Begrippen
In dit deel ga ik dieper in op de bodemchemie en de zaken die daarbij komen kijken, als we de natuur willen herstellen naar z'n oorspronkelijke glorie.
Natuurlijke selectie
Ecologen onderzoeken het veld als regel aan het oppervlak en associëren de groei van ongewenste gewassen, zoals pijpenstrootjes, bramen en brandnetels, op basis van het voorkomen van mest minnende soorten, waaruit conclusies worden getrokken over vermesting (eutrofiëring). Daardoor denken zij vaak dat deze gewassen zich vestigen onder invloed van stikstof depositie. Maar in een gemeenschap van gewassen, krijgen de soorten met korte wortels het eerst te maken met verdroging, waardoor de soorten met lange wortels, zoals: pijpenstrootjes, bramen en brandnetels, zich manifesteren als dominant.
Dit proces staat bekend als natuurlijke selectie.
De opkomst van soorten met lange wortels is bij het kappen en vervangen van bos door heide vaak een indicator dat het assimilatie predicaat voor de heide, met z'n kortere wortels, al langere tijd niet voldaan wordt.
De bodem die ademt
De dikte d(h) van de waterfilm die zich met behulp van de polaire watermoleculen, hecht aan de zand of lösskorrels in de bodem speelt een belangrijke rol bij de vorm van de assimilatie curve.
Er bestaat een constante h½ waarvoor geldt: d(h+h½)/d(h), met als gevolg dat de dikte van de waterfilm met een factor {1/16, 1/32} dunner wordt over een lengte van{4, 5}h½.
De lengte van het interval van verwelking {ll, l} staat tot de lengte van het interval van maximale groei {l, h}, verhoudt zich ongeveer als 1 : 4 voor bijvoorbeeld een zand bodem, met h½ = 0.25m.
Het oppervlak van de korrels, waar het polaire watermolecuul zich via adhesie aan hecht, is fenomenaal. Als we aannemen dat de korrels een diameter hebben van 1mm dan is het oppervlak per m3 in de orde van grootte van 1000m2 per m2 maaiveld. Daarmee is het oppervlak waarmee de bodem ademt nog groter dan het oppervlak van onze longen.
Dit verklaart ook waarom lössgrond, met z'n kleinere korrels, vanwege het veel grotere beluchtte oppervlak, van nature een vruchtbare bodemsoort is. Het fenomenaal grote oppervlak is van groot belang voor de
natuurlijke nitrificatie en zorgt er, ook voor dat
de depositie van stikstof geen rol van enige betekenis speelt voor gewassen.
Het valt op dat het onderzoek nooit bespreekbaar gemaakt wordt, het zijn buitenlandse onderzoekers die, wie wil dat niet, graag met behulp van de EU, een budget van 25-30 miljard €, willen verwerven, die de resultaten bevestigen.
Wetenschappelijk onderzoek was nog nooit zo eenvoudig geweest! Maar schijn bedriegt! Ik zal het gehele probleem van de bodemchemie oplossen. Door heel veel fouten die gemaakt worden op te sporen, en de werkwijze aan te passen.
Wetenschappelijk onderzoek was nog nooit zo eenvoudig geweest! Maar schijn bedriegt! Ik zal het gehele probleem van de bodemchemie oplossen. Door heel veel fouten die gemaakt worden op te sporen, en de werkwijze aan te passen.
Natuurlijke nitrificatie
Als gevolg van het enorm grote contactoppervlak tussen de waterfilm en de lucht, als beschreven in de bodem die ademt, kunnen bacteriën die zich in deze waterfilm bevinden stikstof en zuurstof (N2 en O2) uit de lucht, in water H2O omzetten naar mest.
Eerst zet de cyaanbacterie het stikstof en waterstof gas uit de (bodem)lucht om in ammoniak
NH3, deze overgang van de gas fase naar de vloeistoffase,
noemen we de:
Natuurlijke nitrificatie
Als gevolg van het enorm grote contactoppervlak tussen de waterfilm en de lucht, als beschreven in de bodem die ademt, kunnen bacteriën die zich in deze waterfilm bevinden stikstof en zuurstof (N2 en O2) uit de lucht, in water H2O omzetten naar mest.
Eerst zet de cyaanbacterie het stikstof en waterstof gas uit de (bodem)lucht om in ammoniak
NH3, deze overgang van de gas fase naar de vloeistoffase,
noemen we de:
Stikstoffixatie
N2 + 3 H2 → 2 NH3
Vervolgens zet de nitrobacter de ammoniak om in mest:
NOx-
dit noemen we de:
Nitrificatie
2 NH3 + 3O2 → 2 NO2- + 2 H+ + 2 H2O
2 NO2- + O2 → 2 NO3-
De twee chemische reacties produceren de mest
NOx-, die in de vormen
NO2- en
NO3- stabiel in water voor kan komen.
Een langzaam proces
De bodemchemische processen verlopen als regel zeer langzaam. Om toch voldoende mest aan te kunnen maken in natuurgebieden, moet het beluchtte oppervlak bij de natuurlijke nitrificatie heel groot zijn.
De zuurgraad als regulator
De aanmaak van de meststoffen stopt als de zuurgraad in de bodem een maximum heeft bereikt. Potentieel kan dat betekenen dat het verlies van meststoffen naar de bodem in een bos een kleinere waarde aanneemt vergeleken met de situatie in de landbouw. Maat juist bij het binnenhalen van gras kan een boer opnieuw mest inbrengen, waardoor dat voordeel juist weer teniet wordt gedaan.
Bemesting in natuurgebieden
De natuurgebieden zijn voor hun mest volledig aangewezen op de vorming van mest door natuurlijke nitrificatie. Daar komt geen meststoffenwet aan te pas. Maar om zinvolle wetgeving te kunnen maken moeten we wel weten hoeveel mest er via natuurlijke nitrificatie wordt aangemaakt.
Op een weiland brengt een agrariër voor elke snee gras een deel van de jaarlijkse mestgift op, dat is vergelijkbaar met wat er bij natuurlijke nitrificatie wordt gedaan door bodembacteriën in een bos, ook daar wordt een deel van de jaarlijkse mestgift klaargemaakt totdat deze stikstof aanwas vermindert op geleide van de zuurgraad: de pH.
Denitrificatie
Mest verliezen naar de bodem worden door denitrificerende bodembacteriën in de watervoerende laag afgebroken:
2NO3- + 2CH2O + 2H+→
N2O + 2CO2 + 3H2O
2N2O → 2N2 +
O2
Deze stelling is met name voor de realisatie van het natuur doel van groot belang in combinatie met het kwel predicaat, die het ontstaan van kristalheldere beekjes in natuurgebieden beschrijft, op plaatsen waar mest wordt gevormd door natuurlijke nitrificatie en waar een residu van de mest overblijft.
Hoge concentraties
Bij het proces van denitrificatie is er sprake van een chemische reactie waarbij de meststof de reactie energie bevat, in dat geval is het proces erbij gebaat dat de mest concentratie relatief hoog is. Als ze laag zou zijn dan is de kans dat de denitrificerende bodembacteriën uitsterven groot.