Publicatie Bruikbare inzichten uit Vlaams en Europees bodemonderzoek na 5 jaar EJP SOIL

28/03/2025

Gezondere bodems en klimaatslim(mer) bodembeheer?

Praktische inzichten voor landbouwers om bodems klimaatrobuuster te maken: dat is wat het pas afgelopen onderzoeksprogramma EJP SOIL na vijf jaar afleverde, naast haar beleidsondersteunend werk voor de EU en haar lidstaten. Greet Ruysschaert, Bodemonderzoeker ILVO: ‘Klimaatslim bodembeheer komt in essentie neer op drie inspanningen: meer koolstof lange tijd in de bodem vastleggen, bodememissies verminderen én de bodem weerbaarder krijgen tegen klimaatextremen. Dit vergt gecombineerde, zorgvuldig gekozen landbouwacties.’

In EJP SOIL, het Europese ‘Joint Programme’ voor de Bodem, werkten bijna 1000 onderzoekers, beleidsmakers en landbouwstakeholders uit 24 Europese landen gedurende 5 jaar samen aan kennisopbouw rond thema’s zoals koolstofopslag, waterbeheer en bodembiodiversiteit, met nadruk op lokaal toepasbare oplossingen

De voor Vlaanderen relevante onderzoeksresultaten zijn nu door ILVO, Departement Omgeving en INBO gebundeld in een Nederlandstalig rapport, dat u hier kan raadplegen en eerder ook werd voorgesteld op de Bodemstudiedag (januari 2025) bij ILVO in Merelbeke-Melle.

Lees het eindrapport

EJP SOIL - Samenvatting van 5 jaar onderzoek naar klimaatslim beheer en monitoring van landbouwbodems

Samenvatting van het rapport:

Halt aan bodemdegradatie en een boost aan bodemgezondheid

Meer dan 60% van alle bodems in Europa is getroffen door één of meerdere vormen van bodemdegradatie. In Europa daalde de koolstofvoorraad in de bodem op 10 jaar tijd (tussen 2009 en 2018) met 0.75%. Dit komt voor de landbouwbodems neer op het ontsnappen naar de atmosfeer van 25,7 miljoen ton CO₂ per jaar. (Ter vergelijking, dezelfde hoeveelheid CO₂ stoot je ook uit door vb. 8,7 miljoen m³ diesel te verbranden.)
Naast het verlies aan bodemorganische stof zijn veel bodems ook onderhevig aan andere vormen van degradatie zoals erosie, verdichting of vervuiling.
Om meerdere redenen noemen de Europese wetenschappers van JRC (Joint Research Center) en de beleidsmakers deze toestand ernstig. De voorbije jaren is er daarom ingezet op een beter bodembeleid en gerichte onderzoeksprogramma’s zoals EJP SOIL, nu opgevolgd door projecten onder de Soil Mission, met koolstofopslag als een centrale ambitie. De basisredenering is de volgende: Als de koolstofvoorraden van de bodems (opnieuw) verhogen, dan is dat een ingenieuze, natuurlijke vorm van koolstofverwijdering uit de lucht. Twee vormen (of fases) van koolstofopbouw in landbouwbodems worden erkend:

De reeds gebeurende daling van de koolstofvoorraad vertragen of stoppen via bepaalde landbouwpraktijken: je haalt nog geen netto-koolstof uit de lucht maar je vermindert het verlies van koolstof uit de bodem.
De koolstofvoorraad echt verhogen: Hier haal je netto CO₂ uit de lucht.
In beide gevallen vergelijkt men het resultaat van de (geregistreerde) extra landbouwinspanningen met de koolstoftoestand in het geval dat de bodem- of teeltmaatregelen niet waren gebeurd.
Behalve klimaat-mitigerend werkt bodemorganische koolstof ook positief op de algemene bodemkwaliteit, de erosiegevoeligheid en de waterhuishouding.

Hoe koolstofopbouw bevorderen in landbouwbodems?

