De waterhuishouding van een boom
INHOUD:
Boomgroeiplaats opgesplitst in 2 wortelzones
Wat wordt verstaan onder het poriënvolume?
De waterhuishouding van een boom verwijst naar hoe de boom zelf het interne water regelt en circuleert. Deze totale waterhuishouding, die wordt beoordeeld aan de hand van verschillende bodemkundige criteria, vormt een onderdeel van de groeiplaats en heeft invloed op de toekomstige gezondheid van de boom. Er kan volgens vuistregel nr. 1.0 wel genoeg groeiruimte zijn, maar deze ruimte moet ook daadwerkelijk functioneel zijn. Deze pagina richt zich vooral op bodemkundige aspecten volgens wortelzone w.1 en w.2, en behandelt niet uitgebreid de specifieke bodemtypes; die komen aan bod op een andere informatiepagina.
W.1 in het overzicht. Er wordt onderscheid gemaakt tussen twee zones: de intensieve wortelzone (w.1), die primair is bedoeld voor wortelontwikkeling, bij voorkeur met een minimale diepte van 70 cm of meer. In deze zone dient het zuurstofgehalte minimaal 12% te bedragen, waarbij een gehalte van 16% of hoger als optimaal wordt beschouwd.
W.2 in het overzicht. De extensieve wortelzone is met name gericht op beperkte wortelontwikkeling, drainagecapaciteit (waterafvoer), capillaire werking en, indien noodzakelijk, waterbuffering. In deze zone moet het poriënvolume – oftewel de luchtigheid van het bodemtype, welke nader toegelicht zal worden – minimaal 9% bedragen (met een optimum van 12% of meer). De vereiste diepte van deze zone varieert per situatie, maar dient zodanig te zijn dat aan de kwaliteitscriteria a tot en met d(e) wordt voldaan wat kan oplopen tot 60 a 80 cm met een minimum van circa 20 a 30 cm. Als de intensieve wortelzone minstens 100 cm diep is en aan het criterium van 12% zuurstof voldoet, dan is de extensieve wortelzone niet meer van toepassing. De intensieve wortelzone vervult dan automatisch ook de functie van de extensieve wortelzone.
2.0 Wat is een waterhuishouding?
Boomgroeiplaats verdeeld in 2 wortelzones
boomgroeiplaats
Overzicht of Figuur 1 toont een gedetailleerd onderdeel van de boomgroeiplaats volgens de vier vuistregels. Alle genummerde items en bruine knoppen zijn aanklikbaar en verwijzen u naar de juiste alinea. Daarnaast is er een PDF met hogere leeskwaliteit, die automatisch op een andere pagina opent.
De benodigde groeiruimte of (groei)ruimte.
afm. groeiplaats in het overzicht. Het onderscheid tussen de verschillende afmetingen kan verwarrend zijn. Er worden vier afmetingen onderscheiden: de intensieve wortelzone (w1), de extensieve wortelzone (w2), de groeiruimte, en de (groei)ruimte waarbij het woord groei tussen haakjes staat. De groeiruimte volgens vuistregel nr. 1.0, waarbij het woord ‘groei’ niet tussen haakjes staat bestaat uit de volledige intensieve wortelzone die voldoet aan het criterium van 12% zuurstof (w1), aangevuld met 20 tot 30 cm uit de extensieve wortelzone.
een voorbeeld: als de intensieve wortelzone een diepte heeft van 70 cm en voldoet aan het zuurstofcriterium van 12%, en daarnaast is er een extensieve wortelzone van 80 cm vereist op basis van drainagecapaciteit of andere kwaliteitscriteria, dan bedraagt de benodigde groeiruimte nog steeds 70 cm (w1) plus 20 tot 30 cm uit de extensieve wortelzone.
​
Nogmaals wanneer de intensieve wortelzone minimaal 100 cm diep is (lees de 2 soorten wortelzones w.1 en w.2) vervalt de gehele functie van de extensieve wortelzone en is de benoemde 100 cm de beschikbare gelijk aan de groeiruimte.
Wanneer wordt gesproken over (groei)ruimte, waarbij het woord ‘groei’ tussen haakjes staat, wordt hiermee bedoeld de gehele intensieve wortelzone én de gehele extensieve wortelzone. In genoemd voorbeeld zou dit in totaal 150 cm zijn. Er is dus een verschil tussen groeiruimte zonder haakje en (groei)ruimte met haakjes.
