Bodem is een substraat geworden. Door de mechanische bewerking van de bodem en de toevoeging van chemische mest- en andere stoffen, is het bodemleven zo verstoord dat het niet meer de kans krijgt zich te ontwikkelen. Wat als we de bodem nu eens anders bekeken? Niet uitgaan vanuit het nut dat de bodem voor ons kan hebben, maar van uit de bodem zelf als een ecologisch proces. Het is niet dat we dan geen ‘opbrengst’ meer kunnen verwachten. Integendeel, de opbrengst wordt diverser. Naast voeding komen ook waterzuivering, koolstofopslag, biodiversiteit, overstromings- en klimaatregulatie erbij. Agro-ecologie werkt dan ook mee met de natuur. Niet alleen de bodem vaart er wel bij, maar ook wat er op die bodem groeit, ons voedsel bijvoorbeeld, en al wie dat opeet eveneens.

Wil je meer weten over bodem? Bekijk ook wervel.be/bodem.

Bodem-erosie door kennis-erosie

We zijn heel eng naar bodems beginnen kijken door de wetenschapper Justus von Liebig. Voor hij in 1840 zijn meest invloedrijke boek schreef (Die Chemie in ihrer Anwendung auf Agricultur und Physiologie) wisten boeren en landbouwkundigen dat planten hun voeding halen uit complexe voedingsstoffen, humus, de atmosfeer en slechts in beperkte mate mineralen zoals krijt. Von Liebig herleidde plantenvoeding tot minerale elementen, namelijk N P K (stikstof, fosfor en kalium). Ondanks de scepsis bij wetenschappers en bij boeren, was de geest uit de fles. Er werd massaal kunstmest geproduceerd, verkocht en gestrooid. De producenten financierden zelf het onderzoek in de landbouwchemie en creëerden door middel van kwantificering van nutriënten in hun meststoffen een aura van wetenschappelijkheid.

Die ontwikkeling ging ten koste van de kennis bij boeren van de interactie tussen dierlijke mest, teeltwisseling en lokale bodemeigenschappen.

Moeizame herbronning

Na een paar tientallen kwam von Liebig tot andere inzichten. Hij waarschuwde ervoor dat een te simpele benadering van plantenvoeding slechts tijdelijk kan werken … tot de bodem uitgeput is. Te veel geloof hechten aan een simpele chemische bodemanalyse, hield gevaar in volgens von Liebig: “De graanplanten op velden die zijn bemest met guano of nitraat van soda onderscheiden zich voornamelijk door een diepgroene kleur en door bredere en talrijkere bladeren […] maar de oogst komt over het algemeen verre van overeen met de verwachtingen die door dit veelbelovende uiterlijk worden gewekt.” Snelle kunstmest zag von Liebig als verzwakker van plantgezondheid.

Enkele decennia later, in de jaren 1880,  ontdekten wetenschappers de symbiotische relatie van bodemorganismen en planten, zoals mycorrhizaschimmels en Rhizobium-bacteriën. Maar intussen was kunstmest aan een opmars begonnen die niet meer te stuiten was. Na wereldoorlog I, onder meer omdat de geallieerden de aanvoer van veevoer naar Duitsland hadden stilgelegd, stimuleerde de overheid de productie van goedkope kunstmest, met de hoop op een snelle terugkeer van de vroegere opbrengstniveau’s maar die werden niet geëvenaard. Het wondermiddel verloor zo al snel heel wat van zijn glorie.

Stevige interne kritiek klonk in de jaren 1920 uit de monden van vooraanstaande experten in de agrochemie:  “We hebben nooit aandacht gehad voor de pH van de bodem”, “We moeten duidelijk maken dat we niet in staat zijn te vertellen hoeveel meststof er moet gebruikt worden”.

Het vertrouwen van boeren in dierlijke mest bleef wel overeind, maar die was nog moeilijker te kwantificeren. Bovendien lag de kennis erover vooral bij boeren en was die vaak non-verbaal en intuïtief en geen voorwerp van wetenschappelijk onderzoek. De argwaan van veel landbouwers blijft ook vandaag groot ten aanzien van het verhaal van allerhande inputverkopers en dienstverleners. Helaas zijn dat vaak de enige erfbetreders, want de overheid trok zich wereldwijd meer en meer terug uit de landbouwvoorlichting.

Terug naar een levende bodem

Naast het voornamelijk winstgedreven onderzoek van de bodem als substraat is er in de loop van de 20^e eeuw in de marge meer aandacht voor bodembiologie gekomen. Een sleutelfiguur daarin was de Engelse plantkundige Albert Howard. Hij onderzocht de landbouwpraktijk, vooral in India en vond inspiratie bij lokale boeren. Die hadden bij hun eigen gewassen nauwelijks last van ziektes, in tegenstelling tot de theeplantages onder Britse leiding. “Landbouwonderzoek is misbruikt, om van de landbouwer niet een betere voedselteler, maar een meer deskundige bandiet te maken.” Howard legde in zijn werk de nadruk op voedselkwaliteit en stelde een evolutie voor naar landbouwpraktijken die we nu kennen als de bio- of agro-ecologische teeltwijze. In de wetenschappelijke onderbouw daarvan speelt de “mycorrhizale associatie” – een grote rol.