Koolstof vastleggen in een bodem gaat traag en bescheiden. De inspanningen moeten worden volgehouden. Wanneer bepaalde koolstof-bevorderende praktijken worden stopgezet kan bodemkoolstof opnieuw snel verloren gaan door omzetting in CO₂ gas dat ontsnapt naar de atmosfeer. Dit zijn adviezen uit het onderzoek:

Laat de planten slimmer werken met hun natuurlijk talent voor koolstofopbouw

Bodemkoolstofopbouw is gebaseerd op een natuurlijk proces in de plantenwereld, nl. fotosynthese. Onder invloed van energie uit licht haalt een plant koolstofdioxide (CO₂) uit de lucht en water uit de bodem, waarmee ze zuurstof en glucose (suiker) produceert. Deze glucose wordt daarna omgezet naar de bouwstenen voor bovengronds en ondergronds groeiende plantendelen. Die plantendelen komen na afsterven op en in de bodem terecht en worden daar door het bodemleven (bacteriën, schimmels etc) afgebroken en omgezet tot bodemorganische stof. De koolstof die langere tijd in de bodem vastzit, is CO₂ die geen rol meer speelt in de opwarming van de aarde. Dit wetende zijn er adviezen te formuleren om de fotosynthesecapaciteit van gewassen optimaler te benutten in functie van koolstofopbouw.

Langer levende planten op het veld. Als je de periode in het jaar verlengt, waarop planten aan fotosynthese doen, dan kan er in totaal meer koolstof naar de bodem lekken.
- Gewassen die een lang groeiseizoen hebben zoals wintergranen of tijdelijk grasland zijn een geschikte keuze voor gunstige koolstofopbouw.
- Na vroeg-geoogste gewassen zaai je best snel na de oogst een groenbedekker(mengsel). Hoe vroeger ingezaaid, hoe langer fotosynthese mogelijk is en hoe meer biomassa en dus koolstof terug naar de bodem zal gaan.
De kracht van wortels? Lange tijd werd in het landbouwonderzoek gefocust op bovengrondse gewasresten. Nu is er bewijs dat koolstof afkomstig van wortels en de organische stoffen die zij uitstoten (exudaten) liefst 2 tot 3 keer stabieler is.
‘Deze koolstof blijft m.a.w. langer vastzitten in de bodem dan koolstof uit bovengrondse gewasresten. Bepaalde componenten in wortelbiomassa blijken meer bestendig tegen snelle biologische afbraak. De binding met bodemaggregaten is sterker,’ aldus Adriaan Vanderhasselt (ILVO bodemonderzoeker).
Gewaskeuze? Bepaalde gewassen gebruiken relatief meer CO₂ uit de atmosfeer specifiek voor hun wortelgestel en de bijhorende wortelexudaten. Gewassen die intensiever en/of dieper wortelen genieten de voorkeur als je als landbouwer aan koolstofopbouw wil werken.

Verschillende gewassen hebben een verschillend potentieel voor koolstofopbouw. ILVO onderzocht in EJP SOIL de impact van vlinderbloemigen in de rotatie aan de hand van Europese lange termijn veldproeven.
Vlinderbloemige gewassen die specifiek geteeld worden voor hun zaden, zoals veldboon, sojaboon of (kikker)erwt, bleken geen positieve impact te hebben op koolstofopbouw, terwijl dit duidelijk wel het geval was voor vlinderbloemige voedergewassen waarvan de volledige bovengrondse biomassa wordt geoogst, zoals luzerne, wikke, klaver of mengsels met klaver. Hoe groter het aandeel vlinderbloemige voedergewassen in de rotatie, hoe groter het potentieel.
In deze studie werd niet gekeken naar het gecombineerde effect van zaaddragende vlinderbloemigen met een daaropvolgende goed ontwikkelde groenbedekker. Bij het opstellen van een doordachte rotatie zijn er uiteraard meerdere factoren die een rol spelen.

Agroforestry: Het systeem waarbij houtige kanten of bomen tussen de landbouwgewassen staan, doet netto meer biomassa ontstaan. In dit landbouwsysteem wordt aanzienlijk meer koolstof voor lange tijd vastgelegd, bovengronds en ondergronds, in vergelijking met systemen waar men enkel de gewassen heeft.
Strategische keuze van rassen (binnen een gewassoort). EJP SOIL bracht aan het licht dat rassen soms onderling significant verschillen in hun prestatie qua wortelontwikkeling. Althans voor het gewas wintertarwe blijkt uit een uitgebreide vergelijkende studie dat er wel degelijk wintertarwerassen zijn die én goed scoren op opbrengst, én op veel (koolstof-interessante) wortelbiomassa. Andere gewassen met al hun variëteiten werden nog niet in kaart gebracht. In de veredeling wordt genuanceerd dat lokale omstandigheden (bodemtype, weer…) mogelijk een grotere invloed hebben op wortelvorming en opbrengst, dan een genetisch ras-kenmerk.

