DOCUMENTATIE
Open bodemindex achtergrondinformatie
Draag bij aan de Open bodemindex
Iedereen krijgt inzicht in de rekenregels en kan bijdragen. Onderstaand beschrijft de achtergronden en rekenregels achter de open bodemindex en de mogelijkheden om er aan bij te dragen.
De Open bodemindex
De OBI wordt ontwikkeld door een consortium van kennisinstellingen en bedrijven, in nauwe samenwerking met boeren, bodemexperts en wetenschappers. De OBI onderscheidt zich door het open karakter: iedereen krijgt inzicht in de rekenregels en kan bijdragen. Onderstaand beschrijft de achtergronden en rekenregels achter de open bodemindex en de mogelijkheden om er aan bij te dragen.
Achtergrond
Een eenvoudig meetinstrument dat de kwaliteit van de bodem in een oogopslag weergeeft, is er tot op de dag van vandaag niet (Bunemann et al., 2016). Daarnaast weten we allemaal dat de bodem erg complex is. De bodem bepaalt hoeveel voedingsstoffen er beschikbaar zijn voor gewassen en of een plant ook gezond kan groeien. Allerlei bodemdiertjes en chemische processen in de bodem zorgen ervoor dat dat mogelijk is. Hoe krijg je als boer nu op een eenduidige en eenvoudige manier inzicht in de bodemkwaliteit? Hoe zorg je ervoor dat de bodem ook voor toekomende generaties gezond blijft?
Meetinstrumenten kunnen daarbij helpen. Er bestaan anno 2019 al veel meetinstrumenten voor de bodem (Bunemann et al., 2016; Molendijk et al., 2018) maar er is tot op heden geen praktische en overzichtelijke manier om de bodemkwaliteit te vergelijken tussen percelen of te volgen in de tijd. Ook is vaak onduidelijk op welke manier de bodemkwaliteit nog verder te verbeteren is. Is de huidige bodemkwaliteit al op orde of zijn er nog onderdelen die verbeterd moeten worden?
De Open Bodemindex (OBI) wil daarbij helpen. Deze index geeft eenvoudig en betaalbaar inzicht in de bodemkwaliteit van agrarische bodems in Nederland. Als de kwaliteit ergens tekort schiet worden aanbevelingen gegeven voor maatregelen die de bodem weer in top-toestand kunnen brengen. De OBI wordt in 2019 ontwikkeld in samenwerking met alle bodemexperts in Nederland. Omdat een bodemindex alleen nut heeft als deze zinvolle informatie geeft voor boeren en zij het gaan gebruiken om de bodem van hun bedrijf te verbeteren dan wel goed te houden, werken ook boeren mee aan de ontwikkeling ervan.
De Open Bodemindex is geïnitieerd door de Bodemcoalitie. De Bodemcoalitie bestaat uit ASR, Vitens en Rabobank. Een team met bodemexperts van WUR en NMI trekken samen met Farmhack de ontwikkeling van deze index. Het is daarbij de bedoeling om alle relevante aspecten van de bodem mee te nemen. Dus niet alleen de nutriënten, maar ook het bodemleven en de bodemstructuur. Ook wordt rekening gehouden met de locatie van het perceel met bijbehorende landschappelijke kenmerken. Dit omdat de kwaliteit van de bodem niet alleen afhangt van de eigenschappen van de eerste tien tot dertig centimeter (deze diepte wordt in de praktijk bemonsterd door agrarische laboratoria) maar ook van de ondergrond en de beschikbaarheid van water.
De Open Bodemindex blijft in ontwikkeling. Het is namelijk een open source traject waarbij experts continue kunnen bijdragen aan verdere aanpassing. Een eerste versie komt eind 2019 online beschikbaar, evenals alle onderliggende rekenregels. In de jaren na 2019 wordt deze verder aangepast en verbeterd. Iedereen die zinvolle verbeteringen heeft, kan deze doorsturen naar de ontwikkelaars van de OBI, waarna deze worden toegevoegd. De OBI maakt gebruik van de volgende gegevens:
- meetbare bodemkenmerken (bv laboratorium uitslagen van grondmonsters)
- locatiekenmerken (bv de grondwatertrap, bodemtype, aanwezigheid van drainage, etc.) én
- uitgevoerde beheersmaatregelen (het management van de bodem zoals bouwplan, gewaskeuze en bewerkingen als ploegen, spitten, bekalken, etc.)
