Biochar als bodemverbeteraar, een uitgebreid artikel in het Nederlands tijdschrift voor Natuurkunde
Klimaat- en ecologische crises en de stijgende vraag naar voedsel vereisen een drastische verandering van ons landgebruik en onze voedselproductie. Landbouw is verantwoordelijk voor grofweg een derde van het klimaat probleem en klimaatverandering. Bodemdegradatie zorgt voor risico’s voor onze voedselproductie, en we moeten dan ook op zoek naar oplossingen binnen de landbouw. Technologieën die bijdragen aan klimaatbestendige bodems zullen een belangrijke rol spelen in de toekomst. Spaak is gevraagd door het Nederlands tijdschrift voor Natuurkunde om haar visie te delen en de rol die Spaak voor biochar ziet toe te lichten.
Het volledige artikel is te vinden in het Nederlands tijdschrift voor Natuurkunde, nummer 7, jaargang 86, juli 2020. Hieronder een samenvatting.
De Nederlandse bodem
Economisch haalbare voedselproductie valt of staat met een gezonde (bovenlaag van de) bodem. Wat men bovenop die bodem doet zorgt voor opbouw of afbraak van die laag. De opbouw gaat op natuurlijke wijze met ongeveer drie centimeter per duizend jaar. Echter, als we niets veranderen aan de conventionele landbouw, dan breekt die laag in rap tempo af. In het huidige tempo hebben we nog zo’n zestig jaar te gaan voordat die vruchtbare laag op bouwgronden is verdwenen.
De vruchtbaarheid van een bodem hangt af van veel verschillende factoren, maar is enigszins te versimpelen tot een handjevol kwantificeerbare parameters, zoals watervasthoudend vermogen, bodemstabiliteit en kationen-omwisselingscapaciteit, oftewel de mate waarin de bodem elektrisch geladen nutriënten – zoals kalium (K+), calcium (CA2+) en nitraat (NPO3-) – kan uitwisselen. Kijkend naar deze parameters is het met de huidige Nederlandse bodem niet goed gesteld. Spaak ziet biochar als de oplossing in het bodem-, maar ook klimaatvraagstuk.
Wat is biochar?
Biochar is biomassa die in een zuurstofarme omgeving is verhit. Dit zorgt ervoor dat een deel van de biomassa wordt omgezet in syngas (voornamelijk CH4, H2, CO en CO2, te gebruiken voor warmte- of elektriciteitsproductie) en de rest blijft als houtskool achter. Deze vorm van houtskool krijgt, mits aan een aantal criteria voldoet, het predicaat biochar. Biochar bestaat voornamelijk uit koolstof en is bestand tegen mineralisatie door micro-organismen.
Biochar verbetert de bodem op drie manieren; fysisch gezien zorgt de porositeit voor een sponsachtige werking, die water kan vast houden, wat zorgt voor voldoende zuurstof voor de wortels. Die wortels kunnen zich aan het biochar binden om hier water en nutriënten aan te onttrekken. Die nutriënten blijven weer beter gevangen in het biochar en zijn daarom beter beschikbaar, door het grote oppervlakte van biochar. Dat oppervlakte zorgt voor een hoge mate aan functionele groepen, o.a. stikstof en zuurstofverbindingen op de koolstof waar nutriënten aan kunnen binden door middel van ionenuitwisseling. Dit vermindert bijvoorbeeld de nitratenverontreiniging in water naast akkers. Biochar fungeert hierdoor als het ware als een soort val waar micro-organismen, nutriënten, wortels en water in gevangen worden. De eigenschappen van de bodem verschuiven hierdoor in functie en zetten een klein stapje in de richting van een natuurlijkere humusrijke bodem.
Toepassingen biochar
In Nederland heeft de toepassing vooral zin in zandbodems, aangezien deze het meest kwetsbaar zijn voor droogte en uitspoeling. Naast akkerbouw is ook de glastuinbouw een kansrijke sector voor biochar. De CO2 besparing door gebruik van biochar is enorm, om nog maar te zwijgen over de impact op water- en nutriënten gebruik. Biochar laat zien dat op natuur gebaseerde technieken een uitkomst kunnen bieden om op lokale schaal reststromen te valoriseren, energie op te wekken en tegelijkertijd bodems klimaatbestendig te maken en CO2 vast te leggen.
Momenteel is landbouw zowel veroorzaker als slachtoffer van de klimaatcrisis. Door de complexiteit van ons voedselsysteem te omarmen en nieuwe samenwerkingen te ontwikkelen is het mogelijk om nu en in de toekomst de landbouw deel van de oplossing te maken.
Wil je meer weten over dit project? Of kijken wat biochar voor jouw organisatie kan betekenen? Neem dan contact op met Dan Mulder, oprichter en consultant.