton vruchtbare landbouwgrond weg. Bij een zware bodem zal de erosie eerder door water gebeuren, bij een lichte bodem is het vaak de wind die delen (zand)grond verspreidt.

Wanneer is een grond vruchtbaar?

Een zogenaamd onvruchtbare grond kan bijvoorbeeld ecologisch heel waardevol zijn en speciale fauna en flora aantrekken. Of grond vruchtbaar is, wordt meestal afgetoetst aan zijn economisch potentieel: heeft hij een hoge opbrengst? Een ‘economisch’ vruchtbare bodem heeft een goede structuur, voldoende luchtporiën, een goede zuurtegraad, voldoende voedingsstoffen, bacteriën, regenwormen enzovoort.

Hoe kan men de grond vruchtbaar(der) maken?

Met een passende grondbewerking kan men de grond verluchten en men kan hem bemesten. Een natte grond kan vruchtbaarder worden door hem te draineren en als het humusgehalte te laag is, kan men stalmest, compost en structuurverbeteraars inwerken. Door organische stof in te brengen verbetert de structuur en wordt de grond lichter. Het bacterieleven verbetert en bij de vertering komen voedingsstoffen vrij. Aan de grondsoort – zand, leem, klei of een tussenvorm – is niets te veranderen. Daar moet de grondverbetering en -bewerking op afgestemd worden.

Waaruit bestaat een bodem?

De grond bestaat voor de helft uit vaste deeltjes en voor de helft uit holten die met water en lucht gevuld zijn. De vaste deeltjes zijn minerale bestanddelen, een soort skelet van de bodem. De organische bestanddelen zitten in de bovenste grondlaag en zijn afval van plant en dier dat verder verteerd wordt tot humus. Dankzij deze organische delen, die de bodem zijn donkere kleur geven, is er leven in de bodem mogelijk. De derde soort zijn levende deeltjes zoals plantenwortels, mollen, wormen, insecten, schimmels en bacteriën. Deze zijn van belang voor de omzetting van meststoffen en de vorming van humus.

De vloeibare fractie in een bodem is nooit zuiver bodemwater, maar een oplossing van allerlei verbindingen waarvan de voornaamste meststoffen zijn. Deze oplossing zit in holten en poriën en aan de humus of compostdeeltjes. In de holten zit bodemlucht die omzeggens dezelfde samenstelling heeft als de lucht in de atmosfeer. In een vruchtbare bodem zijn de vaste, vloeibare en gasvormige deeltjes in een gepaste verhouding aanwezig. Bij de vaste delen zit ongeveer 48% mineraal en 2% organisch materiaal. De holten bevatten ongeveer 25% water en 25% lucht. Een goede zandleembodem bestaat uit 50% vaste delen waarvan 2% organisch materiaal en 50% poriën, waarvan 30% met lucht en 20% met water gevuld is.

Bestanddelen van de bodem

De bodem bestaat uit minerale, organische en levende bestanddelen. Een juiste combinatie van deze drie zorgt voor een goede, vruchtbare bodem.

1. Minerale bodemdeeltjes

De vaste delen van een bodem bestaan voor zeker 90% uit minerale deeltjes, gaande van microscopisch klein (klei) over groter (zand) tot grind en keien. Deze deeltjes worden volgens hun grootte ingedeeld in korrelgroottefracties. De grootte wordt aangeduid in millimeter of in micron/micrometer (1/1.000 van een millimeter en uitgedrukt in μ of μm).

De afmetingen van de minerale bestanddeeltjes zijn:

Grind en keien > 2 mm

Zandkorrels Leemdeeltjes Kleideeltjes

0,05 tot 2 mm 2 μm tot 50 μm < 2 μm

Deze verschillende deeltjes hebben elk hun bijzondere eigenschappen en dat zorgt ervoor dat ze in het ene geval heel geschikt zijn voor bepaalde teelten of toepassingen en in het andere totaal niet. Zo is zandgrond te waterdoorlatend, bevat deze geen voedingsstoffen en houdt hij de voedingsstoffen niet (lang) vast. Kleigrond daarentegen houdt water en voedingsstoffen goed vast en geeft bij verwering ook kalium af. Nadeel is dat deze onder droge omstandigheden hard wordt. Leem is dan weer de bodem die de positieve eigenschappen van zand en klei in zich verenigt.

