Een bodem is een ingenieus samenspel van minerale deeltjes, organisch materiaal, water, lucht en een bruisend bodemleven. We duiken samen met Heleen Deroo, bio-ingenieur en bodemonderzoekster aan het Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek, de grond in.
Als je in je tuin een stuk aarde uit de grond haalt, wat heb je dan eigenlijk in je handen? Welke “ingrediënten” zitten er in dat stukje grond in je hand?
Heleen Deroo: ‘De bodem bestaat uit vijf hoofdingrediënten. Het belangrijkste bestanddeel, ongeveer de helft, zijn minerale deeltjes zoals zand of klei. Ongeveer twee procent is organisch materiaal. Dit omvat afgebroken resten van planten, zoals afgevallen bladeren, dieren en micro-organismen, maar ook dode organismen. De bodem zit ook vol met levende organismen zoals bacteriën, schimmels, wormen en insecten. Naast die drie vaste bestanddelen bevat een bodem ook heel veel holtes en poriën die gevuld zijn met lucht of water. De holtes ontstaan vooral door de activiteiten van vooral het bodemleven. Regenwormen bijvoorbeeld beschouwen we als de ingenieurs van de bodem. Zij zijn voor een groot stuk verantwoordelijk voor de architectuur van de poriën in de bodem. Alle bestanddelen zijn noodzakelijk voor een gezonde bodem.’
Welke “ingrediënten” kunnen we niet met het blote oog opmerken? Wat kan je nog ontdekken met behulp van een microscoop of andere toestellen?
’Als je met een microscoop op een bodemstaal inzoomt, dan zal je op elk niveau andere zaken zien. En hoe meer je inzoomt, hoe meer je zal zien. Zanddeeltjes zijn behoorlijk groot, meer dan 50 micrometer. En dan heb je kleinere deeltjes, zoals leemdeeltjes, die ongeveer twee tot vijftig micrometer groot zijn. De kleideeltjes zijn de allerkleinste minerale deeltjes. Daarnaast kan je ook een heel divers bodemleven waarnemen. Regenwormen zijn nog goed zichtbaar, nog kleiner zijn mijten, springstaarten en nematoden (of aaltjes). En op het allerkleinste levende niveau heb je dan de bacteriën, virussen, schimmels en eencellige micro-organismen (archaea).’
Hoeveel leven zit er in een handje aarde?
‘Ik ken het cijfer voor een theelepel aarde. Daarin leven tot één miljard bacteriën en schimmeldraden die enkele meters tot wel een kilometer lang kunnen zijn. Ongeveer zestig procent van alle soorten op aarde leeft trouwens deels of helemaal in de bodem.’
Kennen we alle leven in onze bodem of valt er nog zeer veel te ontdekken?
‘Er valt nog gigantisch veel te ontdekken. Wetenschappers konden lange tijd niet in detail in de bodem kijken, want daarvoor moesten ze wachten op microscopen en technieken. Er is daarom nog steeds een inhaalbeweging bezig. Het bodemleven zit ook letterlijk verstopt onder de grond, waardoor het minder voor de hand ligt om het te bestuderen.’
'Er bestaan vandaag natuurlijk ook veel meer technieken die toelaten om al die bodembewoners in beeld te brengen, zoals DNA-analyse en gesofisticeerde microscopen, waardoor we nu meer en meer ontdekken.’
Als ik een handje aarde uit mijn tuin haal, dan zal dat zwart zijn, maar in een andere regio kan het even goed bruin, wit of geel zijn. Vanwaar komen die kleurverschillen?
‘Hoe donkerder, hoe meer organische stof, en dus ook hoe vruchtbaarder de grond is. De aanwezigheid van ijzerdeeltjes kan de grond een bruine of rode kleur geven. Als er ook veel water in de bodem is, gaan die ijzerdeeltjes de grond grijsachtig of zelfs blauwachtig kleuren. Als alle organische materiaal uit de bodem weggespoeld wordt, dan blijven er uiteindelijk enkel kwarts- of zanddeeltjes over en kleurt de bodem witgrijs. Een natte bodem is ook altijd donkerder dan een droge. Bodemwetenschappers gebruiken trouwens een kleurenkaart om een cijfer op de bodemkleur te plakken. Op basis daarvan kunnen we een inschatting maken van de eigenschappen van een bodem om vervolgens de haalbaarheid van bepaalde toepassingen in te schatten.
