Bijdrage aan de instandhouding of opbouw van bodem-organische stof

Organische-stofbalans

Omdat de organische stof in de bodem geleidelijk wordt afgebroken, moet voortdurend verse organische stof worden aangevoerd om het organische-stofgehalte van de bodem te handhaven of, indien gewenst, te verhogen. Aanvoer van verse organische stof vindt plaats via achtergelaten gewasresten, de toediening van organische mest en de teelt van groenbemesters. Voor het opstellen van een organische-stofbalans, zie: Organische-stofbalans.

Het opstellen van een organische-stofbalans is, naast de mineralenbalans, onderdeel van het maken van een uitgebreid bemestingsplan voor het bedrijf. Zie ook: Bemestingsplan voor akkerbouwbedrijven

Klimaatverandering tegengaan en opvangen

Naast verbetering van de bodemvruchtbaarheid is verhoging van het organische-stofgehalte van de bodem een maatregel om klimaatverandering tegen te gaan door koolstof c.q. CO₂ vast te leggen in de bodem. Verder is het een maatregel om de gevolgen van klimaatverandering beter te kunnen opvangen. Gronden met meer organische stof zijn beter bestand tegen droge periodes (vocht vasthouden) of zware regenval (betere natuurlijke drainage).

Een groenbemesters draagt bij aan de organische-stofaanvoer

Stabiliteit van de organische stof

In welke mate de aanvoer van vers organisch materiaal bijdraagt aan de handhaving of verhoging van de organische stof in de bodem, hangt af van de hoeveelheid die wordt aangevoerd en van de stabiliteit van de organische stof. Stabiel organisch materiaal wordt langzaam afgebroken en draagt meer bij aan de organische-stofopbouw in de bodem dan snel afbreekbaar organisch materiaal. Anderzijds draagt snel afbreekbaar organisch materiaal in de regel meer bij aan de nutriëntenvoorziening van het gewas in het eerste jaar na toediening, mede afhankelijk van de C/N-verhouding van het materiaal (zie onder Nutriëntenvoorziening van het gewas).

Nutriënten- of organische-stofleveranciers

Producten met relatief stabiele organische stof zijn bijvoorbeeld composten, terwijl groene plantenmassa relatief meer snel afbreekbare organische stof bevat. Bij de dierlijke mesten is de organische stof van varkensmest en pluimveemest relatief snel afbreekbaar: het zijn vooral nutriëntenleveranciers. De organische stof van composten breekt langzaam af: het zijn vooral organische-stofleveranciers. De mesten van herkauwers (rundvee, geiten, schapen) nemen een tussenpositie in: ze leveren relatief redelijk stabiele organische stof alsook nutriënten. Zie ook de presentatie over het langjarig onderzoek naar de effecten van compost en mest op bodemkwaliteit in de akkerbouw:

Humificatiecoëfficiënt

Een indicatie voor de afbreekbaarheid van vers organisch materiaal is de humificatiecoëfficiënt (HC): dit is de fractie van de organische stof die een jaar na toediening aan de bodem nog over is. Dit is de effectieve organische stof, die bijdraagt aan de organische-stofopbouw in de bodem.
Hoe hoger de HC, hoe stabieler de organische stof. De HC van diverse organische producten is weergegeven in: Kengetallen organische stof.

Samenstelling van de organische stof

De stabiliteit dan wel de afbreekbaarheid van organische stof hangt af van de samenstelling ervan. Verse organische stof bestaat voornamelijk uit koolhydraten, eiwitten, cellulose, hemicellulose en lignine. Door afbraak ondergaat de organische stof steeds een verandering van chemische samenstelling. Tijdens de afbraak en omzetting in de bodem verdwijnen eerst de gemakkelijk afbreekbare verbindingen, zoals koolhydraten en eiwitten, gevolgd door cellulose en hemicellulose. Lignine, vetten, harsen en wassen worden moeilijker afgebroken en blijven lange tijd in de grond aanwezig. organische stof die relatief rijk is aan koolhydraten en eiwitten wordt derhalve sneller afgebroken dan houtig materiaal, dat relatief veel lignine bevat. Stro bijvoorbeeld, bevat al meer lignine dan groene plantenmassa. Anderzijds is organische stof die rijk is aan koolhydraten en eiwitten een goede voedselbron voor het bodemleven (zie onder: Voedsel en leefomgeving voor het bodemleven).

