Spelen met het waterpeil om te weten hoeveel broeikasgas een veenweide uitademt

Video Wouter de Wilde

We lopen een weiland van een melkveebedrijf in, aan de zuidkant van Zwartsluis. „Dit is het raarste weiland in ons hele onderzoek”, zegt geoloog Gilles Erkens, die werkt bij kennisinstituut Deltares en aan de Universiteit Utrecht. „Hier gebeurde precies het tegenovergestelde van wat we verwachtten.”

Erkens coördineert het Nationaal Onderzoeksprogramma Broeikasgassen Veenweiden (NOBV), dat onderzoekt hoe de uitstoot van broeikasgassen, met name CO2, uit veenweidegebied is te verlagen. Die uitstoot is nu relatief hoog: die van CO2 bedraagt ruim 5 megaton (Mton), en dat is bijna 5 procent van het huidige landelijke totaal. In het Klimaatakkoord (2019) is vastgelegd dat de uitstoot van broeikasgassen uit veenweidegebied in 2030 met 1 Mton moet zijn verlaagd. Qua oppervlak beslaat het veenweidegebied – weiden op veengrond – een tiende van Nederland. De omgeving van Zwartsluis hoort daar ook toe.

Het programma loopt sinds 2020, vertelt Erkens. „We dachten binnen vijf jaar onze antwoorden wel te hebben.” Maar de resultaten laten „heel veel variatie” zien. „Het is complexer dan gedacht.” Daarom is het programma onlangs met nog eens vier jaar verlengd.


Slootpeil

Dat de veenweiden zoveel CO2 uitstoten, heeft met de grondwaterstand te maken. Die mag in de lente en zomer niet te hoog zijn, anders zijn de weilanden te drassig en kunnen koeien en machines er niet op. Boeren, geholpen door waterschappen, proberen die stand te regelen via het slootpeil. „Maar vanaf het voorjaar begint het gras hard te groeien, en is er veel verdamping”, zegt Erkens. Daardoor daalt de grondwaterstand flink, zeker in het midden van de percelen. „Dat deel communiceert niet goed met het slootpeil, zeker als de percelen wat breder zijn.” Dat komt doordat veenbodem erg dicht is. Het water uit de sloot dringt er maar traag in door. „Als je ’s zomers de grondwaterstand onder een weiland zou kunnen bekijken, zou je een komvorm zien”, zegt Erkens.

En hoe lager de grondwaterstand, hoe dieper het veen droog komt te liggen. Zuurstof uit de lucht dringt in de bodem door. Bacteriën gebruiken die zuurstof om het veen ‘op te eten’ – ze zetten de organische stof in het veen om. Bij dat proces komt CO2 vrij. Door de afbraak van het veen daalt ook de bodem.

Het veranderende klimaat begint hier ook een groeiende rol in te spelen, want de zomers worden droger.

Geoloog Gilles Erkens zet een boring. In de bovenste 40 centimeter van het weiland is het veen vrij droog, korrelig en donker. Op een meter diepte wordt het veen „ongelooflijk fluffig en zacht”. Onder de transparante koepels wordt de CO2-uitstoot bepaald.
Foto Wouter de Wilde

Infiltratiesysteem

We lopen verder het weiland in, richting de meetopstelling die hier vijf jaar geleden is opgezet. In de verte rijdt een rode tractor mest uit. Erkens vertelt dat de melkveehouder, in overleg met het waterschap, een infiltratiesysteem onder dit weiland heeft aangelegd, op een diepte van zo’n 70 centimeter. Meer boeren in het land hebben dat gedaan. Het idee is dat hiermee de grondwaterstand beter, en over het hele perceel gelijkmatiger, te regelen is. Zo’n systeem geeft „een betere connectie” tussen slootpeil en grondwaterstand, zegt Erkens. Het bestaat uit buizen met gaatjes erin. Een boer kan, door het slootpeil te verhogen, water de drainagebuizen in laten lopen. Dat kan actief, met een pomp. Of passief. Het water wordt via de gaatjes in de buizen het weiland in gedrukt. Zo verhoogt een boer de grondwaterstand. Het kan ook andersom, dat hij grondwater uit het weiland laat wegstromen, richting de sloot.

„We wilden testen of je er met een infiltratiesysteem voor kunt zorgen dat er minder veen wordt afgebroken, en de CO2-uitstoot lager is.” Erkens wijst in de verte, naar een ander weiland. Daar is eenzelfde meetopstelling opgezet, maar er is geen infiltratiesysteem aangelegd. Dat is het referentieperceel.

In grote lijnen bleek het idee te kloppen, vertelt Erkens: in de percelen met infiltratiesysteem zakte het grondwater in de zomer minder ver uit dan in het referentieperceel. Maar de resultaten lagen op de verschillende plekken wel „een eindje” uit elkaar. In het ene geval was het verschil 4 centimeter, in het andere wel 27. Dat maakt voor de veenafbraak, en de CO2-uitstoot, nogal uit.