Hoe sterk een bodem in staat is om water en voedingsstoffen vast te houden wordt uitgedrukt in het sorptievermogen van de bodem. Er is enerzijds absorptie van water (inwendig vasthouden in de bodemdeeltjes, zoals in een spons) en adsorptie van voedingsstoffen (uitwendig vasthouden aan de oppervlakte van de bodemdeeltjes). Adsorptie en absorptie samen wordt ‘sorptie’ genoemd.

Klei en leemgrond hebben een goed sorptievermogen, zandgrond niet. Het sorptievermogen van zandgrond kan verbeterd worden door organisch te bemesten en zo het humusgehalte te verhogen. Gronden met meer dan 30% organisch materiaal worden als veengrond gecatalogeerd, deze met meer dan 15% organisch materiaal noemt men humusgronden. De korrelgroottesamenstelling van een bodem geeft aan hoeveel procent (in gewicht) zand, leem of klei de bodem in zich heeft.

Grondsoort Symbool Zand Leem Klei
Zand Z 90 8 2
Lemig zand S 75 20 5
Licht zandleem P 60 35 5
Zandleem L 30 60 10
Leem A 5 85 10
Klei E 35 35 30
Zware klei U 15 35 50

Praktisch:

Door wat vochtige grond tussen duim en wijsvinger te wrijven kun je de grondsoort achterhalen. Kleigrond voelt vettig aan, leemgrond eerder meelachtig. Zandgrond schuurt tussen de vingers.

In de praktijk spreekt men over lichte en zware grond. Dit verwijst naar de bewerkbaarheid ervan. De zware klei- en leemgronden zijn moeilijk te bewerken, maar wel vruchtbaarder. Zandgronden zijn makkelijker te bewerken, maar vragen meer bemesting. Een zware kleigrond kan makkelijker bewerkbaar worden als de structuur goed verzorgd wordt. Een lichte zandgrond kan goed bewerkbaar zijn als er voldoende organisch bemest wordt.

De structuur van de bodem verwijst naar hoe de gronddeeltjes bij elkaar liggen: afzonderlijk of aan elkaar klevend. Deze structuur gaat over het aantal en de vorm van de holten of de verhouding bodem/holten.

Bij gronden met een korrelstructuur liggen de grondkorrels naast elkaar zonder enige binding. Er zijn weinig holten voor een goede lucht-waterverhouding. Dit noemen we dan ‘slechte’ gronden. Bij gronden met een kruimelstructuur kleven de korrels aan elkaar en vormen ze kruimels met afgeronde vormen, net zoals broodkruimels. Het is een goede structuur die door de bindende bestanddelen (humus en klei) tot 60% poriën bevat en daardoor een goede lucht-waterbalans geeft.

De structuur kan verbeterd worden door organisch materiaal in te brengen, passende grondbewerkingen uit te voeren, door de werking van vorst en dooi, teeltafwisseling, werking van bodemorganismen …
De structuur verslechtert door overvloedige neerslag, kalkgebrek, verkeerde grondbewerking, en overdreven berijden en belopen van de grond.

2. Organische deeltjes

Organisch materiaal is alle materiaal dat afkomstig is van dieren en planten. Voorbeelden hiervan zijn: stalmest, bacteriën, insecten, kadavers, oogstresten, bladeren en wortels, compost, boomschors, champignonmest, organische meststoffen, groenbemesters etc.

Dit organische materiaal wordt verteerd tot humus. Hier zorgen verschillende bodemorganismen voor: insecten, regenwormen, duizendpoten, pissebedden, mijten, bodemaaltjes, nematoden, schimmels en bacteriën. Bacteriën en schimmels beginnen vaak al met de afbraak vooraleer het organische materiaal op de grond ligt, door de celwanden zachter te maken. Insecten en wormen verkleinen de stukken zodat bacteriën, schimmels en mijten de afbraak verder kunnen zetten. De mol, regenwormen en andere organismen zorgen ervoor dat het materiaal regelmatig omgewoeld wordt. Een actief bodemleven vraagt vochtigheid en een min of meer stabiele temperatuur.

Humus is een donkere, kleverige stof die ontstaat uit de vertering van organisch materiaal. Het is een steeds wisselend mengsel van organische stoffen in verschillende stadia van afbraak. De vertering gebeurt onder andere door regenwormen en bacteriën. Humus wordt heel traag verder afgebroken. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen niet- stabiele of voedingshumus die dient als voeding voor micro-organismen en het voorstadium is van stabiele of duurzame humus die weinig of niet meer omgezet wordt.

De bepaling van het humusgehalte gebeurt via het vaststellen van het percentage koolstof (C). Het humusgehalte is het C-gehalte x 100/58.

