Planten groeien niet zomaar vanzelf. Alhoewel we planten op de meest verassende plaatsen tegen komen hebben ze wel degelijk een aantal voorwaarden nodig om te kunnen groeien. In deze les ga je kijken naar welke voorwaarden dit zijn.
De wilg van Van Helmont
Om vast te stellen hoeveel voeding een plant uit de grond haalt, voerde de wetenschapper Jan Baptista van Helmont zo’n 350 jaar geleden een eenvoudig experiment uit.
Eerst vulde van Helmont een grote pot met precies 100 kilo aarde die hij grondig had gedroogd in een oven. Vervolgens bewaterde hij de grond en plantte een wilgenscheut. Hij woog de wilgenscheut op het moment dat hij geplant werd. Vijf jaar later woog hij deze opnieuw.
De scheut die aanvankelijk 2,5 kilo woog, groeide uit tot een kleine boom met een gewicht van bijna 85 kilo. tijdens het experiment voegde hij alleen water toe aan de grond om het vochtig te houden. De pot bedekte hij zorgvuldig met een metalen plaat, geperforeerd met kleine gaatjes, om te voorkomen dat stof zich ophoopt op het oppervlak van de grond. Na vijf jaar groei droogde van Helmont ook de aarde uit de pot en ontdekte dat de aarde slechts 200 gram was verloren.
Het grootste gedeelte van de 82 kilo die de wilgenscheut aan biomassa toegenomen is was afkomstig van water en lucht, slechts een klein deel van de biomassa kwam uit de grond.
Uit: Life in the soil van James B. Nardi
Lees de volgende tekst:
Een ander experiment
In een experiment in de jaren 50 van de vorige eeuw vroeg John Russell studenten om mosterdzaadjes te planten in een pot met grond waar eerder roggeplanten hadden gestaan (pot 1). De mosterd planten die in deze pot groeiden na het experiment slechts 17,8 gram, terwijl mosterdplanten die groeiden in grond waar geen andere planten groeiden (pot 2) 62,3 gram wogen.
Het gewichtsverlies in zowel pot 1 als pot 2 gedurende het experiment was bijna 0
Les 2 'Ontleden' van grond
Inleiding
Voor veel groeivoorwaarden zijn planten aangewezen op de grond. In deze les gaan we in het bodemlab kijken hoe die grond nu opgebouwd is.
Grond bestaat uit ....
1) Neem uit de schooltuin een grondmonster en vul een maatcilinder tot 500 ml. Verdicht nu rustig de grond tot het niet verder meer zakt.
a) Wat is er verdwenen?
b) Hoeveel ml grond is er over?
2) Weeg 100 gram grond af. Laat het monster 1 uur drogen op de verwarming.
a) Hoeveel gram is er over?
b) Wat is verdwenen?
3) Weeg 20 gram grond uit de pot in de zuurkast en gloei dit gedurende 10 minuten.
a) Wat is de kleur van grond voor en na het gloeien?
b) Hoeveel gram weegt de grond NA het gloeien?
c) Wat is er verdwenen?
4) Vul de bestanddelen van de grond in de onderstaande diagram in.
Les 3 Natuurlijke processen
Inleiding
We hebben in de eerste les gekeken naar de groeivoorwaarden. Dat aan al deze voorwaarden voldaan wordt is niet vanzelfsprekend. In deze les gaan we kijken naar de natuurlijke processen die in meer of mindere mate hieraan bijdragen.
We maken een onderscheid in voedsel in de grond, water in de grond en lucht in de grond.
Voedsel in de grond
Voedselkringloop
Hieronder vind je een afbeelding van de voedselkringloop.
Voedingsstoffen
Tijdens de mineralisatie wordt organische stof omgezet in anorganische stof, mineralen. Deze worden door de plant opgenomen als voedingstoffen. Lees paragraaf 4.4 en beantwoord de volgende vragen.
Biobeschikbaarheid
Voedingstoffen worden in de bodem vastgehouden. Dit gebeurd grofweg op drie manieren:
1) opgelost in bodemvocht
2) gebonden aan het klei-humus complex
3) gebonden in organische stof
De CEC van een bodem
We hebben gezien dat (positief geladen) voedingstoffen ook gebonden kunnen worden door het klei-humus complex. In zandgronden, waar nauwelijks kleimineralen in zitten, kunnen voedingstoffen alleen op deze wijze gebonden worden door humus. Humus op zichzelf is namelijk ook negatief geladen. De bindingscapaciteit is echter wel veel minder dan bij humus en kleideeltjes samen.
Je kan van elke voedingstof of mineraal een kringloop ontdekken en tekenen. Toch zijn er twee net iets interessanter dan de anderen en dat zijn de koolstofkringloop en de stikstofkringloop.
De onderstaande video bevat een uitleg van beide kringlopen. Bekijk deze zelf of gezamelijk in de klas.