De rekenregels om tot een waardering van de bodemkwaliteit te komen, zijn afkomstig uit fundamenteel onderzoek naar de bodemkwaliteit als ook het praktijkonderzoek. Dat betekent dat de Open Bodem Index voortbouwt op de kennis zoals deze ontwikkeld wordt aan universiteiten als ook de kennis die adviseurs gebruiken voor het maken van bemestingsplannen. De gebruikte rekenregels zijn openbaar.
De Open Bodem Index wordt in 2020 eigendom van een nog op te richten onafhankelijke entiteit (mogelijk een stichting). Hierdoor komen de gegevens niet in handen van marktpartijen die de informatie kunnen gebruiken voor doelen die in strijd zijn met de handhaving van de bodemkwaliteit voor de landbouw.
Definities en randvoorwaarden
- Bodemkwaliteit : de capaciteit van een bodem om onder wisselende omstandigheden de gewenste bodemfuncties in voldoende mate beschikbaar te hebben voor een combinatie van doelen (en diensten) zoals voedselproductie, efficiënte kringloop van voedingsstoffen en behoud van biodiversiteit.
- Bodemdiensten : de verschillende ecosysteemdiensten die de bodem kan leveren. Dit zijn onder andere de primaire (landbouwkundige) productie van gewassen, koolstofvastlegging, water-zuivering en retentie van nutriënten in de bodem, biodiversiteit en het in stand houden van de kringlopen van nutriënten.
- Bodemfuncties : de rol van de bodem in het vervullen van bepaalde doelstellingen en bodem-diensten. Onderscheid wordt gemaakt in verschillende type bodemfuncties: productie‑, draag‑, regulatie- en informatiefunctie. Zo zijn nutriëntenlevering, bodemstructuur en bodemgezondheid belangrijke bodemfuncties voor het realiseren van de ecosysteemdienst ‘primaire productie’.
- Bodemindicatoren : een instrument of index waarmee de bijdrage dan wel relevantie van een bodemfunctie wordt beoordeeld. Dit gebeurt in de praktijk via waarderingsklassen (laag tot hoog) ofwel cijfers (1–10). Dit betekent ook dat (binnen de context van de OBI) een bodemmeting op zichzelf geen indicator is. Een bodemanalyse kan wel input zijn voor het berekenen van een bodemfunctie, en deze bodemfunctie kan vervolgens gebruikt worden als een indicator.
- Bodemeigenschap : een kenmerk van een bodem dat indicatief kan zijn voor één of meerdere bodemfuncties. Deze eigenschappen kunnen zijn geanalyseerd in het laboratorium als ook samenhangen met kenmerken die voortkomen uit de ligging van het perceel in het landschap. Denk bijvoorbeeld aan de grondwatertrap, de variatie in maaiveldhoogte, de helling, en de aanwezigheid van drainage.
- Bodembeheer : maatregelen die de landgebruiker kan nemen om de bodemkwaliteit te verbeteren dan wel aan te passen voor een specifiek doel. Hiermee wordt directe invloed uitgeoefend op (meetbare) bodemeigenschappen. Een duurzaam bodembeheer kan worden gedefinieerd als het gebruik van de bodem voor de productie van goederen om aan veranderende menselijke behoeften te voldoen, terwijl tegelijkertijd het lange termijn productieve potentieel van deze hulpbron en het onderhoud van haar milieufuncties wordt gewaarborgd.
