Bodembiodiversiteit ontwikkelingen en meetbaarheid Leendert Molendijk, Wageningen Plant Research AGV Gerard Korthals, Centrum voor bodemecologie, Wageningen Kennismiddag Gouden Gronden Bedum, 27 januari 2017 Opbouw presentatie Introductie Wat is bodemecologie? Hoe kan je bodemecologie gebruiken meten (MDS)? Hoe kan je het inzetten voor duurzame productie? 1
Het belang van bodembiodiversiteit Veel interesse! Bodemecologie: De biologische wetenschap die zich bezighoudt met de bestudering van de relaties tussen organismen (inclusief planten) en het milieu in de bodem Chemisch Duurzaam bodembeheer met behoud Agrarische produktie-functie Fysisch Biologisch Onderzoek aan maatregelen (OS, groenbemesters, grondbewerking etc.) en meetmethodieken (aaltjes, biotoets, gewas, moleculair etc.) 2
Begin eens met een handje grond: hoeveel bodemdieren zitten hier in?? Net zo veel bacterie-cellen als mensen op aarde, honderd meter schimmeldraad. Deze organismen zijn allemaal aan het werk voor de kwaliteit van ons leven. 3
Twee hoofdrolspelers Bacteriën (prokaryotes) Schimmels (eukaryotes) lengte 0.001 mm diameter: 0.003 mm Elk jaar zetten bodemorganismen 50.000 kg organische stof per hectare om. Ze verteren plantenresten en maken voedingsstoffen beschikbaar voor de plant. Of: twee vrachtladingen per hectare per jaar 4
Below-Ground Biomass Distribution + > 95% Bacteriën Schimmels < 5% Protozoa Nematoden Springstaart en Mijten Regenwormen Antibiotica Peniciline(1928) Alexander Fleming 5
Antibiotica Fusarium Fusarium Bacterie strain Geen antibiotica Antibiotica Producent OFFICIËLE NAAM: Lumbricidae. ROEPNAAM: Regenworm, omdat de worm naar boven komt als het regent! SIGNALEMENT: De regenworm heeft een langwerpig lichaam zonder poten, ogen en oren. Zijn lichaam is opgebouwd uit allemaal dezelfde delen, soms wel 150 achter elkaar! Na het 30e deel of segment zit een verdikking: het zadel. Sommige soorten in Nederland kunnen 30 centimeter lang worden. Maar de langste soort ter wereld (in Australië) kan wel 4 meter lang worden! ETEN: De regenworm eet vooral plantenresten. Maar het is een weinig kieskeurige eter: ook schimmels, zaden, bacteriën en resten van allerlei dieren kunnen we terugvinden op zijn bord. Op zijn beurt staat de regenworm op nummer 1 van het mollenmenu. Sommige regenwormen houden een heuse winterslaap, ook wel diapauze genoemd. Ze doen het vooral als het te droog wordt bijvoorbeeld, of als er geen voedsel meer is. Wachten op betere tijden dus... 6
OFFICIËLE NAAM: Nematode. Dit betekent in het Grieks draad-achtige. ROEPNAAM: Aaltje of rondworm. SIGNALEMENT: Wit wormpje van meestal 0,1 tot 1 mm lang, dus nauwelijks met het blote oog zichtbaar. Maar sommige aaltjes kunnen wel 8 meter worden! Gigantisch, zoals de naam van het aaltje al zegt (Placentonema gigantissimum). ETEN: Schimmels, bacteriën, planten en ook andere aaltjes... Ze helpen een ecosysteem in balans te houden, door schimmels en bacteriën op te eten. Aaltjes zijn op hun beurt weer een lekker hapje voor andere bodembewoners, zoals springstaarten en mijten. Aaltjes op Antarctica en andere koude plekken kunnen bevriezing overleven. Als de buitentemperatuur langzaam daalt, wordt er een mechanisme aangezet waardoor er geen ijskristallen gevormd worden in de wormen. Na opwarming leven ze weer gewoon verder! 7