Hoe oud is de aarde in onze tuinen?
‘De leeftijd van een bodem kan je op verschillende manieren interpreteren, en is ook afhankelijk van de locatie, maar de mineralen in de bodem van je tuin komen oorspronkelijk uit gesteenten die miljoenen tot miljarden jaren oud zijn. De zand- en leemdeeltjes die we in België tegenkomen, zijn tijdens de laatste ijstijd afgezet, dus enkele tienduizenden jaren geleden.'
Als je met een grondboor een staal zou kunnen nemen van tientallen, honderden of misschien wel duizenden meter diep, wat zou je dan op elk niveau tegenkomen?
‘Helemaal bovenaan heb je soms, vooral in een bos, de zogenaamde strooisellaag. Die bestaat vooral uit afgevallen bladeren. Daaronder bevindt zich de donkerste en de meest vruchtbare laag van de grond. Bodemwetenschappers noemen die toplaag het A-horizont. Daaronder heb je soms een uitlogingshorizont, een blekere laag waaruit alle klei- en andere deeltjes door insijpelend regenwater zijn uitgespoeld. Diezelfde deeltjes kunnen nog iets dieper, in het B-horizont, terug vast komen te zitten omdat de bodemeigenschappen daar verschillen. Die laag is daardoor weer donkerder. En daaronder bevindt zich dan de overgang naar rots, het C-horizont. Nog dieper komen we uit op rotsen, het domein van geologen. De bodem zelf kan variëren tussen enkele centimeters of meerdere meters diep. Het rotsgedeelte kan tientallen kilometers dik zijn.’
Wat bepaalt de vruchtbaarheid van een bodem?
‘De vruchtbaarheid van een bodem wordt bepaald door een samenspel van fysische en chemische eigenschappen. Op chemisch vlak gaat het over de voedingsstoffen die in de bodem zitten, zoals mineralen, stikstof, fosfor, kalium en sporenelementen. Ook de zuurtegraad speelt een grote rol. Als een bodem te zuur is of net te basisch is, dan zijn die voedingsstoffen minder beschikbaar voor planten en is ook het nuttige bodemleven minder actief.’
‘Uiteraard is ook het organisch materiaal noodzakelijk. Dat verbetert de bodemstructuur, houdt water vast en bevat essentiële voedingsstoffen voor planten. Tenminste, als er voldoende bodemorganismen (zoals bacteriën en schimmels) in de buurt zijn die het organisch materiaal afbreken en de voedingsstoffen op die manier beschikbaar maken voor planten.’
‘Ook de fysische eigenschappen, de bodemstructuur, bepaalt de vruchtbaarheid. Een goede bodemstructuur zorgt voor optimale water- en luchthuishouding, essentieel voor wortelgroei. Zogenaamde aggregaten, bodemdeeltjes die samenklonteren, verbeteren de structuur en doorlaatbaarheid van water en lucht.’
‘Het bodemleven is cruciaal in dit verhaal. Het bodemleven verwerkt het organisch materiaal en maakt de voedingsstoffen beschikbaar voor planten. En een bodem met een rijk bodemleven, is weerbaarder tegen ziektes en plagen, omdat er een grotere kans is dat er een organisme in de bodem leeft dat die kwalen kan verdringen.’
Hoe ontstaat een vruchtbare bodem?
Een natuurlijk ecosysteem houdt zichzelf in de hand, omdat de koolstofkringloop gesloten is. Simpel verwoord: bladeren vallen van de bomen en worden op en in de bodem door het bodemleven verwerkt tot voedingsstoffen waarmee de boom kan groeien en nieuwe bladeren aanmaken. Dat is anders in een systeem waarin de mens een rol speelt. Op een akker of in een tuin breken we meestal de koolstofkringloop door een deel van wat er groeit te oogsten en weg te nemen. In zo’n systeem moeten we zelf organische stof toevoegen, stalmest of compost bijvoorbeeld.’
Klopt het dat regenwormen een goede indicator zijn voor de vruchtbaarheid van een bodem? Hoe meer regenwormen, hoe beter?