Compostering en vergisting

Bij compostering vindt gedeeltelijk afbraak en omzetting plaats van de organische stof. Hierbij verdwijnen er gemakkelijk afbraakbare verbindingen en er blijft een stabieler restant over, met een neutrale zuurgraad. Bij vergisting van mest gebeurt min of meer hetzelfde, maar dan onder zuurstofloze omstandigheden. Vergisting leidt tot stijging van de pH.
Compostering of vergisting leveren verschillende producten op, waarbij naast het afbraakproces de ingaande producten van invloed zijn op de samenstelling van het eindproduct. In geval van GFT- en groencompost betreft dit plantaardig materiaal, terwijl het in geval van vergisting veelal varkens- of rundveedrijfmest betreft al dan niet aangevuld met co-vergistingsmaterialen, die zeer divers van aard kunnen zijn. Daardoor kunnen de samenstelling en stabiliteit van de organische stof van digestaat variëren. Verder heeft de duur van het vergistingsproces invloed op de hoeveelheid organische stof die wordt afgebroken en de stabiliteit van de organische stof die overblijft.
Ook tussen partijen GFT- of groencompost zijn er kwaliteitsverschillen, onder andere voor wat betreft de stabiliteit en rijpheid van de compost. Volledig gerijpte, stabiele compost bevat moeilijker afbreekbare organische stof dan onvolledig gerijpte, instabiele compost.

Humus

Humificatie

Naarmate het afbraakproces van de organische stof in de bodem voortschrijdt, wordt het restant relatief steeds rijker aan lignine en daardoor steeds moeilijker afbreekbaar c.q. stabieler. De snelheid waarmee de organische stof wordt afgebroken, neemt daarom in de loop van de tijd steeds verder af. Derhalve is de afbraaksnelheid van oudere organische stof lager dan van jongere organische stof.
Het proces van afbraak en omzetting van organische stof in de bodem heet humificatie. Het deel van de organische stof in de bodem dat zover is gehumiceerd en vermengd met de grond dat het onlosmakelijk onderdeel is geworden van de grond, is humus.

Voedingshumus en oude humus

Humus kan worden onderscheiden in jonge en oude humus. De jonge humus wordt ook wel actieve of voedingshumus genoemd en is niet ouder dan 10 à 20 jaar. De oudere humus wordt aangeduid als stabiele of bestendige humus. Deze wordt (zeer) langzaam afgebroken en kan daardoor ook zeer oud worden (>1000 jaar). Er is evenwel geen scherpe scheiding te maken tussen jonge en oude humus, omdat jonge (instabiele) humus geleidelijk overgaat in stabiele humus.

In een bodem waar voortdurend verse organische stof wordt aangevoerd, bestaat de totale hoeveelheid organische stof in de bodem dus uit verterende verse organische stof, jonge humus en stabiele humus. Als de organische stof-aanvoer naar de bodem wordt verhoogd, neemt het aandeel onverteerde organische stof en jonge humus toe. Ook neemt de gemiddelde afbraaksnelheid van de organische stof in de bodem dan toe. Wanneer de organische-stofaanvoer naar de bodem stopt, veroudert de organische stof, neemt het aandeel stabiele humus toe en neemt de gemiddelde afbraaksnelheid af.

Behalve jonge en oude humus is er ook een onderscheid in verschillende vormen humus met elk hun specifieke en kenmerken. Zie verder onder: Humusvormen en kenmerken.