Door Bob Klein Lankhorst en Jochen Froebrich.
Carbon farming wordt ook wel koolstofboeren genoemd. Waar het bij deze landbouwpraktijken om draait? Om koolstofopname uit de lucht en koolstofopslag in de bodem, planten en bomen. Boer en natuur hebben hier baat bij. Dat maakt carbon farming zo’n krachtig instrument tegen klimaatverandering, met wereldwijde mogelijkheden.
De landbouw stoot bijna de helft van alle menselijke broeikasgassen uit
Stel, dat je de uitstoot van landbouwpraktijken, landontginning voor de landbouw, de voedselketen van akker tot bord en voedselafval bij elkaar optelt. Dan zit je op ongeveer de helft van alle menselijke uitstoot van broeikasgassen, is de schatting. De grootste schadeveroorzaker? Dat is het blootleggen van in de bodem opgeslagen koolstof. Dat gebeurt bijvoorbeeld door ontbossing, landontginning, ploegen en spitten. De koolstof, die daarbij vrijkomt, vormt in reactie met zuurstof het broeikasgas CO2.
Carbon farming kan helpen het tij te keren tegen klimaatverandering
De landbouw levert een grote bijdrage aan de CO2-uitstoot. Maar deze sector kan ook zeker een deel van de oplossing zijn. Want met carbon farming kun je maar liefst 10 tot 20 ton koolstof per hectare opslaan, per jaar. Dat betekent een opname van biljoenen tonnen koolstof uit de atmosfeer! Hoe je dat doet? Vooral met systemen van vaste planten (meerjarige gewassen) en boslandbouw (agroforestry). Beide systemen hebben een grote koolstofopslagcapaciteit. Vergroot je het aantal vaste planten en bomen, dan neemt de mogelijke koolstofopslag toe en daalt de uitstoot van CO2.
Zo is carbon farming in staat om de oorzaak van klimaatverandering te verminderen.
Hoe sla je koolstof op in planten en bomen?
De koolstofopslag gebeurt van nature al: door fotosynthese. Hierbij zetten planten en bomen zonlicht, water en koolstofdioxide (CO2) uit de lucht om in koolhydraten. Koolhydraten zijn moleculen die alleen bestaan uit koolstof, waterstof en zuurstof. Denk bijvoorbeeld aan suikers, zetmelen of cellulose.
In planten is de simpele suiker glucose één van de belangrijkste bouwstoffen. Maar planten maken ook suikers met langere ketens aan; de polysachariden. Daar vallen zetmelen, cellulose en vezels onder. Maar liefst 75% van al het levende en dode organische materiaal op aarde bestaat uit polysachariden. En dat is allemaal het resultaat van fotosynthese. Verder produceren veel planten ook koolwaterstoffen. Die moleculen bestaan alleen uit koolstof en waterstof.
De biomassa van planten en bomen bestaat voor een groot deel uit koolstof
Als je het water uit de biomassa van planten zou halen (dehydrateren), dan zou gemiddeld de helft van het overgebleven gewicht uit koolstof bestaan. In boslandbouwsystemen zit ook groot koolstofdeel van bomen in het ondergrondse wortelnetwerk. En dat, terwijl die wortels minder dan de helft (20-40%) van de bovengrondse biomassa wegen.
Bij natuurlijke verteringsprocessen belandt CO2 in de lucht en de bodem
Na verloop van tijd sterft (een deel van) de koolstofrijke bovengrondse biomassa van planten en bomen. Het valt dan als bladafval of dode takken op de grond, waar schimmels en andere bodemorganismen het afbreken. Ongeveer twee derde van de koolstof belandt tijdens dit verteringsproces weer als CO2 in de lucht. De rest blijft achter in de bodem als langlevende organische stof. Van de wortels die jaarlijks afsterven (ook bij gezonde planten), komt ook een deel van de koolstof als organische stof in de bodem terecht.
Chemische verbindingen zorgen voor snellere opname in de bodem
De koolstof van fotosynthese komt dus door verteringsprocessen in de bodem terecht. Maar er is nog een manier waarop dit gebeurt. En die manier is zelfs een stuk sneller. Planten scheiden via hun wortels namelijk een complexe mix uit van meer dan 200 chemische verbindingen: de exsudaten. Veel exsudaten zijn rijk aan koolstof, waarmee ze schimmels en bacteriën (micro-organismen) voeden. Deze micro-organismen maken op hun beurt voedingsstoffen voor planten. De overdracht van koolstof van de plant naar het bodemvoedselweb gaat razendsnel. Binnen één uur scheiden de plantenwortels in de bodem tot wel veertig procent van alle – tijdens fotosynthese opgenomen – koolstof uit als exsudaten.