Humificatie is de ontbinding of vertering van organische stof door bacteriën. Na vertering van bijvoorbeeld 1 ton stalmest blijft er (maar) een paar gram humus over.

Een goeie humificatie stelt een aantal voorwaarden:

  • De bodem moet goed verlucht zijn. De humificatie gebeurt door aerobe of luchtminnende bacteriën. Bij grond met een slechte structuur (vastgereden of te nat bijvoorbeeld) ontwikkelen zich anaerobe bacteriën en kan de organische stof moeilijk tot niet verteren. Dat geeft zure, stinkende humus: veen en turf. De bacteriën hebben voedingsstoffen, en dan vooral stikstof (N) nodig om te groeien. Bij organisch materiaal dat te weinig N bevat, zal N toegevoegd moeten worden voor een vlugge omzetting. (Zo heeft stro bijvoorbeeld weinig eiwitten, dus weinig N. Wanneer je stro inwerkt, moet je N bijgeven omdat anders de bacteriën te veel N uit de grond gaan nemen voor hun eigen groei. Dit zou leiden tot N-tekort bij de volgende teelt.) In dat kader spreekt men vaak over de C/N-verhouding. Het C-gehalte van organische stof is 58%. Het N-gehalte varieert sterk. Deze C/N-verhouding bepaalt de kwaliteit van de humus. Bij organisch materiaal met een C/N-verhouding < 30 zal de humificatie vlot verlopen. Bij bijvoorbeeld een groenbemesting met vlinderbloemigen ligt deze C/N- verhouding tussen 15 en 20 en gaat de humificatie eveneens vlot verlopen. Maar bij ingewerkt stro ligt deze op 80 en moet er dus N worden toegevoegd. Om deze reden is het ook belangrijk om bij de opbouw van een composthoop af en toe een laag mest aan te brengen, zodat de C/N-verhouding onder de 30 daalt. Zonder mest is er onvoldoende bacteriegroei en wordt het organische materiaal (te) traag afgebroken.
  • De bodem moet voldoende vochtig zijn. Als deze te droog is, vertraagt de vertering van organische stof.
  • De bodem mag niet te zuur zijn. Vandaar dat men op een composthoop tussendoor een laag kalk aanbrengt.

Het nut van organische stof

  • Organische stof is de voedingsbodem voor regenwormen en micro-organismen die mee instaan voor de vruchtbaarheid van de bodem.
  • Bij humificatie komen veel voedingsstoffen vrij: stikstof, fosfor, kalium en sporenelementen. Een organische bemesting levert omzeggens alle voedingsstoffen voor de plant. De biologische teelt werkt in principe alleen met organische meststoffen.
  • Humus kan goed water en voedingsstoffen vasthouden: het heeft een goed sorptievermogen. Leem en klei kunnen dat ook, zand niet. Een zandgrond moet dus veel organische bemesting krijgen.
  • Schimmelziekten tasten het gras of de gewassen aan.
  • Humus verbetert de structuur van de grond. In een zandgrond plakt humus de zandkorrels aan elkaar tot kruimels die op deze manier beter water en voedingsstoffen vasthouden en minder verstuiving geven. In kleigrond kleven klei- en humusdeeltjes aan elkaar. Dit geeft een goed sorptievermogen waardoor de kleibodem luchtiger wordt. Humus werkt hier eerder als afscheidend middel.
  • Door de donkere kleur zorgt humus voor een vroegere en betere opwarming van de grond.

Samengevat: om vruchtbaar te zijn, moet een grond 2 tot 4% humus bevatten. Bij een lichte bodem mag het eerder meer zijn, een zware grond heeft eerder minder humus nodig.

3. Levende deeltjes

In een gezonde bodem krioelt het van leven: grotere bodemdieren zoals mollen, regenwormen, insecten, mijten, maar ook micro- organismen die met het blote oog niet te zien zijn. Deze laatsten maken wel het grootste deel van de biomassa uit. Ze breken het organische materiaal af, zorgen voor de instandhouding en vorming van de bodem en leveren voeding voor de planten. Het gewicht aan levende organismen in de bovenste laag (tot 20 cm diepte) wordt geschat op 25.000 kg per ha. Terwijl deze 1 ha grond ongeveer 3 miljoen kg weegt. Een organisme wordt als nuttig gezien wanneer het de teelt bevordert en als schadelijk wanneer het een bedreiging ervoor vormt. In de meeste gevallen wijst een overvloed aan een of ander organisme op een onevenwicht in de bodem.