Opvallend is dat zowel de vader van de moderne landbouwchemie Justus von Liebig naar het einde van zijn leven toe als de vader van de biolandbouw Albert Howard organische stof terug op het land willen.

Symbionten

Mycorrhiza zijn schimmels. Ze kunnen met bijna alle planten positieve associaties aangaan en zorgen zo voor plantenvoeding. Ze zijn ook cruciaal in de plantenbescherming, stimuleren de fotosynthese en het afweersysteem en helpen de plant in onkruidbeheer, en bij droogte of andere stress. Verschillende mycorrhiza staan ook met elkaar in verbinding: ze kunnen signalen en ook nutriënten doorgeven tussen planten onderling. Mycorrhiza bestaan uit hele fijne schimmeldraden (hyfen) die de bodemstructuur verbeteren doordat ze de aggregaten samen houden. Dat zorgt voor een kruimelige structuur waar iedere boer van droomt. In zo’n bodem is er een vlotte circulatie van lucht en water. Bodems met goede aggregaatstabiliteit nemen veel makkelijker water op en houden dat ook langer vast. De schimmeldraden kun je zien als lange kokers met in de wanden een zeer moeilijk afbreekbaar eiwit dat als een lijm bodemaggregaten samenhoudt: glomaline. Naar schatting zit een derde van de globale bodemkoolstof verscholen in glomaline.

Naast mycorrhiza zijn er nog andere plantsymbionten, zoals Rhizobium-bacteriën of Trichoderma-schimmels die ook de wortels van planten binnendringen en vergelijkbare voordelen bieden aan planten.

Wat symbionten in de plaats krijgen, is eten. Planten scheiden ‘wortelexudaten’ af via hun wortels. Dat zijn onder andere suikers die de plant met zonlicht aanmaakt en als betaalmiddel gebruikt voor diensten uit de onderwereld. Recent onderzoek stelt vast dat wortelexudaten ontzettend veel efficiënter zijn bij de vorming van bodemkoolstof dan plantenresten. Dat de bodem planten voedt, is dus maar een deel van het verhaal; planten voeden evenzeer de bodem.

Foto: zomertarweplant met 37 halmen en sterk ontwikkelde wortels

In de ban

Waarom kunstmest vermijden? Sinds von Liebig hebben we een beter inzicht in de nadelen ervan. Recent onderzoek toonde aan dat een minerale NPK-bemesting in bodems in China een verschuiving veroorzaakte in schimmelpopulaties waarbij ziekteveroorzakende schimmels toenamen en symbiotische mycorrhiza afnamen. Van wateroplosbare fosfaat is al lang geweten dat die mycorrhiza tegenwerkt. De manier waarop planten veredeld worden, met name met hoge kunstmestgift en fungiciden, is eveneens nefast voor de mycorrhizale associatie. Herbiciden zoals glyfosaat hebben ook een nadelig effect.

Ploegen is eveneens schadelijk want de ploeg breekt aggregaten open en vernietigt dus ook de schimmeldraden die de aggregaten samenhouden. In de aggregaten zelf komt zo de minder stabiele organische stof blootliggen en dan kan die oxideren. Vooral de combinatie met snelle stikstofmest op die opengebroken aggregaten maakt dat bacteriën de humus opbranden.

Kunstmest toedienen en ploegen, zware machines inzetten, monocultuur en andere praktijken leiden tot verdichting. In verdichte bodems is er minder zuurstof en zijn er minder poriën en dus meer anaërobe bacteriën die stikstof afbreken tot lachgas, een sterk broeikasgas. Ook zitten de minerale bodembestanddelen er te dicht op elkaar en kunnen ze minder water opnemen en vasthouden. Bij droogte wordt dat fataal.

Foto: Door verdichting dringt het water niet meer in de bodem

Bodembedekking

Naast vermijden van kunstmest, ploegen en dergelijke bodemverstorende praktijken, kunnen een aantal in onbruik geraakte praktijken in ere hersteld worden. Die praktijken stoelen grotendeels op het principe de bodem zo veel mogelijk bedekt te houden, het liefst met levende planten. Dat vraagt een uitgekiende teeltwisseling en mengteelt, ook bij groenbemesters. Meer gevorderd is voortdurende polycultuur met meerjarigen en éénjarigen. Agroforestry of boslandbouw is daar een voorbeeld van. Of pasture cropping: het inzaaien van een éénjarige teelt in een meerjarige grasteelt.

Rol van Dieren

Dat in het bodemleven heel wat organismen een rol spelen, spreekt voor zich. Regenwormen zijn het meest zichtbare voorbeeld daarvan. Kunnen dieren ook ingezet worden om het bodemleven te bevorderen? Herkauwers bijvoorbeeld. Bij adaptief roterend begrazen is een sterk verhoogde aanwezigheid vastgesteld van bacteriën en vooral schimmels, die we over het algemeen te weinig hebben in onze bodems. Zulke techniek – die in feite het nabootsen is van het natuurlijke migratiegedrag van kuddes herkauwers – heeft nog meer voordelen: betere waterhuishouding, betere fysische, chemische en biologische bodemkwaliteit, hogere productiviteit, minder emissies en meer koolstofopslag. We spreken dan ook van ‘regeneratief begrazen’, herstel van een gezonde bodem, met een meer veerkrachtig systeem als gevolg, dat beter weerbaar is tegen schokken.