De Open Bodemindex wordt ontwikkeld op een open manier (zie sectie 4) zodat iedereen kan zien hoe kennis van de praktijk, mechanistische processen en empirisch veldonderzoek gecombineerd kan worden in een instrument dat eenvoudig en op basis van wetenschappelijke feiten inzicht geeft in allerlei aspecten van bodemkwaliteit. Omdat de OBI modulair is opgebouwd kunnen nieuwe onderzoeksresultaten uit landelijke of internationale onderzoeksprogramma’s dan wel praktijkervaringen bij toepassing van de OBI eenvoudig worden ingebed om de OBI verder te verbeteren. De benodigde werkwijze rondom borging en inhoudelijke aansturing voor dit open proces is nog in ontwikkeling. Tegelijkertijd beseffen we ons heel goed dat we met dit initiatief een eerste werkende prototype (als ook een nieuwe werkwijze) naar de markt brengen die in de jaren erna verder zal moeten ontwikkelen met inbreng van gebruikers, maatschappelijke stakeholders en bodemexperts.
De Open Bodemindex definieert welke bodemparameters dan wel analyses nodig zijn om de verschillende bodemfuncties in beeld te brengen. De index staat open voor het gebruik van metingen van elk lab en beperkt zich niet tot een (verplichte) samenwerking met één enkel laboratorium. Wel wordt actief gewerkt aan automatische datakoppelingen met bestaande agrarische laboratoria om zo gegevensoverdracht maximaal te automatiseren.
De Open Bodemindex heeft vooralsnog een sterke focus op perceelsniveau. Dat betekent dat ruimtelijke variatie in bodemeigenschappen binnen het perceel nog niet meegenomen worden.
De Open Bodemindex anno 2019 heeft wel een extra randvoorwaarde die sturing geeft aan de gebruikte systematiek. Het uitgangspunt is namelijk dat er maximaal aansluiting wordt gezocht bij bestaande datastromen en meetmethodieken. Deze keuze is gemaakt omdat met slim combineren van bestaande bodemanalyses en perceeleigenschappen een groot aantal bodemfuncties al kwantitatief in beeld te brengen is. Ook willen we zorgdragen voor een applicatie (en werkwijze) die weinig aanvullende kosten met zich meebrengt. We beseffen dat we hierdoor mogelijke bodemfuncties (zoals bijvoorbeeld de C‑opslag in agrarische bodems) minder nauwkeurig kunnen kwantificeren, en zoeken in dit soort situaties naar alternatieve berekeningsmethoden.
De Open Bodemindex heeft niet de ambitie om ingezet te worden als bemestingsplanner, beregenings-wijzer of als adviesmodule voor een optimaal bouwplan. Het is gericht op het kwantificeren, waarderen en valoriseren van bodemkwaliteit en kan als zodanig wel waardevolle informatie geven voor een duurzamere bemesting en bodembeheer. In 2020 wordt het instrument overgedragen aan een (nog op te starten) onafhankelijke entiteit om zo de kwaliteit als ook de toepassing goed te kunnen waarborgen. De precieze invulling hiervan is op dit moment nog onbekend.
Bodemwaardering
De ontwikkelde Open BodemIndex is gebaseerd op het Soil Management Assessment Framework (Andrews & Carroll, 2001; Andrews et al. 2002, 2004; Karlen et al. 2001, 2003; Wienhold et al 2004, 2009). Daarbij worden verschillende stappen onderscheiden, zoals deze hieronder schematisch worden weergegeven (Figuur 1).
Om de bodemkwaliteit goed te beheren is het nodig om het begrip ‘duurzaam bodembeheer’ te concretiseren. Een bodem kan namelijk voor allerlei doelen worden ingezet. Binnen de huidige Open Bodemindex is het uitgangspunt dat de bodem zo wordt beheerd dat er sprake is van een duurzame landbouwproductie. Concreet betekent dit dat de bodem wordt geëvalueerd met betrekking tot de wens om het bouwplan van de afgelopen tien jaar te continueren. De bodem wordt daarbij duurzaam beheerd, in die zin dat de bodemkwaliteit de gewasproductie maximaal faciliteert en ook voldoende is (en blijft) om de gewasproductie in de toekomst te blijven faciliteren. Duurzaam betekent ook dat het landbouwkundig gebruik van de bodem samengaat met minimale verliezen naar het grond- en oppervlaktewater. In de toekomst (na 2019) kan de OBI ook gebruikt worden om inzicht te geven in de bijdrage van de bodem aan de maatschappelijke opgaves voor biodiversiteit en klimaat, maar kwantificering van deze opgaves hebben in het jaar 2019 geen prioriteit.