En hier in Zwartsluis liep alles tegenovergesteld. „Als we dachten de grondwaterstand te verhogen, ging die juist omlaag”, zegt Erkens. En omgekeerd. „We kwamen erachter dat je hier kwel hebt.” Het water dat vanuit de hoge zandgronden in Staphorst deze richting op komt, duwt het grondwater hier van nature omhoog. Als je met infiltratiebuizen gaat draineren, verstoor je dat. „In eerste instantie dachten we, shit, het onderzoek loopt in de soep. Maar gaandeweg besef je dat je juist veel leert van zo’n afwijking.”

Als de boer zijn land bemest, doen wij dat hier ook. Als hij z’n gras maait, doen wij dat ook

Gilles Erkens
geoloog

We komen bij de meetopstelling. Binnen een afgerasterd stuk weiland van 10 bij 20 meter staat allerlei apparatuur. Op alle onderzoekslocaties ziet het er hetzelfde uit, zegt Erkens. „En als de boer zijn land bemest, doen wij dat hier ook. Als hij z’n gras maait, doen wij dat ook.”

Er staan onder meer vijf koepels op een rijtje. Ze hebben transparante kappen. De meeste staan open. Af en toe gaat er eentje dicht. Voor drie minuten, legt Erkens uit. In de koepel staat apparatuur die op zo’n moment de verandering van de CO2-concentratie in de lucht meet. Het is een som van de fotosynthese van het gras (waarbij CO2 wordt opgenomen), van de respiratie van het gras (afgifte van CO2) en van eventuele veenafbraak. „Op basis van het weer berekenen we het jaarbudget van de eerste twee posten.” Wordt het gras gemaaid, dan worden biomassa en koolstofgehalte bepaald, als controle voor de grasgroei en dus de opname van CO2. „Vervolgens kunnen we de veenafbraak en de CO2 die daarbij vrijkomt afleiden.”

Tot nog toe ligt de gemeten CO2-uitstoot in de percelen met een drainagesysteem gemiddeld 5,9 ton per hectare per jaar lager dan die in percelen zonder zo’n systeem. Maar ook hier is de variatie groot. Hier in Zwartsluis nam de uitstoot juist toe, met gemiddeld 5,5 ton CO2/ha/jr. Op ander plekken nam hij tot wel 9,2 ton af.

„In eerste instantie werden we doodsbenauwd van die variatie”, zegt Erkens. Want het betekende dat er waarschijnlijk geen uniforme oplossing is om de CO2-uitstoot in het veenweidegebied naar beneden te krijgen. „Maar gaandeweg hebben we de variatie omarmd.”

Er waren meer verrassingen. „De grondwaterstand gold altijd als referentie om bodemdaling en CO2-uitstoot in te schatten”, zegt Erkens. Maar dat bleek te eenvoudig gedacht. De uitstoot hangt ook samen met de zuurgraad van de bodem, de temperatuur ervan, de hoeveelheid koolstof en vocht in de bodem. „Op sommige plekken vonden we dat er klei door het veen zit”, zegt Erkens. „Dan is de bodem minder rijk aan koolstof, en komt er minder CO2 uit vrij.” Daarnaast is ook het weer van invloed.

Foto’s Wouter de Wilde

Grondwaterstand

Verder is duidelijk geworden dat het sterk verhogen van de grondwaterstand, hoger dan 30 centimeter onder maaiveld, weer andere processen op gang brengt. In nat veen worden bepaalde bacteriën actief die juist methaan uitstoten, een broeikasgas dat 28 keer krachtiger is dan CO2. Erkens: „In gedraineerde veengebieden is die uitstoot weliswaar laag, maar ook in dit geval is de variatie tussen de verschillende plekken groot.”

Het is nu zaak voor elk gebied uit te vinden wat de optimale grondwaterstand is. „Verhogen is sowieso een goed idee, want per saldo daalt dan de uitstoot van broeikasgassen. Maar we doen nog verder onderzoek hoe we de methaanuitstoot kunnen beperken, bijvoorbeeld via het waterbeheer.”

Uitstoot van lachgas

Het onderzoek is de laatste jaren flink uitgebreid, en bevat nu 45 sites. Erkens: „Er zijn een hoop processen die we nog beter moeten begrijpen.” Er lopen bijvoorbeeld proeven waarbij klei door het veen wordt gemengd, om te kijken wat het effect daarvan is op de uitstoot van broeikasgassen. Ook is er nu meer aandacht voor de uitstoot van lachgas (N2O), ook een broeikasgas en bijna 300 keer krachtiger dan CO2. De uitstoot ervan hangt samen met de bemesting en de vochtigheid van het veen. Het lastige is dat lachgas op onverwachte momenten vrijkomt, vertelt Erkens. „Het kan zijn dat er twee weken geleden is bemest, en dat we dan opeens veel lachgas meten.

Ook is er onderzoek naar alternatieven voor melkveehouderij. Op sommige plekken is het veen vernat, en heeft weiland plaatsgemaakt voor de teelt van lisdodde. Dat kan verwerkt worden tot bijvoorbeeld bouwmateriaal, zegt Erkens. „Een andere optie is dat je weiland omzet in natuur, en er weer veenmos laat groeien.” Dan stoot het veen geen CO2 meer uit, maar neemt het het op. „Dan heb je een dubbel effect.”

Video Wouter de Wilde