Het begrijpen van de twee kanten van organische stof in de bodem kan ons helpen de gezondheid van de bodem te verbeteren

Dit verhaal komt van Anne Manning van de Colorado State University. Het is nuttig voor onze gemeenschap omdat het ons een beter begrip geeft van wat er gaande is in de grond onder onze voeten terwijl we werken aan het verbeteren van de bodemgezondheid. Het blijkt dat er twee verschillende soorten organisch materiaal in de bodem zijn:een die door het systeem beweegt en een die meer permanent is. In combinatie met ons recente artikel over de ontdekking van hoe we koolstof in de bodem kunnen houden, kunnen we zien dat we heel belangrijk werk doen als we erin slagen te grazen om voor diversiteit te zorgen!

Bodemorganische stof - gemaakt van ontbindend plantaardig, dierlijk en microbieel weefsel - is wat een gezonde, levendige bodem onderscheidt van gewoon vuil. Organische stof in de bodem vormt ongeveer 3% van de productieve landbouwbodems en is een effectieve "koolstofput" die de koolstofdioxideplanten uit de atmosfeer kan opslaan. Het gebruik van bodems als enorme koolstofputten wordt beschouwd als een belangrijke strategie voor het verbeteren van de bodemgezondheid en het bestrijden van klimaatverandering.

Het effectief en duurzaam opbouwen van organische stof in de bodem vereist een beter begrip van de vorming, persistentie en functie ervan. En volgens wetenschappers van de Colorado State University is niet al het organische materiaal in de bodem gelijk.

Een reeks onderzoeken onder leiding van CSU-bodemwetenschapper Francesca Cotrufo biedt een nieuw genuanceerd begrip van verschillende organische stofcomponenten in de bodem die kunnen worden vergroot door middel van gevarieerde beheerstrategieën. Cotrufo en co-auteurs Jocelyn Lavallee en Jennifer Soong publiceren in Global Change Biology en stellen een raamwerk vast voor het classificeren van organisch bodemmateriaal in twee brede categorieën die fundamenteel verschillen in oorsprong en samenstelling. In een gerelateerde studie in Nature Geoscience leidde Cotrufo een experimenteel en statistisch onderzoek naar deze componenten van organische stof in de bodem in Europese bossen en graslanden.

Door de diversiteit van organische stof in de bodem te erkennen, kunnen we vooruitgang boeken met koolstofvastlegging om de gezondheid van onze bodem te verbeteren en te helpen bij het verminderen van koolstof in de atmosfeer, zeggen de wetenschappers.

"Vanwege duizenden jaren van historisch landgebruik en conventionele landbouw hebben we bijgedragen aan het verbruik van organische stof in de bodem en het uitstoten van koolstof uit de bodem in de atmosfeer", zegt Cotrufo, een professor in de afdeling Bodem- en gewaswetenschappen en senior wetenschapper in het laboratorium voor natuurlijke hulpbronnenecologie. "Nu hebben we de mogelijkheid om het terug te plaatsen."

Organisch materiaal in de bodem – een lopende rekening en een spaarrekening

Die mogelijkheid, zeggen Cotrufo en collega's, komt door te denken dat organische stof in de bodem uit twee hoofdcomponenten bestaat.

De eerste wordt 'fijnstof' genoemd, bestaande uit lichtgewicht, gedeeltelijk ontbonden planten en schimmelresiduen die van korte duur zijn en niet goed worden beschermd.

De tweede is "mineraal-geassocieerd organisch materiaal", grotendeels gemaakt van bijproducten van de afbraak van microben die zich chemisch binden aan mineralen in de bodem. Dit soort materie is veerkrachtiger en kan eeuwenlang in de grond blijven bestaan.

Inzichten over de vorming van deze verschillende bodemklassen zijn voortgekomen uit eerder werk dat Cotrufo in 2013 publiceerde en een "mineraalstabilisatieraamwerk met microbiële efficiëntie" tot stand bracht dat de manier veranderde waarop wetenschappers begrijpen hoe organisch materiaal in de bodem blijft bestaan. Cotrufo en collega's stelden voor dat microbiële afbraak van plantaardig materiaal kan werken als een stabilisator voor organisch bodemmateriaal; eerder werd gedacht dat voor het behoud van koolstof in de bodem het stoppen van de afbraak nodig zou zijn.

Cotrufo noemt fijn stof de "rekening" van de bodem. Het draait continu om en ondersteunt de kringloop van voedingsstoffen, maar vereist regelmatige afzettingen om vitaal te blijven. Mineraal-geassocieerd organisch materiaal is dus de "spaarrekening":het krijgt een kleiner deel van de afzettingen, maar is inherent stabieler.

Conventionele landbouw, zegt Cotrufo, heeft ervoor gezorgd dat onze lopende rekening is uitgeput en we zijn gaan leven van ons spaargeld. Dit komt doordat boerderijen weinig gewassen selecteren met minimale wortelproductie, veel van de bovengrondse biomassa oogsten en weinig en chemisch homogene plantinputs in de bodem behouden.

Door aanwijzingen uit de natuur te nemen en te begrijpen hoe natuurlijke prairies en bossen hun bodemcontrole- en spaarrekeningen beheren, zijn er meer vooruitstrevende strategieën mogelijk om de landbouw en het landgebruik duurzamer te maken, zegt Cotrufo. Om een ​​gezonde bodem te regenereren die overtollige koolstof kan opvangen, moeten beide soorten bodempoelen worden vergroot, voegt ze eraan toe.

Schrijven in Nature Geoscience , toonden de onderzoekers aan dat Europese graslanden en bossen met symbiotische partnerschappen tussen schimmels en planten meer bodemkoolstof opslaan in stikstof-vragende mineraal-geassocieerde organische stof. Maar bossen die afhankelijk zijn van symbiose met andere schimmelsoorten slaan meer koolstof op in organische deeltjes, die kwetsbaarder zijn voor verstoring, maar een lagere stikstofbehoefte hebben en koolstof voor onbepaalde tijd kunnen ophopen.

Cotrufo zal doorgaan met het onderzoek naar de verdeling van fijn stof en mineraal-geassocieerd organisch bodemmateriaal, met plannen om Amerikaanse landonderzoeken op te nemen in haar datasets. Cotrufo werd onlangs ook uitgeroepen tot de Nutrien Distinguished Scholar of Agricultural Sciences aan de CSU, een eenjarige prijs van $ 12.000, gereserveerd voor vooraanstaande faculteiten die een aanzienlijke impact hebben op hun vakgebied.

Geïnteresseerd in meer? Cotrufo hield onlangs een lezing over de bodem als "de hoofdstad van de mensheid" bij The Land Institute, waar ze inzicht gaf in haar vroege inzet in bodemkunde en hoe het veld zich gedurende haar carrière heeft ontwikkeld.