Poriënvolume > 9% in het overzicht. Bomen groeien optimaal in bodems met een losse, open structuur die voldoet aan kwaliteitscriteria a tot en met d(e) zoals weergegeven in Figuur 1, wat wordt bepaald door het poriënvolume. Het beïnvloedt zowel het zuurstofgehalte als het drainerend vermogen van de bodem. In Figuur 2 zijn zandkorrels vergroot afgebeeld; de witruimtes ertussen worden aangeduid als poriën. Het poriënvolume omvat het geheel aan met lucht en of water gevulde ruimtes tussen gronddeeltjes. Hieronder volgen drie tabellen met aanwijzingen over poriënvolume, en zuurstofgehaltes.
Wat wordt verstaan onder het poriënvolume?
Figuur 2: Een aantal schematische zandkorrels (25 keer vergroot).
Poriënvolume- Bodemkwaliteit- Element zand
C - in het overzicht. Bodemkwaliteit is gelijk aan poriënvolume, maar ook gelijk aan de drainagecapaciteit. Op de informatiepagina 'Bodemkwaliteit in diverse bodemtypes' wordt dit onderwerp uitgebreid toegelicht. Hier geven we alvast een korte introductie. Het element zand, dat absoluut niet verward mag worden met het bodemtype zandgrond, is essentieel voor het poriënvolume van de bodem en komt veel voor in alle bodemtypes volgens onderstaande tabel. In Nederland bestaan bodems meestal uit zand, silt, lutum en organische stof, waarbij zand vaak het hoofdbestanddeel is—zelfs bij kleigrond kan het aandeel zand tot 90% oplopen. Het 1.)- percentage van het element zand, samen met 2.)- de korrelgrootte, 3.)- de vorm en 4.)- de uniformiteit van de aanwezige zandfracties zijn bepalend voor het poriënvolume en daarmee voor de ontwikkeling van bomen. Veel bodemtypen hebben doorgaans een poriënvolume van minimaal 9%, bij voorkeur 12% of meer. Deze waarden variëren echter afhankelijk van de omstandigheden, en het poriënvolume neemt af naarmate de diepte van de bodem toeneemt.
Tabel 1: Het poriënvolume is het geheel aan met lucht en of water gevulde ruimten (poriën) tussen de vaste gronddeeltjes van de bodem.
Diverse bodemzuurstofgehaltes versus Bomen
Zuurstof > 12% in het overzicht. Boomwortels in de intensieve zone die minimaal 70 cm diep zou moeten zijn bij voorkeur meer zijn afhankelijk van voldoende zuurstof voor hun ademhaling en voor een optimale opname van voedingsstoffen en water. Het zuurstofgehalte in de bodem is tevens van groot belang voor het functioneren van het bodemleven, dat op zijn beurt essentieel is voor de vitaliteit van de boom. Zuurstof maakt deel uit van het poriënvolume in de bodem. In natte bodems kan een overschot aan (tijdelijk) water resulteren in zuurstoftekort bij de Boomwortels. Het ophogen van de grond rondom bomen kan het zuurstofgehalte verder reduceren. Bovendien onttrekken halfverteerde plantenresten of een (te) hoog gehalte aan organische stof (wat 2 vergelijkbare processen zijn) extra zuurstof aan de bodem. Tijdens het afbraakproces van het organisch materiaal worden zowel zuurstof als stikstof verbruikt, wat dan leid tot een zuurstof tekort wat weer te kosten gaat van de ontwikkeling van boomwortels.
Tabel 2: Het poriënvolume bestaat uit water en lucht (zuurstofgehalte), Het zuurstofgehalte is dus een onderdeel van het poriënvolume.
Onderstaande tabel geeft de bodemzuurstofwaarden weer voor bomen op een diepte van 30-50 cm. Een zuurstofgehalte van boven de 19% wordt als optimaal beschouwd, waarbij het maximum in de buitenlucht circa 22% bedraagt. Voldoende zuurstof—tussen 16 en 18%—is gewenst voor een gezonde wortelgroei, met name tijdens het groeiseizoen. Indien de kwalificatie ‘Onvoldoende’ geldt, is interventie noodzakelijk; waarden lager dan 12% vereisen directe actie. Zuurstofniveaus onder de –5% worden gekwalificeerd als ‘Zeer slecht’, hetgeen duidt op een verhoogd risico op acute wortelsterfte en blauwverkleuring.
Bron: BOMEN-ONLINE.nl
Tabel 3: Classificeringen zuurstofwaardes slechte (<11%), minimale (16%) en optimale zuurstofwaardes die gelden voor (boom)wortelontwikkeling.