De stikstofkringloop
De koolstofkringloop
Water in de grond
Inleiding
Water is een belangrijke groeivoorwaarde voor planten. Vooral in tijden van droogte zie je dat de planten heel heftig op een tekort aan water reageren. Maar wist je dat ongeveer 90% van het water dat een plant opneemt, ook weer verdampt?
Waarvoor hebben planten dan eigenlijk zoveel water nodig?
Al de neerslag die op de bodem valt zakt voor een groot gedeelte de grond in. In de bodem zitten lagen en wanneer dit water op een ondoordringbare laag stuit ontstaat een grondwaterlaag. Hoe diep deze laag zit wisselt per regio en is ook afhankelijk van de hoeveelheid neerslag.
De waterhuishouding van de bodem hangt dan ook voor een groot gedeelte af van de stand van dit grondwater. Te diep en het terrein is droogtegevoelig, te ondiep en je hebt wateroverlast.
Water is een groeivoorwaarde voor alle planten. De beschikbaarheid van water bepaald in grote mate welke planten je kan toepassen en welke ondersteuning je hierbij moet bieden.
Wanneer de planten met hun wortels bij het grondwater kunnen noemen we een dergelijke groeiplaats een grondwaterprofiel. Ze hebben ze een bron van water, zowel in het voorjaar als in de zomer en het najaar. Vaak, echter, zit het grondwater te diep. In een dergelijke groeiplaats moeten de wortels het hebben van het water dat na elke regenbui (of beregening) blijft hangen in de bovenlaag. Zo'n groeiplaats noemen we een hangwaterprofiel. Omdat de grondwaterspiegel van de winter naar de zomer daalt, kan het ook zijn dat de wortels in het voorjaar nog bij het grondwater kunnen maar in de zomer niet meer. Dit noemen we een contactprofiel.
Als je heel precies wilt vaststellen kan je de kritieke stijghoogte berekenen:
We kunnen het gelukkig ook bij benadering bepalen (er van uitgaande dat het profiel homogeen is en er geen storende lagen e.d. zijn).
Stap 1. Bepaal de GVG en de GLG. Dit kan je op een bodemkaart opzoeken maar moet je ook altijd middels een veldonderzoek staven.
Stap 2. Bepaal de grondsoort. Ook hier geld weer, dit kan je op een bodemkaart opzoeken maar moet je ook altijd middels een veldonderzoek staven.
Stap 3. Bepaal de capillaire opstijging welke bij deze grondsoort past. Gebruik hierbij onderstaande tabel:
Stap 4. Tel de capillaire opstijging bij de GVG op en bepaal de diepte vanaf waar het grondwater bereikbaar is.
Stap 5. Tel de capillaire opstijging bij de GLG op en bepaal de diepte vanaf waar het grondwater bereikbaar is.
Als het profiel geen belemmeringen heeft, reiken de wortels van kruidachtige planten tot ongeveer 90 cm diepte en van houtige planten tot ongeveer 130 cm diepte.
Wanneer je beplanting in de zomer het grondwater kan bereiken heb je te maken met een grondwaterprofiel. Wanneer je beplanting alleen in het voorjaar het grondwater kan bereiken is het een contactprofiel. Wanneer je beplanting zowel in het voorjaar als in de zomer niet bij het grondwater kan, heb je te maken met een hangwaterprofiel.
Zuurstof in de grond
Inleiding
Bijeengoedebodemstructuurbevindtzich in de bodemzuurstof. Dit is nodigvoor:
verbrandingsprocesin plantenwortels.
ontkieming van zaden.
verteringorganischmateriaal.
het bodemleven (wormen, aaltjes, mierenenz)
Onderstaande tabel geeft aan hoeveel % zuurstof nodig is voor een optimale groei van planten (bron: Handboek bomen 2022)
De meeste zuurstof bevindt zich in de bodemporiën. Hiervoor is het belangrijk dat de bodem een poriënvolume van 40-60% heeft (bodemstructuur). Deze poriën moeten dan ook niet helemaal met water verzadigd zijn.
Bodemademhaling
Lees de onderstaande tekst (Bodemademhaling) en maak de volgende twee vragen:
Bodemademhaling
De luchthuishouding van de bodem bestaat uit twee componenten: 1) het opnemen of verbruiken van zuurstof (O2) en de productie van koolstofdioxide of koolzuurgas (CO2) en 2) het transport van deze gassen tussen de atmosfeer en de bodem. De belangrijkste gebruikers van zuurstof en producenten van koolzuurgas zijn wortels en micro-organismen. Wortels hebben zuurstof nodig om water en voedingsstoffen op te kunnen nemen. Micro-organismen zijn betrokken bij allerhande processen in de bodem, zoals afbraak van organische stof en chemische omzettingen. Ook zij hebben hierbij zuurstof nodig en produceren koolzuur. In vruchtbare gronden wordt ruwweg 2/3 van de zuurstof gebruikt door micro-organismen en 1/3 door wortels. Door de sterke verschraling van de bovengrond zal deze verhouding op grassportvelden weleens heel anders kunnen liggen. Voor de handhaving van een goed van zuurstof voorzien (aëroob) wortelmilieu moet zuurstof worden aangevoerd en het geproduceerde koolzuurgas worden afgevoerd. Dit proces wordt aëratie of ook wel bodemademhaling genoemd en vindt plaats door gasuitwisseling tussen atmosfeer en bodemlucht.
