Microben in compost breken methaan af

'Je moet het effect van compost als afbreker van methaan in de juiste proporties zien', zegt onderzoeker Paul Bodelier. Hij geeft uitleg over de 'toegevoegde waarde van onbekende microben in compost' op zijn werkplek bij het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) in Wageningen. 'Er zijn microben die kunnen leven van lucht waarin heel lage hoeveelheden van de gassen waterstof, koolmonoxide en methaan zitten. En deze microben zijn belangrijk voor ons klimaat.'

Methaan kan via de lucht in bodems doordringen. Als er in de bodem weinig zuurstof is, kan ook daar methaan ontstaan. In de bodem zitten bijzondere microben die de kans grijpen dit methaan af te breken. Het gaat om organismen met unieke enzymen die daardoor kunnen leven van lage hoeveelheden methaan. Zij dragen zo bij aan reductie van broeikasgassen.

Ze doen dit al in hoge mate in bosbodems en natuurlijke graslanden, terwijl landbouwbodems veel minder geschikt zijn voor deze microben. Maar door die bodems te 'enten' met microben uit compost, kan de methaanafbraakcapaciteit deels worden hersteld. Zo dragen ook landbouwbodems bij aan het terugdringen van de opwarming van de aarde.

'Droge' bodems bevatten volgens Bodelier erg weinig methaan. Maar via de lucht komt methaan in de bodem. De concentratie in de lucht neemt met 1 procent per jaar toe, wat mogelijkheden biedt voor bacteriën in de toplaag van de bodem.

'Een specifieke groep kan leven van dat lage percentage in de lucht. Landbouwactiviteit leidt tot onderdrukking van die soorten. Met kennis uit diverse projecten weten we hoe we het methaanafbraakproces in landbouwbodems zouden kunnen sturen', geeft de onderzoeker van NIOO-KNAW aan.

Effecten op klei en zand

Voor een onderzoeksproject van stichting BE-Basic werden de effecten van organische reststromen op de uitstoot van broeikasgas uit landbouwgrond getest op klei (Lelystad) en zand (Vredepeel). Naast zuiveringsslib, papierpulp en bietenblad werd compost onderzocht.

'Er was afbraak van deze reststromen, waarbij tegelijkertijd de opname van methaan uit de lucht werd verhoogd', vertelt Bodelier. Compost bleek het beste uit de bus te komen, als naar opname van methaan werd gekeken en tegelijkertijd naar de uitstoot van CO2 en lachgas. 'Voeg compost toe en je hebt de beste broeikasgasverlager.'

Compost, en zeker groencompost, is slechts in beperkte mate beschikbaar. 'Bovendien weten we dat in de landbouw nooit alleen compost wordt gebruikt. Daarom onderzochten we verschillende compostsoorten in mengsels, dus ook met digestaat en zuiveringsslib.' Bodelier laat grafieken zien die aantonen dat de werking in de mengsels ook methaanafbrekend is. In groencompost blijken de meeste methaanafbrekers te zitten.

'Verrassend voor ons was dat de soorten die positief bijdragen aan het effect ook daadwerkelijk in de bodem overleven en zelfs toenemen. De hoeveelheid compost en reststroom speelde wel een grote rol. 20 ton per hectare werkt wel, 5 ton niet', aldus de onderzoeker.

De werking van groencomposten is veel hoger dan van gft-composten, waarbij de 'schimmelverrijkte groencompost' het beste werkt. Compostproducenten zouden kunnen sturen op de optimale kwaliteiten en samenstelling van het microleven in de compost. 'Uitgangsmateriaal, voorbewerking en hoe lang je het laat liggen, blijken bepalend te zijn voor de actieve soorten in de compost', legt Bodelier uit.

Bodems die jarenlang geen specifieke methaanafbrekers meekregen verliezen hun actieve afbraak. Om dit te onderzoeken, is een bodem nodig waarvan een lange geschiedenis bekend is. Die bodems vonden de onderzoekers bij onderzoekslocaties in het buitenland. Toevoegen van de specifieke compost met organismen reactiveerde het proces.

Juiste combinatie

Gft-compost bevat meer ammoniumzouten, wat methaanmicroben remt, en krijgt geforceerd lucht, waardoor minder methaan wordt gevormd. Hierdoor ontstaat een verschil in aantallen en samenstelling van de juiste methaanoxiderende bacteriesoorten. Een speciale compost, waarbij meer op schimmels is gestuurd, bevat meer methaanmakers en -eters. De juiste combinatie van beide kan in de bodem heel gunstig uitpakken.

Bij de productie van compost kunnen de makers de soorten stimuleren die met veel en ook weinig methaan kunnen overleven. Een andere groep micro-organismen in de compost blijkt lachgas af te breken, dat is ook een sterk broeikasgas.

Proces van lange adem

'Het kost tijd om al die verschillende mechanismen te leren begrijpen', stelt Bodelier. 'Van de interactie van al deze organismen weten we nog niet zoveel. Het is wel duidelijk dat de microben in de compost in de bodem overleven. Hoe functioneel ze in het veld zijn en waar hun werking door wordt bepaald, moeten we onderzoeken.'

De onderzoeker weet wel dat er methaanvormende bacteriën in de complexe set van verschillende organismen zitten, die in principe tot een hogere methaanuitstoot kunnen leiden. 'Maar die kunnen er juist ook voor zorgen dat de methaanafbrekers in leven blijven, waardoor ze snel actief worden bij toename van methaan in hun omgeving. Dus wat op eerste oog slecht lijkt, kan in de bodem goed uitpakken.'

Slim inzetten van groencompost verrijkt de bodem

Groencompost mengen met andere reststromen mag, zolang het geen mest is. Dat zou de ruimere vrijstelling van compost voor de mineralenboekhouding in de weg zitten. Ecoloog Paul Bodelier denkt dat boeren zelf reststromen kunnen mengen. Zo kan de methaanafbrekende werking van compost op meer hectares worden benut. Landbouwbodems worden dan klimaatvriendelijker.

Toepassing van organische reststromen samen met gewasresten en groenbemesters maakt de landbouw duurzamer. Bodelier: 'Het verrijkt en activeert het bodemmicroleven. Samen met de Vereniging Afvalbedrijven en de Branche Vereniging Organische Reststoffen kijken we wat er allemaal kan met de microbiologie in compost. Er zijn meer mogelijkheden dan structuurverbetering en watervasthoudend vermogen.'

Compost levert een belangrijke bijdrage aan een weerbaar landbouwsysteem, stelt de ecoloog. Een meerwaarde ten opzichte van minerale bemesting. 'Uiteindelijk willen we sturen op een gezond microbioom. Daar proberen we bewustwording voor te creëren. Dat gaat de komende jaren gebeuren in het ClipsMicro-project in het kader van de Nationale Wetenschapsagenda.'

De interesse in de biodiversiteit van het bodemleven neemt sterk toe. Binnen de bodemstrategie van de EU is hier aandacht voor en is veel mogelijk voor het opzetten van onderzoeksprojecten en samenwerkingen. 'Kijk naar het grote geheel', benadrukt Bodelier. 'Er gaat en moet van alles gebeuren, ook al is nu nog vaak onduidelijk hoe het precies werkt. We willen weten hoe je het bodemleven de juiste kant op kunt sturen.'