Vastlegging van koolstof: van gronddeeltjes tot een reuzenorganisme
Zit de koolstof eenmaal in de bodem, dan leggen verschillende fysieke, chemische en biologische processen de koolstofdeeltjes daar vast. Dat gebeurt bijvoorbeeld in gronddeeltjes (bodemaggregaten). Hierbij klonteren minerale bodemdeeltjes en organische stof samen met bindmiddelen, die door plantenwortels, schimmels en bacteriën worden afgegeven.
Ook een groeiend schimmelnetwerk kan koolstof opslaan. De schimmeldraden (hyphen) bestaan vooral uit koolstof en zij nemen, hoe groter ze groeien, steeds meer koolstof op. En ja, groeien kunnen ze: in de Amerikaanse staat Oregon leeft (waarschijnlijk al zo’n 2400 jaar) een sombere honingzwam. Deze heeft een ondergronds oppervlakte van maar liefst 8,9 km2 en is daarmee het grootste organisme op aarde!
Hoelang blijft koolstof in de bodem?
De duur hangt af van verschillende factoren. Koolstofdeeltjes gaan in de bodem chemische verbindingen aan met organische stof. Deze verbindingen zorgen voor een langlevende, stabiele koolstofopslag. Het type bodem en het type landbouwpraktijk spelen een belangrijke rol bij de duur van de opslag.
Type bodem
Kleideeltjes in de bodem bevorderen de vorming van humus. Dat heeft een koolstofgehalte van 50% en kan wel 100 tot 5000 jaar in de bodem blijven – op voorwaarde dat je die bodem met rust laat (niet verstoord).
Type landbouwpraktijk
Ook het type landbouwpraktijk heeft een grote invloed op de duur van de koolstofopslag in de bodem. Kies je bijvoorbeeld voor éénjarige gewassen, ploegen en kale bodems? Dan zorgt dat ervoor dat er veel bodemkoolstof vrijkomt. Die vrijgekomen koolstof komt in reactie met zuurstof weer in de atmosfeer terecht als CO2.
Kies je juist voor meerjarige gewassen (vaste planten en bomen), permanente bodembedekking (met mulch, groenbemesting en/of bodembedekkers), voor minimaal (of niet) ploegen, gecontroleerde beweiding en geïntegreerde gewas-veeteeltsystemen? Dan zorgt dat voor meer organische stof in de bodem, waardoor je ook meer koolstof voor langere tijd opslaat.
Koolstofrijke bodems hebben veel voordelen voor de landbouw
Een hoger gehalte organische stof in de bodem heeft als voordeel dat het overtollige koolstof uit de atmosfeer opneemt. Maar deze bodems hebben nog veel meer voordelen voor de landbouw. Want koolstofrijke bodems:
- hebben een hogere vruchtbaarheid, en dus een hogere gewasopbrengst;
- kunnen beter water vasthouden;
- zijn beter bestand tegen wisselende zuurtegraden, erosie en het uitspoelen van voedingsstoffen (nutriënten);
- zijn weerbaarder tegen plagen en ziekten;
- zijn gezonder, waardoor je minder kostbare kunstmeststoffen en fossiele energie voor zware machines hoeft te gebruiken.
Dit maakt carbon farming zo’n aantrekkelijke landbouwpraktijk. Het bevordert de productiviteit en gezondheid van het boerenbedrijf. En het is tegelijkertijd een krachtig instrument voor het verminderen van de effecten van klimaatverandering (klimaatmitigatie), met wereldwijde mogelijkheden.
Project 'Smart Carbon Farming'
Samen werken aan koolstofopslag in de praktijk
Binnen Noordwest-Europa werkt het project Smart Carbon Farming aan innovatieve oplossingen om koolstofopslag op landbouwbedrijven te stimuleren. Door kennis, data en praktijkervaring te combineren, helpt het project boeren om hun bedrijf toekomstbestendig te maken én bij te dragen aan klimaatdoelen.
Soil Valley Participant Oost NL is partner binnen het project en vertaalt de opgedane kennis naar kansen in Oost-Nederland. Soil Valley ondersteunt het initiatief als associated partner en draagt bij aan de regionale verbinding en kennisdeling rondom koolstofboeren.
Bronnen
- Toensmeier, E (2016). The Carbon Farming Solution. Vermont: Chelsea Green Publishing.
- Orgiazzi, A., Bardgett, R.D. et al (2016). Global Soil Biodiversity Atlas. Luxemburg: European Commission, Publications Office of the European Union.
- Soil Food Web (z.d.). Soil Carbon Sequestration. Geraadpleegd op 30 januari 2020, https://www.soilfoodweb.com/how-it-works.