Acht mythes rondom organische stof

Organische stof is een cruciaal element voor een goed functionerende bodem en daarmee voor een goede gewasgroei als ook een levendige boerensloot. Het speelt een rol bij de beschikbaarheid van nutriënten en water, de vastlegging van koolstof in de bodem, bij de vorming van structuur en bij de weerbaarheid van de bodem tegen ziekten en plagen. Over de cruciale rol van organische stof is in het hele werkveld van agronomen, bodemkundigen, hydrologen en klimatologen geen discussie.

Om een of andere reden heeft echter het idee postgevat bij allerlei onderzoekers, adviseurs als ook de boeren zelf dat we in Nederland een probleem hebben met organische stof. We mogen namelijk minder aanvoeren via dierlijke mest en compost, en we ervaren problemen met bodemstructuur en bodemziektes. Dit leidt in de praktijk zelfs tot boute stellingnames als “de bodemvruchtbaarheid holt achteruit” waarbij veelal met een verwijtende blik wordt verwezen naar de intensieve landbouw, en het gebruik van kunstmest en emissiearme toedieningstechnieken.

Zelfs in de Tweede Kamer klinken opmerkingen als “het huidig mestbeleid verschraalt onze landbouwgrond en moet een halt worden toegeroepen”. Vanuit deze invalshoek wordt er vervolgens een sterk pleidooi gevoerd voor de aanvoer van meer organische stof. Om zo het gehalte in de bodem te verhogen. Want meer is toch altijd beter? Nee, dat is het niet. Meer organische stof in de bodem is helemaal niet altijd beter. En het is voor de meeste landbouwbodems in ons land ook helemaal niet nodig om deze te verhogen. Hieronder een kort overzicht van de meest bekende misvattingen rondom organische stof voor de Nederlandse situatie.

Mythe 1. Meer organische stof verhoogt de gewasopbrengst

In 2017 kwam er een rapport uit die op basis van literatuurgegevens aangaf dat een lichte toename van organische stof tot aanzienlijke hogere opbrengsten kan leiden. Het leidde tot veel aandacht in de vakbladen. Bij bieten en aardappels (onze belangrijkste gewassen) zou namelijk een opbrengststijging van 10% mogelijk zijn. Dat deze conclusie is afgeleid van buitenlandse proeven op superarme gronden met heel weinig organische stof, bodems die in Nederland niet voorkomen, deed even niet ter zake. De toon was gezet.

Een recente wereldwijde meta-analyse van Oldfield et al. (2019) laat echter zien dat dit effect in de meeste langjarige proeven niet zichtbaar is en alleen optreedt als de hoeveelheid koolstof in de bodem lager is dan 1,5 tot 2%. Boven de 3 á 4% organische stof heeft het verhogen van het OS-gehalte dus geen meerwaarde. In Nederland heeft 75% van alle bouwland percelen een OS-gehalte hoger dan 3,2% (NMI-database). Voor graslanden ligt het OS-gehalte zelfs substantieel hoger.

Langjarige proeven met gras en mais in Gortel waar meer dan 10 jaar enorme hoeveelheden stalmest (tot 200 ton / ha) zijn toegediend (Prins & Brak, 1977), laten zien dat het effect van de (extra) organische stof vooral zichtbaar wordt in een hogere N-levering. Dus het is de extra stikstof die zorgt voor een eventuele verhoging van de gewasopbrengst en niet zozeer de organische stof (Heijbeek, 2017). Een analyse van langjarige proefgegevens in Duitsland door Körschens et al. (2005) laat zien dat voor een optimale gewasopbrengst een organische stofgehalte van 1,5 á 2% voldoende is. Een jaarlijkse gift van 20 tot 35 ton drijfmest (of vergelijkbare stalmest) bleek voldoende om het bodemleven op peil te houden.

Vergelijkbare resultaten zijn zichtbaar in het SANS-project 1993-1995 waarbij het N-leverend vermogen van percelen drastisch daalde op het moment dat de aanvoer van dierlijke mest werd stopgezet (Ros, 2019). De conclusie hier is dus: het is niet de hoeveelheid van organische stof die belangrijk is voor gewasopbrengst en bodemkwaliteit, maar de aanvoer van stikstof uit de bodem en de verse toegediende organische stof.

Mythe 2. Meer organische stof is goed voor het klimaat

Meer organisch stof in de bodem betekent ook minder CO2 in de atmosfeer. Zowel vanuit het oogpunt van adaptatie als mitigatie klinken er daarom allerlei wensen om het OS-gehalte van de bodem te verhogen. In vergelijking met het verbranden van koolstof is dat correct. In de realiteit betekent een hoger OS-gehalte van de bodem ook automatisch een hogere CO2-productie vanuit dezelfde bodem. Het verhogen van het OS-gehalte in de bodem vereist daarom in toenemende mate grotere hoeveelheden vers organisch materiaal, en vergroot daarmee ook de risico’s op nutriëntenuitspoeling, lachgasvorming en het verspreiden van contaminanten en pathogenen (TCB, 2016).