Figuur 1. Bodemwaarderingssystematiek zoals toegepast binnen de Open Bodemindex.
Binnen de randvoorwaarde van context (continuering bouwplan) en doel (duurzame landbouwproductie) wordt op basis van routinematig beschikbare bodemanalyses, perceeleigenschappen en remote sensing gegevens de kwaliteit van de bodem in kaart gebracht (Figuur 1). De bodemeigenschappen wordt op basis van landbouwkundig onderzoek én in samenhang met elkaar gebruikt om een hele set aan bodemfuncties te kwantificeren (Figuur 2). Deze functies kunnen worden geclusterd rondom de drie relevante aspecten van de bodem, namelijk i) chemie en nutriëntenlevering, ii) structuur en beworteling en iii) biologie en ziektewerendheid. Separaat aan deze drie aspecten – die elk sterk leunen op daadwerkelijke metingen – wordt ook het bodembeheer geëvalueerd.
Figuur 2. Uitgewerkte bodemfuncties zoals deze zijn ingebed binnen de OBI, oktober 2019.
Om het bodembeheer te evalueren wordt aangesloten bij het ontwikkelde label Duurzaam Bodembeheer. Dit Label Duurzaam Bodembeheer is in 2016 op verzoek van ASR ontworpen door CLM Onderzoek & Advies, in samenwerking met andere bodemdeskundigen van Nederlandse onderzoeksinstellingen, laboratoria en adviesbureaus. Duurzaam bodembeheer is namelijk een belangrijke voorwaarde om de waarde van de grond te behouden. De bodemkwaliteit geeft de conditie van de bodem weer om te functioneren als een veerkrachtig ecosysteem dat planten, mensen en dieren kan ondersteunen. Met een team van bodemexperts uit het onderzoek en de praktijk is een selectie gemaakt van meetbare en controleerbare bodembeheermaatregelen die bijdragen aan de ecosysteemfuncties van de bodem. Hierbij is onderscheid gemaakt in de sectoren akkerbouw en melkveehouderij als ook en de verschillende grondsoorten. Door de bodemexperts zijn deze maatregelen geselecteerd en gewaardeerd in relatie tot de invloed ervan op de bodemkwaliteit.
Binnen het beheer wordt expliciet aandacht gegeven aan organische stof, als belangrijke motor van de bodemvruchtbaarheid. Omdat veranderingen in het organische stofgehalte moeilijk meetbaar zijn, wordt op basis van het bouwplan – en de aanname dat de gebruiksruimte wordt opgevuld met dierlijke mest – een inschatting gemaakt van de netto aan- dan wel afvoer van Effectieve Organische Stof. Deze balans is indicatief voor de verwachte ontwikkelingen in het OS-gehalte van de bodem.
Zodra de verschillende bodemfuncties kwantitatief zijn gemaakt, helpt dit de agrarische ondernemer om zicht te krijgen op de verschillen tussen zijn percelen. Het bevordert de bodemkwaliteit omdat gericht gestuurd kan worden op de instandhouding dan wel verbetering van de bodemkwaliteit. Om deze laatste stap te ondersteunen worden de berekende bodemfuncties (elk met hun eigen eenheid) geëvalueerd en vertaald in een uniforme en heldere systematiek waarbij de relevantie van deze bodemfunctie wordt omgezet in een score tussen nul en honderd (Figuur 1). Voor het vaststellen van deze vertaalslag wordt gebruik gemaakt van bestaande datasets en veldproeven waarmee de relevantie van een bodemfunctie voor de gewasproductie (of kwaliteit) kwantitatief kan worden onderbouwd. Deze omzetting naar een uniforme waarderingsscore – de indicator – maakt het voor agrarisch ondernemers mogelijk om anderen te laten zien wat voor een positieve bijdrage zij leveren aan een duurzame wereld en daarmee inspanningen om te zetten in extra inkomen.