Bodem als maag voor planten

Een denkspoor om een dode bodem weer tot leven te brengen is een variante te bedenken op de inplanting van darmflora in de geneeskunde om de spijsvertering te activeren. Er is daarbij trouwens meer aan de hand dan die ene functie te herstellen. De spijsvertering heeft relaties met stofwisseling, immuunsysteem, spierfuncties en zelfs emoties en andere psychische fenomenen. En daarin spelen micro-organismen een cruciale rol. Wetenschappers trekken een parallel: we kunnen ook de bodem bekijken als een maag voor planten. Ook daar doen micro-organismen hetzelfde: symbiosen ontwikkelen. Alleen zijn de micro-organismen in de mens zich nog maar enkele honderden duizend jaren aan het ontwikkelen, terwijl het bodem-plant systeem al miljoenen jaren evolutie achter zich heeft. Pioniers proberen de natuurlijke intelligentie uit al die ettelijke jaren onderzoek en ontwikkeling aan te wenden door te werken met schimmeldominante compost, waar ze dan plant- of zaaigoed mee kunnen inenten.

Foto: Bouwen van een low-cost schimmeldominante compostreactor

Koolstofverzadiging?

Is er een punt waarop er geen bijkomende koolstof meer vastgelegd wordt in de bodem? Het IPCC gaat daarvan uit. Maar ecologen die met veehouders samenwerken trekken die veronderstelling in twijfel. Iedereen verwijst naar de langetermijn proeven in Rothamsted. Maar daar werden op een bepaald ogenblik de grazers uit het systeem gehaald. In de plaats kwam maaibeheer, met als argument de nutriëntenkringloop toch te sluiten. En toen stopte het systeem met koolstof vast te leggen. Ecologen merken op dat met de grazende schapen, ook de mestkevers verdwenen en een heleboel verwante soorten. Met andere woorden: verminder de biodiversiteit en je verliest ecosysteemdiensten … zoals koolstofopslag. De meest vruchtbare bodems ter wereld zitten metersdiep vol met organische stof: zij ontstonden tijdens de co-evolutie van grazers en gras.

Regeneratieve landbouw

Regeneratief boeren houdt in dat we onze ingreep in de bodem los laten door kunstmest, pesticiden, ploegen en andere achterwege te laten en dat we met diverse en permanente bodembedekkende polycultuur, inschakelen van grazers, enz. de bodem laten ontwikkelen als een systeem van elkaar versterkende organische processen.

Het resultaat kan niet uitblijven: meer organische stof, meer porositeit, betere nutriëntenvoorziening voor planten, meer waterhoudend vermogen, minder broeikasemissies en meer koolstofopslag.

Bodems regenereren en ecosysteemfuncties herstellen vergt tijd, stellen wetenschappers steevast. Ze doen dat vanuit hun kennis van gangbare landbouw, niet vanuit de combinatie van vernieuwde praktijken. Landbouwers die de omslag wagen, hebben veeleer de ervaring van een eenparig versnellende beweging. In België is pionier Jos Van Reeth van het Land van Ny met regeneratief boeren in staat gebleken mooie opbrengsten te halen en zeer hoge organische stofgehaltes. Op minder dan 30 jaar tijd steeg de organische koolstof van 2% tot intussen meer dan 17% op sommige percelen.

Gezonde bodems, gezonde Voeding

Leidt een gezonde bodem ook tot gezondere voeding voor mensen? Jarenlang hebben wetenschappers onderzocht of er een verschil bestaat in inhoudsstoffen tussen biologisch en gangbaar geteeld voedsel. Maar belangrijker nog dan of voedsel al dan niet een biolabel draagt, is welke praktijken werden gebruikt bij het telen. Dat wordt nu meer en meer aangetoond: beroep doen op technieken als ploegen, of kunstmest gebruiken leidt tot verlies van voedingswaarde, vooral van mineralen en gezondheidsbevorderende stoffen. Dus planten die goed verankerd zitten in een welig tierend bodemleven bevatten een groter aantal gezondheidsbevorderende stoffen dan planten die minder innig met het bodemleven verbonden zijn. Voor dierlijke producten is ook een verschil aangetoond in gehaltes gezondheidsbevorderende stoffen in melk en vlees. Die waren hoger bij dieren die op een biodivers grasland kunnen grazen vergeleken met dieren die meer krachtvoer en granen in het rantsoen kregen. Bovendien brengen gezonde bodems planten voort die geen of minder nood hebben aan allerhande pesticiden, die op ons als mens (of op onze darmflora) een schadelijke invloed kunnen hebben. Kiezen voor gezond voedsel gaat dus gelukkig samen met klimaatafkoeling.

Wil je meer verdieping, met verwijzingen naar de bronnen die hier vermeld worden? Download hier het bodemdossier (.pdf)