Vanuit het oogpunt van koolstofvastlegging voor klimaat lijkt een strategie gericht op behoud van reeds vastgelegde organisch gebonden koolstof haalbaarder. Een goed doordacht bouwplan, waarmee 50 á 60% van de OS-afbraak kan worden gecompenseerd, is daarbij relevanter dan de inzet van allerlei ‘nieuwe’ organische reststromen. Recente discussies in wetenschappelijke publicaties laten zien dat de potentie om koolstof vast te leggen samenhangt met de hoeveelheid stikstof in de bodem (de Vries et al., 2019). Het grootste effect van C-opslag in de bodem is dan ook te bereiken in bodems die relatief arm zijn in stikstof en fosfaat, een situatie die zeldzaam is in Nederland.

Mythe 3. Meer organische stof houdt veel water vast

Organische stof zou een indrukwekkend effect hebben op de waterberging van een perceel. Bij een toename van 1% organische stof zou een zandgrond tot 6,8 mm meer water kunnen bergen. Voor een kleigrond zou dat oplopen tot bijna 10 mm meer water. In de praktijk betekent dit dat beregening een paar weken uitgesteld kan worden bij droogte. De onderliggende proefgegevens tussen beschikbaar vocht en het OS-gehalte zijn vrijwel altijd verzameld op verschillende locaties waardoor het niet mogelijk is om vast te stellen dat het organische stofgehalte de oorzaak is voor de veranderingen in beschikbaar vocht (Groenendijk et al., 2017). Dit is een klassiek voorbeeld waarbij het begrip correlatie wordt verward met causaliteit.

Een recente meta-analyse van Minasny & Mcbratney (2018) op basis van meer dan 50.000 bodemanalyses laat echter zien dat de hoeveelheid plant-beschikbaar water met maximaal 0,6 mm (per 10 cm) toeneemt bij een stijging van 1% organische stof. En dit effect is vooral waarneembaar op zandgronden met een OS-gehalte kleiner dan 2%. De maximale hoeveelheid extra waterberging neemt met maximaal 4 mm toe. In de praktijk blijkt dit effect veelal nog kleiner te zijn (Groenendijk et al., 2017). De toegevoegde waarde van organische stof voor de waterbeschikbaarheid en waterberging op Nederlandse landbouwpercelen is daarmee minimaal.

Mythe 4. Meer organische stof maakt bodems minder gevoelig voor verstuiving

De lichte gronden in Nederland zijn in het algemeen gevoelig voor verstuiven wanneer hun oppervlak onbedekt ligt en de weersomstandigheden er gunstig voor zijn. Dit treedt vooral op in de Veenkoloniën en de bollenstreek. De aanvoer van vers organisch materiaal helpt om het risico op verstuiving te verkleinen. Deze observatie klopt, al is dit niet primair gerelateerd aan de hoogte van het OS-gehalte. De zeldzame proefgegevens die hierover beschikbaar zijn (Spek, 1950) laten zien dat het OS-gehalte een heel klein effect heeft, en dan vooral als er minder dan 2,5% organische stof aanwezig is. Ook hier, de meeste percelen binnen Nederland voldoen niet aan dit criterium.

Mythe 5. Meer organische stof verhoogt sterk de infiltratie

Het effect van een hoger OS-gehalte is dat door een intensiever bodemleven de infiltratiesnelheid toeneemt, waardoor hevige regenbuiten beter gebufferd kunnen worden in de bodem, het risico op afspoeling verkleint en de beworteling wordt gestimuleerd. De onderliggende aanname hier is dat de hoeveelheid vers organische stof beperkend is voor de activiteit van het bodemleven. Gegeven de huidige bemestingspraktijk binnen Nederland waag ik het om deze aanname te betwijfelen. Proefgegevens uit de literatuur laten daarnaast zien dat dit effect vooral zichtbaar is op zandrijke percelen met minder dan 2% organische stof. En de meeste percelen in Nederland voldoen vooralsnog niet aan dit criterium.

Mythe 6. Meer mest of bewerkt maaisel is nodig om afbraak te compenseren

De afbraaksnelheid van organische stof in de bodem varieert tussen 1 tot 5% per jaar en hangt af van de hoeveelheid en kwaliteit van de organische stof, de grondsoort, de ontwateringstoestand van het perceel en de pH. Intensief landgebruik kan leiden tot verhoogde afbraak van organische stof omdat er te weinig wordt aangevoerd, de aangevoerde organische stof makkelijk afbreekbaar is en frequente bodembewerking de afbraak stimuleert. Desondanks blijft het organische stofgehalte in vrijwel alle Nederlandse landbouwpercelen op peil (Reijneveld, 2009; Tol-Leenders, 2019). Niet omdat er nu zoveel mest wordt aangevoerd (want de mestgiften zijn vanaf de jaren ’80 alleen maar gedaald), maar omdat er met goed bodembeheer en een goed doordacht bouwplan door boeren gestuurd wordt op een goede bodemkwaliteit.

