Soortenrijke groenbemesters verhogen de koolstof toevoer in de rhizosfeer en de microbiële biomassa in de bodem

Het telen van groenbemesters is de laatste jaren belangrijker geworden en is inmiddels een vast onderdeel van de bemestingsstrategie bij meer dan 40% van de landbouwbedrijven in Duitsland. Groenbemesters dragen bij aan het behouden en verhogen van de productie van agrarische bodems. Ze beschermen tegen bodemerosie, reduceren nutriëntenverliezen en zijn zo een belangrijk hulpmiddel om de nutriëntenkringloop in het agrarische ecosysteem te optimaliseren.

Het Duits onderzoeksproject CATCHY onderzoekt in hoeverre door soortenrijke mengsels de positieve effecten van groenbemesters op de bodemkwaliteit en nutriëntenvoorziening van de volgende teelt kunnen verbeteren. In een artikel dat onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift ‘’Fertility of soils” tonen de onderzoekers aan welke uitwerking de toenemende soortenrijkdom in de teelt van groenbemesters heeft op de koolstofaanvoer in de rhizosfeer en op het microbiële leven in de bodem.

Traditioneel worden bij groenbemesters monoculturen ingezaaid. Sinds de invoering van ‘’vergroening” stijgt het gebruik van mengsels. Voordeel van deze soortenrijke mengsels is niet alleen een hogere soortenrijkdom in het agrarische landschap maar vooral dat verschillende functionele planteneigenschappen beter kunnen worden benut. Vlinderbloemigen bijvoorbeeld dragen door interactie met bodembacteriën bij aan de stikstofvoorziening in de bodem, terwijl planten zoals facelia en grassen via symbiose met mycorrhiza fosforbronnen kunnen ontsluiten. Een passende combinatie van verschillende plantensoorten in groenbemestermengsels dient meerdere doelen en leidt tot een betere prestatie van het ecosysteem.

Werking op de bodem

Een belangrijk voordeel van soortenrijke groenbemestermengsels ligt in hun invloed op de rhizosfeer. De laatste onderzoeksgegevens tonen dat mengsels meer wortelbiomassa leveren als monoculturen. Dit wordt toegedicht aan de concurrentieverhouding en de wisselwerking tussen soorten en wortelsystemen. Maar welke invloed diverse groenbemesters hebben op de nutriënten kringloop tussen atmosfeer-plant-bodem en het bodemleven werd tot nu niet onderzocht.

In een veldproef onderzochten wetenschappers hoe verschillende groenbemesters, koolstof (C) uit de fotosynthese naar het wortelgebied transporteren. Daarvoor zijn in het veld kassen opgesteld met een kunstmatige atmosfeer met CO2 waaraan het stabiele isotoop ¹³C is toegevoegd. Omdat deze ¹³C in de omgeving nauwelijks voorkomt geeft deze een goed beeld van het transport van C in de plant. Hierbij werden 4 varianten onderzocht: braak, gele mosterd, Mix 4 (mengsel van 4 componenten) en Mix 12 (mengsel van 12 componenten). Aangetoond werd dat de CO2 opname van Mix 4 2x zo hoog was en bij Mix 12 3x zo hoog was als bij gele mosterd. Deze hogere koolstofopname leidt tot een hogere productie van fotosynthese assimilaten (energierijke C-verbindingen uit de fotosynthese) en transport naar de wortelruimte. Deze meest eenvoudige suiker verbindingen worden echter niet alleen als energieopslag in de wortel gebruikt. In de wortelruimte (rhizosfeer) scheiden planten deze veranderde assimilaten weer uit als wortelexudaten. Met deze voeding manipuleren planten de voedingstoestand en de microbiële gemeenschap in de rhizosfeer. Het grotere C-transport van mengsels naar de rhizosfeer stimuleert ook de groei en activiteit van de bodemorganismen. De gezamenlijke biomassa in de bouwvoor nam bij alle groenbemesters duidelijk toe t.o.v. braak. Het grootste effect was bij Mix 12. Vooral de biomassa van schimmels en Actinobacteriën profiteerden van de hogere C-aanvoer in de rhizosfeer. Deze beide groepen zijn belangrijke partners bij het ontsluiten van plant toegankelijke nutriënten in de bodem en bij de bouw van de bodemstructuur. In totaal werden langere verblijftijden van koolstof gemeten, vooral in diepere bodemlagen.

Samenvatting

Het onderzoek toont aan dat soortenrijke mengsels de C-stroom tussen atmosfeer-plant-bodem optimaliseren. Vooral meer fotosynthese-actief bladoppervlak is positief voor de C-stroom naar de rhizosfeer. Het bodemleven profiteert van de hogere koolstof aanvoer van mengsels door méér biomassa te vormen ten opzichte van een monocultuur. Dat komt waarschijnlijk door een andere hoeveelheid en samenstelling van wortelexudaten bij verschillende plantensoorten. Deze beïnvloeden ook de verschillende micro-organisme groepen in de rhizosfeer. De resultaten van deze proef vormen een belangrijke basis voor het samenstellen van groenbemestermengsels in de toekomst. Goed samengestelde mengsels ondersteunen een doelgerichte bodemverbetering en vervullen veel functies. Zo kunnen ze het totale rendement van de ecosysteemdienst verbeteren.