Nutriëntenvoorziening van het gewas
Organische stof in de bodem speelt een belangrijke rol bij de nutriëntenvoorziening van het gewas door:
- de opbouw van een buffer aan nutriënten, die door mineralisatie beschikbaar komen voor de plant;
- het vasthouden en uitwisselen van kationen (o.a. kalium, magnesium, calcium) voor het gewas.
Jonge of oude organische stof
De organische stof in de bodem bevat relevante mineralen die na afbraak van de organische stof beschikbaar komen (mineraliseren). Het betreft vooral stikstof en in minder mate fosfaat en zwavel.
Bij een hoger organische-stofgehalte van de bodem mag in de regel een hoger mineralisatie worden verwacht. Maar het hangt ook af van de ouderdom van de organische stof. Jonge organische stof in de bodem wordt sneller afgebroken dan oude organische stof en draagt derhalve het meeste bij aan de mineralisatie van nutriënten. Bij de nutriëntenlevering spelen hoofdzakelijk de jonge humus ofwel voedingshumus een rol en het verse, organische materiaal dat wordt aangevoerd.
Mineralisatie: afbraaksnelheid en C/N-verhouding
Bij toediening van vers organisch materiaal aan de bodem komt door afbraak ervan een meer of minder groot deel van de in de organische stof gebonden nutriënten vrij gedurende het groeiseizoen van het gewas. Hoeveel er vrijkomt c.q. hoe snel de nutriënten (met name stikstof) mineraliseren, hangt af van de afbraaksnelheid van de organische stof en de C/N-verhouding. Stabiele organische stof, zoals van composten, breekt langzaam af (ca. 10% na één jaar) en derhalve komen de nutriënten ook langzaam vrij. Verse groene plantenmassa breekt snel af (ca. 80% na één jaar), waardoor ook de nutriënten grotendeels vrijkomen.
Echter, een deel van de nutriënten die vrijkomen na afbraak, wordt door het bodemleven opgenomen. Wat overblijft, is de netto gemineraliseerde stikstof (en fosfaat en zwavel). Hoeveel stikstof dat is, hangt af van de C/N-verhouding van het organische materiaal. Hoe hoger de C/N-verhouding, hoe minder stikstof er netto mineraliseert. Bij C/N >30 (onder andere stro) is de netto-mineralisatie zelfs negatief: het bodemleven legt dan tijdelijk minerale stikstof uit de bodem vast (immobilisatie).
De nutriëntenlevering van het gewas is gebaat bij snel afbreekbare organische stof met een lage C/N‑verhouding c.q. stikstofrijke organische stof. De C/N-verhouding van diverse organische producten is weergegeven in: Kengetallen organische stof.
Verliezen naar het milieu
Een keerzijde van mineralisatie is dat dit proces doorgaat in de bodem in perioden dat er geen gewasopname is (nazomer en herfst). De stikstof die dan mineraliseert, wordt niet in een gewas vastgelegd en kan uitspoelen en/of denitrificeren, tenzij er een goed geslaagd N-vanggewas vóór de winter wordt geteeld, dat de stikstof opneemt en de winter overtilt. Om het risico van N-verliezen naar het milieu te beperken is evenwel een lage (netto) N‑mineralisatie wenselijk c.q. stabiele organische stof en/of een hoge C/N-verhouding (N-arm organisch materiaal).
Kationenomwisselcapaciteit (CEC)
Kationenadsorptie
Kationen kunnen worden geadsorbeerd aan het (negatief geladen) oppervlak van klei- en humusdeeltjes: het kationenadsorptiecomplex. Daardoor kunnen ze niet uitspoelen. De kationen worden weer afgegeven aan het bodemvocht als er gewasopname plaatsvindt.
Meer organische stof in de bodem zorgt voor hogere CEC
Het effect van humus op het adsorptiecomplex is vier tot viereneenhalve keer groot als dat van kleideeltjes. Door toename van de hoeveelheid organische stof in de bodem, neemt het adsorptiecomplex en daarmee het vermogen om kationen vast te houden toe.
Verse of zeer jonge organische stof in de bodem draagt nog niet bij aan de adsorptie. Er gaan minstens twee jaar van omzetting van de organische stof voorbij, voordat het adsorptievermogen zijn uiteindelijke waarde bereikt.
Buffering: opvangen van zuur- en zoutschokken
De adsorptie van kationen zorgt ook voor buffering in de bodem, waardoor na bemesting minder grote zuur- en zoutschokken optreden in het bodemvocht.