De sleutel voor een het op peil houden van het OS-gehalte ligt dus niet primair in de aanvoer van compost, bokashi, bermmaaisel of mest, maar in bodembeheer en gewasrotatie. Uiteraard speelt de kwaliteit van de aangevoerde mest wel een rol: de aanvoer van stabiele organische stof is veel groter via compost dan via bokashi of vers organisch materiaal.

Mythe 7. Meer organische stof houdt nutriënten vast in de bodem

Vergeleken met kunstmest verhoogt het frequent gebruik van organische mest het organische stofgehalte en de N-mineralisatie- en denitrificatiecapaciteit van de bodem. De kwaliteit van organische stof speelt daarbij een grote rol. Micronutriënten zoals ijzer, zink en koper kunnen bijvoorbeeld adsorberen aan het licht negatief geladen oppervlak van organische stof. Zij spoelen daardoor niet uit en blijven beschikbaar voor gewasgroei. Waar organische stof allerlei kationen en metalen kan bufferen en complexeren, is het tegelijk ook een belangrijke bron van stikstof. In het veenweidegebied bijvoorbeeld kan de N-levering vanuit mineralisatie van organische stof oplopen tot 200 á 400 kg N per hectare (Ros & Van Eekeren, 2016). Een verhoging van het OS-gehalte vergroot daarmee dus ook het risico op nitraatuitspoeling.

Deze relatie is niet heel eenduidig, en wordt beïnvloed door allerlei factoren. De wisselwerking tussen type meststof, de hoogte van de N-gift, het N-leverend vermogen van de bodem, de gewasopname gedurende het seizoen, grondsoort en weer bepaalt uiteindelijk hoeveel stikstof door uitspoeling van nitraat en door denitrificatie verloren gaat. De rode draad is wel: hoe meer organische stof, hoe hoger het risico op extra N-uitspoeling (CDM, 2017).

Mythe 8. Organische stof verhogen is simpel

Het is niet eenvoudig om het organische stofgehalte in de bodem te verhogen. In de eerste plaats zit er al een grote hoeveelheid organische stof in de bodem en een verhoging van 1% vraagt om een enorme hoeveelheid aan te voeren organische mest (of compost of maaisel) en dat is binnen de huidige wetgeving onmogelijk. Terecht, omdat met de organische producten ook enorme hoeveelheden stikstof en fosfaat worden opgebracht. In het algemeen geldt dat hoe stabieler de organische stof is in het aangevoerde product, hoe meer het bijdraagt aan het gehalte in de bodem.

Compost en oude stalmest bevatten per ton meer effectieve organische stof dan bermmaaisel, drijfmest of verse gewasresten. Verhogen van het organische stofgehalte (in kleine stapjes), gaat dan ook beter met compost en oude stalmest dan met gewasresten. Om het organische stofgehalte met 1% te verhogen moet je voor de meeste bouwplannen rekening houden met een periode van vijf tot 10 jaar, als het al niet langer duurt. De snelste manier om veel organische stof op te bouwen is het verbouwen van gras.

En toch...

En toch vind ik het fantastisch dat er de laatste jaren zoveel aandacht is gekomen voor organische stof. Omdat we weer kijken naar de bodem. Omdat we zoeken naar oplossingen voor duurzaam bodembeheer. Omdat in de bodem het antwoord ligt voor veel complexe milieukundige uitdagingen.

Literatuur

CDM (2017) Advies Organische stof in de bodem en nitraatuitspoeling. 40 pp.

De Vries et al. (2019) The potential impact of agricultural management measures on global soil carbon sequestration. Abstract for Conference on Food security and climate change: 4 per mille initiative new tangible global challenges for the soil

Körschens et al. (2005) Bilanzierung und Richtwerte organischer Bodensubstanz. Landbauforschung Völkenrode 55, 1-10.

Oldfield et al. (2019) Global meta-analysis of the relationship between soil organic matter and crop yields, SOIL5, 15-32.

Groenendijk et al. (2017) Effecten van verbetering bodemkwaliteit op waterhuishouding en waterkwaliteit; Alterra rapport 2811, 128 pp.

Heijbeek (2017) On the role of soil organic matter for crop production in European arable farming. PhD thesis Wageningen UR, 222 pp.

Minasny & Mcbratney (2018) Limited effect of organic matter on soil available water capacity. European Journal of Soil Science 69, 39-47.

Prins WH & A Brak (1977) Stalmest en N-reactie grasland, Gortel, 1977, IB-verslag B322, 19 pp.

Reijneveld et al. (2009) Soil organic carbon contents of agricultural land in the Netherlands between 1984 and 2004. Geoderma 152, 231–238.

Ros GH & N van Eekeren (2016) Evaluatie NLV-concept op grasland. CBGV-rapport 2. 36pp

Ros (2018) Organische stof. Impact op waterhuishouding. Presentatie Programma Gouden Gronden, Noorderzijlvest, 29 pp.

TCB (2016) Advies Toestand en dynamiek van organische stof in Nederlandse landbouwbodems.

Tol-Leenders et al. (2019) Koolstofvoorraad in de bodem van Nederland (1998 – 2018); CC-NL. Wageningen, Wageningen Environmental Research, Rapport 2974.