Koolstof-bevorderende meststoffen

Compost

Uit diverse Vlaamse veldproeven, waaronder de inmiddels 12 jaar lopende ILVO-BOPACT-proef, blijkt dat stabiele organische meststoffen en bodemverbeteraars – zoals compost –een significante bijdrage leveren aan de langetermijn opbouw van koolstof in de bodem. “Deze strategie heeft duidelijk potentieel voor bodemkoolstofopbouw,” zegt ILVO-onderzoeker Tommy D’Hose. “Maar ze vereist ook aandacht voor mogelijke neveneffecten, zoals nutriëntenverliezen.”

In de BOPACT-proef kreeg de bodem jaarlijks een extra gift compost, bovenop de standaardbemesting met drijfmest en kunstmest. Daardoor werden ook extra hoeveelheden stikstof, kalium en fosfaat aangevoerd. “Tot nu toe hebben we geen verhoogde nitraatuitspoeling vastgesteld op de percelen met compost,” aldus D’Hose. “Voor fosfaat zien we wel een lichte toename in uitspoelingsrisico.”

Het gebruik van koolstofrijke bodemverbeteraars zoals compost helpt niet alleen om het koolstofgehalte in de bodem gericht te verhogen. Het bevordert ook de bodembiologie. Zo blijkt uit 5 ILVO-veldproeven waarin het gebruik van compost, digestaat, stalmest of biochar als koolstofrijke en bodemverbeterende middelen vergeleken werd. De onderzoekers stelden vast dat het gebruik van koolstofrijke bodemverbeterende middelen leidt tot hogere koolstofgehaltes in de toplaag van de bodem, en ook tot hogere waarden voor de indicatoren voor bodemmicrobiologie.

Uitrol gelimiteerd door te weinig beschikbare biomassa?

In welke mate botst het plan om via composttoepassingen koolstofopslag te bewerkstellingen, met de competitie voor de beschikbare compost? Deze bezorgdheid is binnen EJP SOIL onderzocht op regio-niveau. De composteerbare biomassa (houtsnippers, maaisel, gewasresten, ...) en de resulterende hoeveelheid groencompost zijn niet oneindig groot.

Het wordt dus moeilijk haalbaar om op grote schaal voldoende compost te voorzien voor brede toepassing in de akkerbouw met het oog op koolstofopslag.

Ook een bredere uitrol van mogelijk alternatief biochar is op dit moment praktisch nog niet haalbaar bij de huidige productiecapaciteit in Europa.

Biochar is een stabiel houtskoolachtig product dat ontstaat door zuurstofarm verhitten van biomassa. Proeven tonen dat het uiterst effectief is voor het langdurig opslaan van koolstof in de bodem, zonder ongewenste effecten. Biochar breekt erg traag af in de bodem. Momenteel is er in Europa te weinig productiecapaciteit voorhanden en is biochar hierdoor te duur om deze koolstofbron massaal te produceren en te gebruiken voor koolstofopslag. EJP SOIL onderzoekers berekenden dat er liefst 68 jaar zou nodig zijn om zowel de grote hoeveelheden benodigde biomassa, als de productiecapaciteit te creëren, om biochar maximaal in te zetten op Europese landbouwgrond.

Cascadetoepassing van groencompost en biochar als oplossing

Het gebruik van groencompost in opeenvolgende sectoren is een door ILVO naar voor geschoven oplossing. Dit is een slim systeem dat competitie voor biomassa en groencompost vermijdt.

De competitie gaat tussen het direct toepassen van groencompost in de volle grond, en tussen het gebruik van groencompost als vervanger van turf in teeltsubstraten voor de glastuinbouw. Voor producenten van teeltsubstraten is groencompost aantrekkelijk wegens hun hoge microbiële biomassa en hun hoge gehaltes aan voedingsstoffen en anorganische koolstof. Hierdoor kan groencompost meststoffen en kalk in substraten vervangen.

