Moderne landbouwpraktijken, met name diepe grondbewerking, verstoren het natuurlijke vermogen van de bodem om water te absorberen en vast te houden, waardoor de kwetsbaarheid voor zowel overstromingen als droogtes toeneemt. Een nieuwe studie gepubliceerd in Science op 19 maart onthult dat zwaar ploegen de microscopische paden beschadigt waardoor water effectief in de grond kan infiltreren. Deze degradatie is niet alleen inefficiënt voor de groei van gewassen, maar vermindert actief de veerkracht van het land tegen extreme weersomstandigheden.
Hoe het onderzoek werd uitgevoerd
Onderzoekers onder leiding van geofysicus Qibin Shi van de Chinese Academie van Wetenschappen gebruikten een nieuwe methode om de waterbeweging ondergronds te monitoren. Ze gebruikten glasvezelkabels – doorgaans gebruikt voor supersnel internet – als zeer gevoelige seismische sensoren. Deze kabels kunnen zelfs subtiele trillingen detecteren die worden veroorzaakt door water dat door de grond stroomt.
Het experiment vond plaats op de landbouwproefboerderij van de Harper Adams Universiteit in Engeland. Onderzoekers hebben 27 percelen voorbereid met behulp van drie verschillende bewerkingsdieptes: zonder bewerking, ondiep tot (10 cm) en diep tot (25 cm). Elke diepte werd ook gevarieerd op basis van het gewicht van de gebruikte machines, waarbij rekening werd gehouden met bodemverdichting.
Belangrijkste bevindingen: Waterbeweging belemmerd door ploegen
Gedurende drie dagen in maart 2023 volgde het team de interactie van regenwater met elk perceel. De resultaten waren duidelijk: dieper ploegen en grotere verdichting leidden tot een grotere waterophoping op het oppervlak, in plaats van tot een gezonde infiltratie. Dit oppervlaktewater verdampte snel in zonlicht, wat de droogte verergerde. Omgekeerd zorgde de minder bewerkte grond ervoor dat het water zich gelijkmatiger onder de grond kon verdelen.
De wetenschap erachter: verstoorde capillaire werking
De studie legt uit dat water door poreuze grond beweegt via capillaire werking en niet via zwaartekracht. De kleine ruimtes tussen de bodemdeeltjes werken als capillairen: dezelfde krachten die ervoor zorgen dat water in een smalle glazen buis kan klimmen. Deze beweging gaat niet over water dat in de grond valt, maar dat het naar binnen wordt getrokken door hechting aan de grond en cohesie tussen watermoleculen.
Wanneer deze paden worden verstoord door ploegen of worden verdicht door zware machines, worden de capillaire krachten sterker, waardoor de waterstroom wordt belemmerd. Het model bevestigde dat beschadigde bodemnetwerken water vasthouden nabij het oppervlak, waardoor het gevoeliger wordt voor verdamping en afvloeiing.
“Het verstoren van de natuurlijke structuur van de bodem maakt de landbouw niet alleen moeilijker, het maakt land ook minder stabiel in een veranderend klimaat”, merkt Qibin Shi op.
Dit onderzoek onderstreept de noodzaak om conventionele grondbewerkingspraktijken te heroverwegen ten gunste van methoden die de bodemstructuur behouden en het vasthouden van water verbeteren. De langetermijngevolgen van het voortdurende diepe ploegen zijn duidelijk: een groter risico op zowel overstromingen als droogte, en mogelijk een verminderde landbouwproductiviteit.