Cysteaaltjes Wortelknobbelaaltjes Wortellesieaaltjes Trichodoriden Stengelaaltjes Speldaaltjes Xiphinema/Longidorus Bodemecologie is vaak de crux! Bron: USDA Natural Resources Conservation Service 8
De Bodem als levend organisme - het ecosysteem bodem - Goede bodemstructuur - Beluchting - Water transport en opslag - Erosie bestendigheid - Toegankelijk voor plantwortels en bodem organismen - Opslag en afbraak en van organische stof - Transformatie en toegang tot nutrienten - Onderdrukking van ziekten - Volledige, rijke gemeenschap van micro-organismen - Opslag, omzetting en afgifte van nutriënten - Voorkomen van Verzouting en verontreinigingen - Opslag van energie (C) De drie velden Fysisch, Biologisch en Chemisch zijn innig met elkaar verweven en afhankelijk van elkaar 17 Minimale DataSet bodemkwaliteit Wat heeft de teler minimaal aan bodeminformatie nodig om zijn bodemkwaliteit vast te stellen? Chemisch? Fysisch? Biologisch? 9
Huidige benadering Waar gaat onze aandacht naar uit? Wat is meetbaar? Wat is bekend? Wat kunnen we sturen? Chemisch? Fysisch Biologisch 19 Voorwaarden indicatoren voor praktijk Relatie met bodemfunctie en/of bodemdienst Streefwaarden, streeftrajecten, wanneer is het goed? Betrouwbaarheid en variabiliteit bekend Beïnvloedbaar door management (of noodzakelijk voor interpretatie andere indicatoren) Invloed van management bekend Relatie met overige bodemindicatoren/eigenschappen bekend Vertaalbaar naar advies over management Praktisch uitvoerbaar en betaalbaar 10
Was het maar zo simpel... Chemisch: N, P, K, ph, CEC etc. Waarnemingen Fysisch: Structuur, vochthoudendvermogen, etc. Biologisch: Plantparasitaire aaltjes Milieuaaltjes Schimmels Bacterien Bron: WUR, H. van Megen Gewas: opbrengst en kwaliteit 11
Index opbrengsten gemiddeld over alle gewassen en jaren 30-1-2017 LTER:BKOZ (Janjo de Haan et al. 2001-2020) Vital Soils (Wim vd putten et al. 2016-2020) Opbrengst BIO stijgend Geen o.s. aanvoer dalend GI-hoog GI-laag 10% BIO +20% BIO 2013: a very dry summer Conventional: 15.2 t/ha Organic: 17.2 t/ha 12
MDS bodembiologie Onderzoek PPS Duurzame bodem Voorstellen voor MDS + indicatoren voor specifieke omstandigheden Verzamelen vele bodemdata: Toetsen oude en nieuwe indicatoren relateren aan: bodemdiensten, management, peceelsvariatie, Vaststellen onderlinge interacties Samenwerken met fundamenteel onderzoek voor mechanismen ern nieuwe technieken Samenwerker met labs en praktijk voor verder ontwikkeling Work in progress 13
Fysisch, Chemisch, Biologisch uitslagen teeltplan Advies Handeling streefwaarden Integrale aanpak in jouw Bodemkwaliteitsplan Uitslagen F,C,B Teelt historie en plan Streefwaarden Integraal Advies Modelinfo Kennis 14
Conclusies Er zijn al goede bioindicatoren/methoden (Nematoden)! En er komen er steeds meer: moleculair, HWC, PLFA, NGS Om ze verder te ontwikkelen tot streefwaarden, adviezen voor maatregelen, etc. hebben we goede grote projecten (LTER) nodig die de focus leggen op relevante thema s. Verzamel (meer) nieuwe data en maak ruimte voor verwerking, interpretatie en communicatie naar de doelgroep (akkerbouwer, beleid)! Initiatieven bij PPS bodem, BO-akkerbouw, Squash, Vital Soils etc. Op weg naar een integraal bodemkwaliteitsplan! Dank voor uw aandacht Leendert.molendijk@wur.nl G.Korthals@nioo.knaw.nl 15