Het cascade-idee werkt zo: In de serres presteren de groencompost-gebaseerde substraten goed. Het toepassen van de gebruikte teeltsubstraten nadien in volle grond als bodemverbeteraar wordt niet gehinderd door het feit dat er in de serre al planten op geteeld werden. Bart Vandecasteele (ILVO): ’Uit kwaliteitsevaluaties van de gebruikte teeltsubstraten kunnen we concluderen dat ze juist betere eigenschappen hebben als organische bodemverbeteraar dan de pure (verse) groencompost. Ze bevatten meer en bovendien ook meer stabiele koolstof.’

Biochar toch in gespecialiseerde toepassingen: Biochar blijft in veenvrije teeltsubstraten voor serreteelten interessant. En ook de met biochar aangerijkte potgrond kan, alweer in cascade, na serregebruik nuttig (en op betaalbare wijze) gerecycleerd worden als koolstofrijke bodemverbeteraar in volle grond.

Bodembewerkingen

Minder ploegen: Al vele jaren wordt herhaald dat er onder meerjarige teelten (zoals blijvend grasland,) een mooie stabiele toename van ondergrondse koolstof plaatsvindt, omdat daar het proces van fotosynthese/afbraak/vorming van stabiele koolstof niet wordt verstoord door bodembewerkingen. Er ontwikkelde zich een pleidooi om akkerbodems meer rust (structuuropbouw) te gunnen, en daar eerder te kiezen voor niet-kerende grondbewerkingen dan voor kerend ploegen.
Het klopt dat niet-ploegen de koolstofopbouw in de toplaag van de bodem bevordert. ILVO-onderzoekers nuanceren echter de totale ban van de ploeg vanuit hun langdurige metingen van koolstofvoorraden op verschillende bodemdieptes (BOPACT veldproef). Tommy D’Hose (ILVO): ‘Als we koolstofopbouw vergelijken met geploegde percelen, dan zorgt niet-kerend bewerken ervoor dat de koolstof meer concentreert in de toplaag (0-10cm) maar minder opbouwt in de 10-30cm laag. Bij ploegen verspreidt de koolstof zich homogeen over de volledige bouwlaag (0-30cm).’
De BOPACT proef bevestigt dat ploegen in Vlaamse bodems en omstandigheden in vergelijking met niet-kerend bewerken quasi even gunstig scoort voor koolstofopbouw. Kiezen voor niet-kerende grondbewerkingen is in de Vlaamse omstandigheden vooral een geschikte maatregel voor andere ecosysteemdiensten, zoals meer bodemleven, minder erosie en een betere waterretentie.
Vernatting van veengebied was een belangrijk EJP SOIL thema in veel Europese landen. Drooggelegd veengebied lekt zeer grote hoeveelheden CO₂. In veengebieden is het raadzaam het grondwaterpeil te verhogen om de afbraak van het veen en dus CO₂uitstoot tegen te gaan. Dit vergt dan wel een andere vorm van landbouw (vb. paludicultuur). In Vlaanderen zijn, in vergelijking met sommige andere noordelijke landen, relatief weinig gebieden met dikke veenpakketten.

Uitstoot van extra lachgas tijdens koolstofopbouw vermijden

Lachgas (N₂O) ontstaat hoofdzakelijk via het zogenoemde denitrificatieproces: De aanwezige micro-organismen in de bodem produceren lachgas als 3 elementen samenkomen:
- wanneer er minerale stikstof voor hen beschikbaar is (bv. afkomstig uit dierlijke of minerale mest),
- wanneer er weinig zuurstof is (een eerder anaerobe omgeving ten gevolge van bv. neerslag),
- en wanneer een koolstofrijke bron zoals gewasresten wordt ingewerkt.

Als broeikasgas heeft N₂O een 273 keer groter effect op de opwarming van de aarde dan CO₂. Daarom moeten we bepalen in welke mate de lachgasvorming op de velden, door maatregen die koolstofopbouw in de bodem bevorderen, niet groter is dan de voordelen van de koolstofopbouw. In dat geval zouden we slechter af zijn.

Meerdere Europese studies en veldproeven hebben de omvang van dit probleem in kaart gebracht.
Peter Maenhout (ILVO bodemonderzoeker): ‘De EJP SOIL resultaten en meta-analyses stellen eerder gerust: het ziet ernaar uit dat de nadelen (trade-offs van koolstofopslag-bevordering) voor verschillende praktijken niet opwegen tegen de klimaatmitigatiewinst’.

