Effect van vernatting op afbraakprocessen in de veenbodem
Wat is het effect van vernatting van veen op afbraakprocessen in de bodem? Recent zijn vanuit het NOBV twee wetenschappelijke artikelen gepubliceerd in het vakblad Geoderma die op deze vraag ingaan. Het eerste artikel, van PhD student Jim Boonman en NOBV collega’s, ging in op het gebruik van de redoxpotentiaal als proxy voor de afbraakprocessen die in de bodem plaatsvinden. Het tweede artikel, van B-WARE onderzoeker Sarah Faye Harpenslager en NOBV collega’s, gaat over het effect van vernatting op de chemie van het poriewater in de bodem, wat een directe indicatie is van deze afbraakprocessen. Dit artikel is gebaseerd op de uitgebreide metingen aan de poriewaterchemie die de afgelopen 3,5 jaar binnen het NOBV zijn uitgevoerd. Daarbij zijn op zo’n 8 tot 10 momenten per jaar op vier locaties in het veenweidegebied metingen uitgevoerd, op zowel een perceel met WIS als een referentieperceel. Dit gebeurde op drie verschillende dieptes en op verschillende afstanden van de drains (in geval van een WIS-systeem).
De metingen tonen aan dat op de percelen met de WIS-systemen waar de grondwaterstand in de zomer hoger en jaarrond stabieler was, anaerobe afbraakprocessen in de veenbodem domineren. Onder deze zuurstofloze condities werden andere (alternatieve) elektronenacceptoren gebruikt dan zuurstof. Dit zijn bijvoorbeeld nitraat, ijzer en sulfaat. Afbraak van organisch materiaal middels deze alternatieve elektronenacceptoren levert minder energie op voor microben dan afbraakprocessen met zuurstof. Hierdoor gaat de afbraak onder anaerobe condities langzamer dan de afbraak in aanwezigheid van zuurstof, waardoor de CO2-emissies zullen afnemen.
Op de referentiepercelen zonder WIS-systeem waren de fluctuaties van de grondwaterstand daarentegen aanzienlijk, met lage grondwaterstanden in de zomer (60-100 cm-mv) en hoge grondwaterstanden in de winter (0-20 cm-mv). Hierdoor domineerden aerobe afbraakprocessen tot een diepte van 50-75 cm-mv ten tijde van de laagste grondwaterstanden. In de herfst en winter, wanneer de bodem natter wordt, ontstaan opnieuw anaerobe condities waarbij alternatieve elektronacceptoren worden benut.
De twee artikelen geven gecombineerd een goed beeld van het effect van WIS-systemen op afbraakmilieus in de veenbodem. Door een stabielere en hogere grondwaterstand zorgden de WIS-systemen voor meer anaerobe condities in ondiepe bodemlagen (45 cm-mv). Vernatting leidt daardoor tot een langzamere afbraak en daarmee tot minder CO2-emissies. Uit het NOBV onderzoek blijkt echter ook dat bij verregaande vernatting (grondwaterstanden boven de 20 cm onder maaiveld) methaanemissies toenemen. Onder sterk anaerobe omstandigheden wordt namelijk methaan gevormd, welke bij zeer hoge grondwaterstanden kan ontsnappen naar de atmosfeer.
De twee typen metingen die in de artikelen worden geanalyseerd vullen elkaar goed aan en helpen om de bodemprocessen te monitoren. Het gebruik van redoxsensoren, zoals in het artikel van Jim Boonman en collega’s, heeft het voordeel dat ze continue meten en relatief goedkoop zijn ten opzichte van de arbeidsintensieve metingen aan de chemie van het poriewater. Om de redoxmetingen goed te kunnen interpreteren op een bepaalde locatie zijn echter ook de chemiemetingen voor een bepaalde tijd noodzakelijk voor validatie. Op basis van deze inzichten kan een optimale meetstrategie worden gezocht in het vervolgonderzoek.