Grotere bodemdieren:

  • De mol: als deze zich van zijn beste kant laat zien, eet hij schadelijke organismen zoals slakken, larven van engerlingen en ritnaalden, en verlucht zijn graafwerk de grond. Als hij iets te ijverig is, woelt hij planten uit, eet hij ook nuttige dieren zoals regenwormen en loopkevers en ontsieren molshopen het grasveld.
  • De regenworm, waarvan er ongeveer 4 ton per ha zitten, zorgt voor een meer doorluchte en gedraineerde bodem en daardoor voor een betere doorworteling van planten naar de diepte. Hij verorbert aarde en organische stof en wat hij uitscheidt, kan verder humificeren door de bacteriën. In bepaalde gevallen worden om deze reden regenwormen aan composthopen toegevoegd.
  • Bij de bodeminsecten zijn er nuttige en schadelijke. Bij de eersten horen loopkevers, mestkevers, kortschildkevers en springstaarten. Dit zijn heel kleine insecten die meehelpen om de organische stof om te zetten tot humus. Bij de schadelijke insecten denken we aan engerlingen (larven van de meikever), aardrupsen, emelten (larven van de langpootmug), ritnaalden (larven van de kniptor) enzovoort.
  • Mijten zijn kleine, spinachtige beestjes tussen 0,1 en 2 mm. In een normale bosgrond zitten er ongeveer 400 soorten. Er zijn mijten die organisch materiaal omzetten tot humus, andere voeden zich met bacteriën, schimmels en andere mijten.

Micro-organismen:

  • Bacteriën, waarvan er ongeveer 10 ton/ha zitten, zijn onder te verdelen in nuttige en schadelijke.
    De nuttige zijn altijd aerobe bacteriën, ze hebben dus zuurstof nodig om te leven en kunnen niet gedijen in zure grond. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen:
  • Humificerende bacteriën die de organische stof omzetten tot humus.
  • Nitrificerende bacteriën die ammoniakale stof omzetten tot nitrische stikstof.
  • Wortelknobbelbacteriën die in symbiose leven met de wortels van vlinderbloemigen zoals klaver, bonen, erwten … Ze nemen de N op uit de bodemlucht en zetten die om tot organische N die ze doorgeven aan de plant in ruil voor suikers.
  • Vrij levende bacteriën die ook stikstof uit de lucht vastleggen.

De schadelijke bacteriën zijn meestal anaerobe of luchtschuwende bacteriën. Ze leven het liefst in grond met weinig zuurstof, dus in natte of dichtgeslagen grond. Er zijn:

  • Anaerobe bacteriën die organische stof omzetten tot zure, stinkende humus.
  • Denitrificerende bacteriën die nitraten omzetten tot stikstofgas (NO3 >N2).

Deze zijn schadelijk omdat er N verloren gaat voor de plant.

Het bodemleven voor micro-organismen kan worden verbeterd door voldoende aanvoer van organisch materiaal als voedingsbron. Daarnaast kan bekalking helpen om een zure bodem met te veel schimmels basischer te maken. De bodem moet voldoende los en niet te droog zijn en voldoende lucht bevatten. Vreemde stoffen zoals pesticiden en zware metalen moeten vermeden worden.

  • Er zitten gemiddeld 10 ton bodemschimmels per hectare en de meeste zijn schadelijk. Schimmelziekten tasten het gras of de gewassen aan. Als de grond te zuur is, zullen schimmels de organische stof afbreken.
  • (Groen)wieren zijn storend in bijvoorbeeld te vochtige bloempotten of zaaibakken. Meestal wijzen problemen met bodemschimmels en wieren op een verstoring van het bodemleven. Mijten houden overmatige bacterie- en schimmelgroei tegen, bacteriën doen hetzelfde voor de schimmels, mijten en aaltjes. In een goede bodem is er een gezond evenwicht.
  • Aaltjes of nematoden zijn kleine rondwormen. Sommige zijn heel schadelijk zoals bijvoorbeeld in de landbouw het aardappelcystenaaltje. Het is de oorzaak van bodemmoeheid die optreedt door jaar na jaar dezelfde teelt op dezelfde plaats te zetten. Er ontstaat een plaatselijke groeiremming doordat deze aaltjes aan de wortels van de plant zuigen. Dit kan opgelost worden door grondontsmetting, teeltafwisseling (voor zover mogelijk) en het telen van resistente rassen.

Ook interessant voor jou