Wat is dan Capillaire werking?
d - in het overzicht. Een alledaags voorbeeld van maximale capillaire werking kunt u zien door het volgende proefje uit te voeren: Laat uw suikerklontje voor slechts een beperkt deel (bijv. voor 35%) in uw kopje thee zakken. U zult zien dat het suikerklontje zich 100% vol zuigt met thee. Dit volzuigen noemen we capillaire werking. Grof zand, met een hoekige korrelstructuur met een groot poriënvolume, vertoont een optimale capillaire werking. Daarentegen zal een zelf gevormd balletje klei dat u voor een gedeelte in water laat zakken, zich niet volledig met water vullen, wat wijst op een beperkte capillaire werking.
Afbeelding 1: Capillaire werking d.m.v. een suikerklontje.
Een bodem die voldoet aan de vereisten voor optimale capillaire eigenschappen beschikt tevens over een natuurlijk drainerend vermogen tijdens natte perioden. Verstoring van deze capillaire werking, bijvoorbeeld door bodemverdichting, heeft een negatieve invloed op zowel de aan- als afvoer van water binnen het watersysteem en kan de groei en ontwikkeling van bomen nadelig beïnvloeden. Indien voldoende wateropslagcapaciteit aanwezig is (zie onderstaand de mogelijkheden voor waterbuffering), is een boom dankzij de capillaire werking in staat om zelfstandig en naar behoefte water op te nemen.
Waterbufferingsmogelijkheden
e - in het overzicht. Waterbuffering vormt een essentiële levensvoorwaarde voor bomen. Deze (tijdelijke) wateropslag zorgt ervoor dat de boom tijdens droge periodes toch over voldoende water kan beschikken. Er zijn twee typen waterbuffering mogelijk, of een combinatie van beide. De uitleg wordt aanvankelijk geïllustreerd aan de hand van een terrasplant.
f - in het overzicht. Waterbuffering op basis van een hoog grondwaterpeil - In situatie 1 bevindt de terrasplant zich in een te kleine pot (er is te weinig groeiruimte volgens vuistregel nr. 1.0), waardoor de levensduur van de plant beperkt is. Het is mogelijk de levensduur enigszins te verlengen door gebruik te maken van een watergeefschotel, volgens situatie 2. Hierdoor kan de terrasplant water opnemen wanneer dat nodig is. De werking van een watergeefschotel is te vergelijken met een grondwaterstand die bereikbaar is voor boomwortels; een boom kan dan, mits er voldoende poriënvolume aanwezig is (nodig voor de capillaire werking), naar behoefte water opnemen.
Afbeelding 2 t/m 5: Aan de hand van een terrrasplant worden er diverse situaties weergegeven die ook van toepassing zijn op een boom
Situatie 1
Situatie 2
Situatie 3
Situatie 4
g - in het overzicht. Waterbuffering op basis van beschikbare (groei)ruimte - Een alternatieve oplossing is het verpotten van de terrasplant naar een grotere pot, conform situatie 3, waarbij een watergeefschotel overbodig zou zijn. De grotere pot biedt voldoende inhoud om tijdelijk water op te slaan (waterbuffering). Met andere woorden: wanneer een boom geen voordeel kan halen uit een hoge grondwaterstand, dient voldoende groeiruimte aanwezig te zijn voor tijdelijke wateropslag – doorgaans 50% meer dan bij buffering op basis van een hoog grondwaterpeil. Daarnaast speelt de kwaliteit van de bodem een veel belangrijkere rol.
Een combinatie is ook mogelijk: wanneer deze plant, na het verpotten alsnog wordt voorzien van een watergeefschotel, dan wordt hij nog meer zelfvoorzienend. Figuur 3 toont een doorsnede van een bodemprofiel waarin een hoge grondwaterstand voor waterbuffering zorgt. Bij Figuur 4 is het grondwater onbereikbaar voor boomwortels, waardoor de boom meer ondergrondse ruimte nodig heeft om een adequate waterbuffer aan te leggen. Daarom speelt de bodemkwaliteit, die vaak sterk wordt beïnvloed door het organisch stofgehalte, een wezenlijk grotere rol.
Figuur 3 en 4
c in het overzicht. Bodemverdichting is wel een veel groter en vaker voorkomend probleem dan de meeste mensen vermoeden. Als u het graswandelpad bekijkt in Afbeelding 6, dan heeft het beperkte lopen door het gras al een enorme impact op de grasontwikkeling. Een veel gemaakte denkfout of opmerking is dat het gras is kaal gelopen is, want dat is doorgaans niet het probleem. Er is gewoon al heel snel sprake van bodemverdichting, waardoor het waterhuishouden verstoord wordt. Zware bouwmachines, zoals op Afbeelding 8, zorgen praktisch altijd voor een harde laag in de grond.
