Bodemleven en plantenrijkdom: kwaliteit gaat voor kwantiteit

Bacteriën, schimmels, aaltjes (nematoden): ze zijn vaak niet of nauwelijks met het blote oog te zien, maar voor een gezonde bodem zijn ze onmisbaar. Planten, dieren en mensen hebben die gezonde bodem nodig om te overleven. Maar de bodem staat onder druk: door bebouwing, intensieve landbouw, overbemesting en verlaging van de grondwaterspiegel.

Eén van de gevolgen daarvan is dat de rijkdom aan verschillende plantensoorten bijna overal afneemt. En als de rijkdom aan plantensoorten kleiner wordt, wordt ook de rijkdom aan grotere bodemorganismen zoals springstaarten en duizendpoten minder en nemen de aantallen ervan af: dat blijkt uit onderzoek. Maar wat zijn de effecten op de kleinere organismen, zoals bacteriën en schimmels? Die zijn voor een gezonde bodem immers net zo belangrijk. "Daarover was nog maar weinig bekend", zegt NIOO-onderzoeker Sigrid Dassen. "In mijn promotieonderzoek heb ik daarom juist gekeken naar de effecten van afnemende plantensoortenrijkdom op deze kleinste bodembewoners."

Akkers in Duitsland

Ze ging naar Jena, in Duitsland, waar op stukken braakliggende akker twee langlopende experimenten zijn opgezet. In het ene experiment werden 15 jaar geleden 82 veldjes ingezaaid met graslandplanten: sommige met maar 1 soort, andere met 2, 4, 8, 16 of maar liefst 60 soorten. In het andere experiment werden 5 jaar geleden veldjes ingezaaid met combinaties van plantensoorten waarvan de eigenschappen verschillen. Bij allebei de experimenten is in detail onderzocht welke bacteriën, schimmels en aaltjes na verloop van tijd in de grond en rond de plantenwortels voorkwamen. En wat blijkt? Alleen op de soortenrijkdom van schimmels had een groter aantal plantensoorten een positief effect. Voor de andere groepen maakte het nauwelijks iets uit.

Hoe dan ook kwamen de effecten die door de plantengemeenschap werden veroorzaakt pas op de tweede plaats, zegt Dassen. Het allerbelangrijkste was de hoeveelheid grove en fijne bodemdeeltjes: de bodemtextuur. "De samenstelling van bacteriën en schimmels was veelal afhankelijk van de verhouding tussen de grotere (zand)deeltjes en de kleideeltjes", legt ze uit. "Die verhouding heeft ook een groot effect op het watervasthoudend vermogen van de bodem, en op de manier waarop het bodemleven zich door de bodem kan verplaatsen en verstoppen."

Specifieke eigenschappen

Wat betreft de invloed van de aanwezige planten en hun eigenschappen: opvallend was dat in veldjes met alleen vlinderbloemigen, de samenstelling van zogenaamde mycorrhizaschimmels sterk afweek vergeleken met veldjes waar alleen maar gras of kruiden groeiden. Mycorrhizaschimmels zijn schimmels die in symbiose leven met planten, en voornamelijk fosfaat en stikstof uitwisselen in ruil voor plantensuikers. Vlinderbloemigen hebben symbiotische wortelbacteriën die zelf stikstof uit de lucht kunnen vastleggen, maar dat kost relatief veel fosfaat.

"Mogelijk zijn de soorten mycorrizhaschimmels van vlinderbloemigen gespecialiseerd in het aanvoeren van grotere hoeveelheden fosfaat", vermoedt Dassen. Daarnaast zag ze dat de gemeenschapssamenstelling van aaltjes en schimmels in de bodem samenhing met het bedekkingspercentage gras en kruiden. "De resultaten wijzen erop dat planten met gelijkaardige eigenschappen een gemeenschappelijk effect hebben op organismen in de bodem." De planteneigenschappen waarnaar gekeken is, zijn onder andere worteldiepte, worteldichtheid, bladoppervlak en groeistart.

Plaats in het voedselweb

Veranderingen in specifieke eigenschappen blijken dus een sterkere invloed te hebben op de samenstelling van het bodemleven dan plantensoortenrijkdom of de identiteit van functionele groepen van planten. Schimmels zijn daarbij het meest gevoelig.

Verder komt uit het onderzoek ook naar voren dat de voedselvoorkeur erg belangrijk is. Organismen die rechtstreeks van levend plantenmateriaal eten (plantensymbionten en worteleters) reageren sterker op de aanwezige planteigenschappen dan organismen die er verder vanaf staan (strooiseleters en predatoren). Zo worden aaltjes en protisten niet altijd direct beïnvloed door veranderingen in de plantengemeenschap. Zij zijn immers veelal gespecialiseerd in het eten van andere kleine organismen. Sigrid Dassen: "De resultaten duiden erop dat de positie in het bodemvoedselweb een rol speelt bij hoe gevoelig bodemorganismen zijn voor veranderingen in de plantengemeenschap."

Toekomstige toepassingen

In de toekomst zouden de bevindingen uit haar promotieonderzoek bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden bij de aanleg van akkerranden en bloemenstrips langs wegen. "Door planten met verschillende eigenschappen te selecteren, kunnen we zowel bovengronds als ondergronds de biodiversiteit stimuleren", concludeert Dassen. De biodiversiteit stimuleren: een thema dat de komende tijd alleen maar belangrijker zal worden.

Tekst: NIOO-KNAW
Foto's: Wageningen UR; Sigrid Dassen, NIOO-KNAW
Illustratie: Ron de Goede