‘Ja, in het algemeen zou ik zeggen dat dat klopt. De aanwezigheid van regenwormen toont aan dat er een rijk bodemleven is, en dat de condities in de bodem op zijn minst behoorlijk goed zijn. De regenworm is niet de enige indicator. Ook andere zichtbare bodemdieren, zoals pissebedden of springstaarten, wijzen meestal op een gezond ondergronds voedselweb, en dus een vruchtbare bodem.’
Zijn er nog manieren om de kwaliteit van een bodem te meten?
‘De kleur verraadt veel: donkerder betekent meer organische stof en dus een vruchtbaardere bodem. Een korrelige structuur wijst ook meestal op veel organische stof. Nog een bekende test: neem een stuk vochtige grond in je hand en probeer er een worstje mee te draaien. Als dat lukt, dan heb je waarschijnlijk een leembodem. Als je het worstje verder kunt boetseren tot een cirkelvorm, dan heb je waarschijnlijk met een kleibodem te maken. Een leembodem is ideaal, terwijl een kleibodem het water te goed vasthoudt.’
‘Je kan ook een staal van je bodem laten onderzoeken door een bodemlab. Zij beoordelen de bodem dan bijvoorbeeld op organisch stofgehalte, nutriëntengehalte, zuurtegraad en textuur.’
Als we onze tuin aanleggen of groenten willen kweken, dan is de reflex vaak: we moeten de bodem vruchtbaar maken, dus we strooien mest. Is dat altijd de beste aanpak?
‘Mest kan zeker helpen, maar het type mest is belangrijk. Voor de lange termijn zijn organische meststoffen, zoals plantenresten en dierlijke mest, veel duurzamer dan kunstmest. Ze verbeteren de bodemstructuur en voeden het bodemleven, waardoor de vruchtbaarheid op lange termijn behouden blijft. Kunstmest bevat voedingsstoffen die direct beschikbaar zijn voor planten, maar bij overmatig gebruik kan kunstmest de bodem verzuren en het bodemleven lui maken. Bovendien is de productie van kunstmest erg belastend voor het milieu.’
‘Een gezonde bodem vraagt ook meer dan mest alleen. Het is bijvoorbeeld cruciaal om de bodem bedekt te houden. Dit voorkomt uitdroging, houdt de temperatuur stabiel en beschermt de grond tegen erosie. Laat bijvoorbeeld in de herfst bladeren liggen, of gebruik grasmaaisel, takjes of houtsnippers als natuurlijke bedekking. Dit helpt om de structuur en vruchtbaarheid van de bodem te behouden.’
‘Je kan in het najaar ook groenbemesters zaaien in je moestuin. Dit zijn planten zoals mosterd, zonnebloemen of klaver. Ze bedekken de bodem, waardoor de grond niet uitdroogt of wegspoelt en voedingsstoffen beter in de bodem vastgehouden worden. Vlinderbloemige groenbemesters hebben nog een extra voordeel: ze zetten stikstof uit de lucht om in vormen die planten kunnen opnemen, zoals nitraat en ammonium. Zo verbeteren ze de bodemkwaliteit tussen de teeltseizoenen door.’
‘Soms heeft een bodem specifieke zorg nodig. Een zure bodem kun je bijvoorbeeld verbeteren door kalk toe te voegen. Bij een compacte bodem in je tuin helpt het om deze te beluchten of voorzichtig te spitten, zodat er meer lucht en water in de bodem kan dringen.’
Bemesten is zinvol, overbemesten is dat allesbehalve. We kampen met een stikstofprobleem. Kan je nog eens kort schetsen wat nu het probleem is?
‘In Noordwest-Europa wonen we met veel mensen op een kleine oppervlakte, met een sterk versnipperd landschap waarin boerderijen, fabrieken en autosnelwegen dicht bij natuurgebieden liggen. Menselijke activiteiten zoals landbouw, industrie en verkeer brengen reactieve stikstof in de lucht. Deze stikstof, in de vorm van ammoniak en NOx (stikstofoxiden), komt uiteindelijk via regen of als stofdeeltjes in de bodem terecht. Voor landbouwgrond is dat gunstig, omdat deze reactieve stikstof planten helpt om sneller te groeien. In natuurgebieden is er wel een probleem: daar willen natuurbeheerders vaak dat de bodem arm blijft om kwetsbare plantensoorten te beschermen. Te veel stikstof maakt de bodem vruchtbaarder, waardoor soorten die goed gedijen in voedselrijke omstandigheden domineren. Planten die afhankelijk zijn van voedselarme bodems krijgen minder kans, met een afname van biodiversiteit tot gevolg.’