Zodra van elke bodemfunctie ook een bodemindex beschikbaar is, kan dit vertaald worden in een integrale beoordeling van de bodem als geheel (Figuur 1). Bij deze integratie wordt expliciet rekening gehouden met de huidige en gewenste (dan wel haalbare) bodemkwaliteit. Dit betekent ook dat de gewenste situatie rekening houdt met bodemsoort en gebruiksdoel van de bodem. Hoe en op welke manier gewas-differentiatie binnen het bouwplan als ook milieukundige versus landbouwkundige doelen invloed (mogen en kunnen) uitoefenen op de integratie is op dit moment nog niet duidelijk.
Als laatste worden per bodemfunctie aanbevelingen gegeven voor beheersmaatregelen die uitgevoerd kunnen worden om de bodemkwaliteit te verbeteren (Figuur 1). Hiervoor worden op basis van de wetenschappelijke literatuur maatregelen geïnventariseerd in relatie tot hun impact op bodemfuncties dan wel bodem-indicatoren. Als blijkt dat de bodemkwaliteit op verschillende aspecten verbetert kan worden, wordt de meest relevante maatregel geadviseerd.
Bijdragen aan de ontwikkeling
Het consortium van WUR, NMI en Farmhack heeft de ambitie om alle rekenregels openbaar beschikbaar te maken (open source). Het rekenhart is beschikbaar via github: https://github.com/springgbv/Open-Bodem-Index-Calculator. De onderliggende argumentatie, gebruikte gegevens en inhoudelijke onderbouwing wordt per bodem-functie toegelicht in onderstaande factsheets. Deze zijn van commentaar te voorzien of online te bediscussiëren op het platform: discussieplatform.
Afhankelijk van ieders expertise zijn er verschillende mogelijkheden om bij te dragen aan de ontwikkeling van de Open Bodemindex:
first toggle 'closed'-not displayed-css advanced: display: none;
review factsheets met bodemfuncties
Elke bodemfunctie is beschreven in een factsheet waarin uitgebreid wordt ingegaan op de onderliggende meetgegevens en de gebruikte rekenregels om een bodem-analyse of perceelkenmerk te interpreteren in relatie tot het gewenste doel. Deze factsheets zijn online in te zien als ook van feedback te voorzien. Ook is er de mogelijkheid om aanbevelingen te geven voor verdere verbetering. Het is mogelijk om deze feedback direct als commentaar in de factsheets toe te voegen (googledocs) of via een mail naar de auteur van dit document (Gerard H Ros, NMI).
Toevoegen bodemfuncties
-
- contact opnemen met de auteur van dit document,
- het idee lanceren op het discussieplatform (https://forum.farmhack.nl/c/open-bodem-index), of
- een branch aanmaken op de OBI repo op github, daar uw code aan toe voegen en een pull request aanvragen bij de beheerder van deze repo.
Toepassen in de praktijk
Elke nuttige aanvulling en verbetering van de app of de factsheets wordt opgeslagen, waarbij ieders bijdrage wordt vermeld als onderdeel van het versiebeheer. Onderzoekers en experts die bijdragen (als ook hun organisaties) worden per factsheet vermeld als medeauteur, en de bedoeling is om meewerkende auteurs ook te vermelden bij de achtergrond-documentatie van het rekenhart als ook de ondersteunende website. Eens per vier maanden wordt de ingebrachte kennis, kennisregels en feedback verwerkt in een update van het rekenhart en de ondersteunende documentatie. Deze update wordt aan alle meewerkende onderzoekers toegezonden.