Uit meerdere studies over de vraag welke koolstofrijke meststoffen en bodemverbeteraars er tot de minste lachgasvorming leiden, scoren compost en biochar duidelijk best. ILVO blijft met de huidige stand van de wetenschap achter compostgebruik als een goede bodemkoolstof-verhogende maatregel staan.
Preciezere methodes om de lachgas emissies te reduceren zijn in de maak in een pas opgestart VLAIO-traject, LILA. De bemestingsstrategie (tijdstip, gefractioneerd of niet, traag werkende meststof of niet…) heeft naar alle waarschijnlijkheid een grote invloed op de mate van lachgasvorming.

EJP SOIL heeft ook een algemene tool ontwikkeld – de SOMMIT index – die een inschatting maakt van de trade-offs: Per landbouwpraktijk, klimaatomstandigheid en bodemtype wordt het effect ingeschat op enerzijds koolstofopslag en anderzijds extra broeikasgasemissies, nitraat uitspoeling en opbrengstwijziging. Nu is het zaak om een dergelijke index gericht op Vlaanderen te ontwikkelen, ter advies aan landbouw en beleid, en voor juistere data in de klimaatboekhouding.

Waterbeheer voor klimaatadaptatievere bodems

EJP SOIL heeft ook onderzoek uitgevoerd naar strategieën om bodems klimaatveerkrachtiger te houden, beter bestand tegen toenemende pieken van droogte en regenval. In een metastudie bekeken de onderzoekers (onder leiding van ILVO) de basiscijfers van internationalen studies (uit de afgelopen 45 jaar) over technieken die de waterhuishouding in een bodem goed overeind helpen te houden. Dit zijn de vaakst terugkomende adviezen:

Hou de bodem bedekt met levende planten, ook in de winter. Je verkrijgt een goede bodemstructuur waarin water makkelijker infiltreert en blijft hangen voor later.
Voeg organisch materiaal toe op of in de bodem. Het is de mortel die de stenen van het bodemhuis samenhoudt, waartussen water makkelijker door kan bewegen. Mulching is veelbelovend omdat het waterverlies door verdamping tegengaat.
Kies je bodembewerkingen zorgvuldig. Beperk intensieve bodembewerking en zware machines, zeker in slechte weers- en bodemcondities. Je vermindert zo de kans op korstvorming en verdichting van bodems. Om bodemverdichting te milderen is het soms aangewezen om dieper te werken, voor beluchting in de ploegzool. Stoppen met ploegen is geen heilige graal, de hoeveelheid en timing goed kiezen is dat wel.

Ook in het adaptatieverhaal pleiten de onderzoekers voor maatwerk en aanpassingen aan de lokale kenmerken en omstandigheden. Niets is overal en altijd toepasbaar. In Vlaanderen is bijvoorbeeld het zo veel mogelijk toepassen van groenbedekkers een no-brainer. In Mediterrane regio’s is de competitie voor water van het hoofdgewas met bodembedekkers een grote bezorgdheid.

Conclusie: uitdagingen en kansen

Duurzame bodembeheerpraktijken werken niet overal even goed en zijn dus niet universeel toepasbaar. Regionale verschillen in bodemtype, neerslag en landgebruik vragen om maatwerk.
Stielkennis en praktijkervaring zijn ook voor koolstofopslag in de bodem een cruciale factor: de bewerkingen en grondbetredingen op het juiste tijdstip kunnen uitvoeren, kiezen voor de meest geschikte rotaties, gewassen en rassen voor de plaats-specifieke situatie, een klimaatslimme bemestingsstrategie uitwerken…Het scheelt meer dan een slok op een borrel voor de finale bodemgezondheid.
In Vlaanderen blijven sommige veelbelovende technieken, zoals vaste rijpaden, grasland met vlinderbloemigenen diep-wortelende gewassen, vooralsnog onderbenut.

De bevindingen van EJP SOIL bieden concrete handvatten voor beleidsmakers en adviseurs. Investeren in bodemgezondheid is niet alleen essentieel voor klimaatdoelen, maar ook voor de lange termijn productiviteit van de Vlaamse landbouw.