Kunnen planten groeien zonder bodem?
‘Ja, sommige planten kunnen groeien zonder bodem. In de natuur vind je bijvoorbeeld epifyten, zoals orchideeën. Deze planten groeien op andere planten en halen hun water en voedingsstoffen daaruit, in plaats van uit de bodem. Planten hebben voedingsstoffen en water nodig, dat is eigenlijk het belangrijkste criterium, maar dat moet niet per se uit de bodem komen. Daarnaast zijn er luchtplanten, zoals Tillandsia. Deze hebben speciale schubben op hun bladeren waarmee ze voedingsstoffen en vocht direct uit de lucht opnemen. Ze hebben geen grond nodig om te overleven.’
‘Ook in gecontroleerde omgevingen kunnen planten zonder bodem groeien. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij indoor farming of hydrocultuur. Hierbij krijgen de wortels van planten precies de juiste hoeveelheid water en voedingsstoffen toegediend, zonder dat aarde nodig is. Hoewel dit veel energie vraagt, biedt het ook voordelen: je hebt minder ruimte nodig en je kunt heel nauwkeurig controleren wat de planten ontvangen.’
Hoe halen planten voedingsstoffen uit de bodem?
’Planten halen hun voedingsstoffen uit de bodem via hun wortels, specifiek via de wortelhaartjes. Deze wortelhaartjes bevatten speciale eiwitten die vocht en voedingsstoffen opnemen en door de plant transporteren. Vaak krijgen planten hierbij hulp van schimmels, zoals mycorrhiza-schimmels. Deze schimmels vormen lange draden waarmee ze water en voedingsstoffen uit de bodem opnemen en doorgeven aan de plant. In ruil daarvoor levert de plant suikers aan de schimmels, die deze nodig hebben als brandstof voor hun metabolisme. Dit is een symbiotische samenwerking, een soort ondergronds netwerk waarlangs voedingsstoffen worden uitgewisseld.’
Planten moeten ook drinken. De laatste jaren kampen we vaak met langdurige droogte of zware regenval. Hoe uiten die extremen zich in de bodem?
‘In zandbodems zal droogte sneller toeslaan, terwijl klei- of leembodems meer water kunnen vasthouden. Langdurige droogte is niet enkel een probleem voor planten, maar ook voor de bodem.De vruchtbaarste toplaag van de bodem kan wegwaaien en micro-organismen worden minder actief.'
‘Aan de andere kant brengt extreme regenval ook risico’s met zich mee. Als de bodem te nat wordt, kunnen wortels afsterven door een gebrek aan zuurstof, en ontstaat wortelrot. Ook de meeste bodemorganismen functioneren minder goed in verzadigde grond.’
Hoe wapenen we de bodem tegen extreme weersomstandigheden?
‘Om bodems beter bestand te maken tegen extremen is het belangrijk om het organische stofgehalte te verhogen. Organische stoffen kunnen vocht vasthouden, waardoor de bodem minder snel uitdroogt en meer water kan bufferen bij regen. Daarnaast helpt het om bodems niet af te dekken met beton en bodemverdichting door zware machines te vermijden.’
‘De bodem speelt ook een cruciale rol in de strijd tegen klimaatverandering. Organische stof in de bodem bevat koolstof, een belangrijke schakel in de koolstofkringloop. Door meer organisch materiaal toe te voegen, zoals plantenresten of houtsnippers, blijft het koolstofgehalte van je bodem op peil of kan de bodem zelfs meer koolstof opslaan. In dat geval verdwijnt er netto CO2 in de lucht.’
Wat kunnen we zelf doen om de bodem te helpen?
‘In je eigen tuin: laat bladeren en takken liggen, voeg organisch materiaal zoals houtsnippers toe, zorg voor variatie in je plantensoorten en hou de bodem bedekt om uitdroging en erosie te voorkomen. Beperk bemesting tot wat echt nodig is, zodat er minder voedingsstoffen uitspoelen naar het grondwater. En daarnaast: zorg voor een schone leefomgeving door afval te recycleren, vervuiling te beperken en vervallen geneesmiddelen correct in te leveren.’