Afbeelding 6:
Bodemverdichting: een veel voorkomend probleem
Hierdoor ontstaat een schijnwaterprofiel, met alle problemen van dien. Vraag daarom altijd aan de desbetreffende machinist of hij voor vertrek de grond wil doorspitten. Hierdoor maak je de grond weer losser, waardoor er geen verstoring is van de waterhuishouding. Ook het verkeer rondom de boom (afhankelijk van de aanleg van de groeiplaats) kan heel veel invloed hebben op bodemverdichting (zie Afbeelding 7).
Afbeelding 7:
Afbeelding 8:
c in het overzicht. Figuur 5 is een bodemdoorsnede met een grondwaterprofiel. Maar in dit profiel is er een ondiepe harde grondlaag die niet doordringbaar is voor regenwater. Zo'n harde grondlaag ontstaat vaak door bodemverdichting. Dit zorgt niet alleen voor beperkte wortelmogelijkheden, maar ook voor beperkte waterbufferingsmogelijkheden. Hoe minder (groei)ruimte, hoe minder wateropslagmogelijkheden. Daarbij is er in de winter vaak sprake van natte omstandigheden, wat weer ten koste gaat van het zuurstofgehalte en zodoende ook van het bodemleven. Daarnaast vergroot dit de kans op wortelrot. In de zomer is het vaak droger en voorkomt de harde grondlaag dat er een goede capillaire werking plaats kan vinden, terwijl het grondwater normaal gesproken binnen bereik is. Samenvattend: Bodemverdichting is om 6 redenen erg schadelijk voor de ontwikkeling van een boom.
Bodemverdichting is vaak erg schadelijk (6 redenen)
Figuur 5: Een bodemdoorsnede met een grondwaterprofiel in combinatie met een harde ondiepe grondlaag.
Ligt de harde laag dieper dan 150 cm, dan is de situatie wel minder ernstig, voorop gesteld dat een harde grondlaag eigenlijk nooit wenselijk is. Maar bij een diepte van 150 cm, zijn er wel wortelmogelijkheden en waterbufferings-mogelijkheden. Natte omstandigheden wat weer ten kosten gaat van het zuurstofgehalte is bij een diepte van 150cm ook (veel) minder aan de orde. In de zomer kan de harde grondlaag zelf water vasthouden, wat een voordeel is als het grondwater sowieso al niet bereikbaar zou zijn voor de boomwortels. Er is dan sprake van een soort watergeefschotel zoals bij de terrasplant (afbeelding 2 t/m 5).
Bodemdrainage zorgt voor zuurstof
Buiten de zwaardere kleigronden, die beperkt voorkomen, zoals aangegeven is op kaart 1 (in het donkerblauw) en een aantal extremen om, voldoen veel bodemtypes aan de voorwaarde van een minimaal zuurstofgehalte van 12% (wenselijk is 16%) voor de intensieve wortelzone. Mocht er sprake zijn van een lager zuurstofgehalte, dan is actie noodzakelijk. Dit kan bijvoorbeeld door bodembewerking en/of verbetering. Bij veel zware bodemtypes kan er wel sprake zijn van een nat bodemtype, waardoor er een zuurstofgebrek ontstaat. De aanwezige ruimtes (het poriënvolume) die ook bedoeld zijn voor zuurstof, worden dan (langdurig) gevuld met regenwater. Een drainage aanleggen is dan vaak een oplossing.
Kaart 1: Zwaardere kleigronden (in het donker aangegeven) met een laag zuurstofgehalte komen beperkt voor
4 div. waterhuishoudens en grondwaterstanden
Onderstaand wordt weergegeven hoe een specifieke waterhuishouding samenhangt met een bepaald bodemprofiel en de ontwikkeling van een boom. In dit overzicht zijn verschillende twee grondwaterprofielen meegenomen. Verdere uitleg over de verschillende grondwaterprofielen is te vinden op een aparte informatiepagina.
-
Het eerste bodemprofiel laat nogmaals een harde grondlaag zien die is ontstaan door bodemverdichting, zoals beschreven is in de paragraaf Bodemverdichting. Dit is vaak erg schadelijk (6 redenen).
-
Het tweede bodemprofiel geeft de situatie weer bij een bodemtype dat van nature al weinig zuurstof heeft en ook nog eens gevoelig is voor verdichting. Voorbeelden hiervan zijn leem-, en kleigronden.
-
Het derde bodemprofiel is het standaard grondwaterprofiel, zonder enige vorm van verdichting in de bodem. Er is voldoende water en zuurstof aanwezig voor de boom.
-
Bij het vierde bodemprofiel is er sprake van een hangwaterprofiel, het grondwater is niet bereikbaar voor de boom. Dit is veel van toepassing bij het bodemtype zandgrond. Doorgaans is er dan wel veel groeiruimte.