Transport van zuurstof en koolzuur
Als in voorjaar en zomer het gras stevig staat te groeien, is het zuurstofgebruik door wortels en micro-organismen in de bodem op z’n hoogst. Het is van belang dat zuurstof dan voldoende snel naar de wortels wordt aangevoerd en koolzuur afgevoerd. Er zijn twee vormen van transport van gassen in de bodem: massastroming en diffusie. Massastroming is verplaatsing van lucht van de atmosfeer naar en in de bodem onder invloed van drukverschillen. Die drukverschillen worden veroorzaakt door atmosferische luchtdrukveranderingen, door wind, temperatuurverschillen, een indringend vochtfront en een dalende grondwaterstand. Door temperatuurveranderingen in de bodem veranderen volumes van water en lucht, waardoor verplaatsing van water en lucht kan optreden. Tijdens het dalen van de grondwaterstand worden grotere watergevulde poriën leeggezogen en met lucht gevuld. Diffusie is echter verreweg het belangrijkste proces voor transport van zuurstof en koolzuur. Bij diffusie verplaatsen zich stoffen door lucht en water onder invloed van concentratieverschillen. Zij stromen van een omgeving met hoge concentratie naar een omgeving met lage concentratie, net zolang tot de concentratieverschillen zijn afgevlakt. Bij zuurstofopname is de zuurstofconcentratie rond de wortel lager dan op enige afstand. Dit concentratieverschil brengt een stroming van zuurstof vanuit de omgeving naar de wortel op gang. Bij koolzuur is het precies andersom. In de bodem vindt diffusie plaats via doorlopende poriën. Hoe vlot zo’n diffusie van zuurstof of koolzuur verloopt hangt af van de bodemstructuur, van het volume lucht in de bodem, van de vorm en continuïteit van de luchtgevulde poriën en met name ook van de vochttoestand. Hoe natter de grond en hoe meer fijne poriën, die het water vasthouden (bijvoorbeeld na verdichting), hoe langzamer de aanvoer van zuurstof en de afvoer van koolzuurgas. Het transport van zuurstof gaat door lucht meer dan 10 000 x zo snel als door water, ofwel sneller door 1 meter lucht dan door 1 mm water. Vandaar dat gezorgd moet worden dat transport over grotere afstanden niet door water, maar via met lucht gevulde poriën kan verlopen. De luchthuishouding is de resultante van de waterhuishouding en de bodemstructuur. De luchthuishouding is zeer gebaat bij een droge grond met goede structuur.
Achtergrond informatie Bodemvoedselweb
Het is een behoorlijk technisch verhaal maar in een notendop staat hier wel beschreven welke onderdelen en functies het bodemvoedselweb heeft.
Les 4 Groeiplaatsproblemen en -oplossingen
Gastles
Les 5 Onderzoek substraatmonsters
Om de groeivoorwaarden te kunnen bepalen en regelen werken we vaak niet met standaard grond maar met speciaal ontwikkelde substraten. In deze les gaan we in het bodemlab kijken naar enkele substraten en hun eigenschappen.
Hieronder staan de belangrijkste groeivoorwaarden nog eens samengevat. Wat kunnen we bij de verschillende substraten meten?
Het arrangement BNN | Groeiplaatsen is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Maurice van Bijnen
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2022-12-18 08:40:13
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Groen in de stedelijke omgeving is momenteel heel belangrijk in het bevorderen van de biodiversiteit en de klimaatadaptatie. Wat betreft groeiplaats biedt de stedelijke omgeving de nodige uitdagingen. In dit arrangement leer je te kijken naar de bodem als groeiplaats voor planten. Hopelijk geeft dit je voldoende zicht op de mogelijkheden en onmogelijkheden van groen in de stad.
Groen in de stedelijke omgeving is momenteel heel belangrijk in het bevorderen van de biodiversiteit en de klimaatadaptatie. Wat betreft groeiplaats biedt de stedelijke omgeving de nodige uitdagingen. In dit arrangement leer je te kijken naar de bodem als groeiplaats voor planten. Hopelijk geeft dit je voldoende zicht op de mogelijkheden en onmogelijkheden van groen in de stad.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
water in de bodem.pptx
