Doorworteling

Wortels dragen bij aan de vorming van een fine granulaire structuur in de bodem en leveren kitstoffen waarmee fijne deeltjes aan elkaar zijn gehecht. Waar wortels afsterven blijven poriën achter waardoor de doorlatendheid van de bodem wordt vergroot en instromend water snel weg kan. Door het dichte wortelnet worden grotere deeltjes tegen uitspoeling beschermd. Hoe uitgebreider en gevarieerder het wortelpakket en hoe homogener de ruimtelijke verdeling hiervan is, des te groter is de erosiebestendigheid [Sprangers, 1996].

Onderstaand gaan we in op de volgende aspecten van beworteling:

• Zonering
• Functie
• Invloed bemesting en beheer
• Seizoensverloop
• Bedekkingsgraad vegetatie
• Meten doorworteling

De relatie tussen kale plekken en doorworteling is te lezen bij behandeling schadebeelden.

De tekst op deze pagina is grotendeels overgenomen uit par. 3.2 uit [RWS, 2012], tenzij andere bronnen worden vermeld.

Zonering wortels

De doorworteling van de grasbekleding kan in drie dieptezones worden ingedeeld:

1. zone met dicht wortelnet (zode), veelal van het terreinoppervlak tot circa 5 cm diepte, waarvan een eerste vorm binnen 1 jaar na aanleg aanwezig is;
2. zone met een wortelnet van met het oog goed herkenbare en stevige wortels (diameter > 150 micrometer) met een dichtheid van zo’n 3 – 10 wortels / dm2 , veelal tot 0.2 – 0.4 m beneden terreinoppervlak en die al na 1 – 2 jaar na aanleg grotendeels ontwikkeld is;
3. zone van met het oog goed herkenbare wortels met een dichtheid met 0.5 – 2 wortels / dm2 , welke zone soms tot meer dan 1 m diep is in een voldragen graszode op klei.

De eerste twee zones bevinden zich in de toplaag. De overgangen tussen de zones is vaak geleidelijk en hangt samen met de details van het voorkomen van zandiger en kleiiger laagjes en insluitingen en, beneden ongeveer 0,3 m, met de ligging van de wat grotere scheuren in de grond. De wortels beneden ongeveer 0,3 m diepte hebben een voorkeur voor plekken in de grond waar zowel vocht nageleverd wordt (nabijheid van kleiinsluitingen in zandige grond bijvoorbeeld) als voldoende doorluchting is (zoals langs spleetjes in klei).

Liebrand e.a. trekken de volgende conclusies binnen het onderzoek Future Dikes [2024, rapport thema 1]:

• Bij bodems met een lagere bodemdichtheid van de toplaag (geen compactie) zijn er gemiddeld meer fijne wortels en meer diepe wortels (tot 30 cm), in combinatie met een hoger organische stof- en lutumgehalte. Onder worteldichtheid verstaan we de hoeveelheid wortels (biomassa) per volume-eenheid, waarbij fijne en grove wortels zijn onderscheiden. 
• Er is een positieve correlatie tussen soortenaantallen en de totale en fijne worteldichtheid. Een hogere fijne worteldichtheid hangt met name samen met een groter aantal kruiden, die ten opzichte van grassen in een relatief lage bedekking voorkomen (<50%). 
• De worteldichtheid neemt af met de diepte in de bodem. Ongeveer de helft van de totale hoeveelheid wortels in een bodemprofiel van 30 cm bevindt zich in de bovenste 5 cm. Het aandeel van de wortelmassa halveert ongeveer elke 5 cm dieper.

Functie wortels

De functie van de wortels in het beperken van erosie van grond betreft voornamelijk het bijeenhouden van losse gronddeeltjes en –kluitjes. Daarnaast scheiden de wortels stoffen af die gronddeeltjes aaneenkleven (cementeren) en beïnvloeden ze de directe omgeving zodanig dat de grond op gronddeeltjesschaal stevig wordt. In grond treden door directe en indirecte werking van wortels lokaal (korreloppervlakteschaal) chemische en fysische omstandigheden op, waardoor relatief stabiele kluitjes ontstaan, die door wortels bijeen kunnen worden gehouden. Het onttrekken van vocht aan de grond door graswortels veroorzaakt mede dat massieve cohesieve grond breekt en in brokjes uiteenvalt. De wortels duwen vervolgens de grond langs de breukjes uiteen. Ook zandkorrels kunnen door een dicht wortelnetwerk bijeengehouden worden, waarbij enige cementatie tussen de zandkorrels de effectiviteit van de wortels tegen een erosieve belasting sterk verhoogt.

Seizoensverloop doorworteling

Volgens [Schaffer et al, 2014] kent de doorworteling van een dijkgrasland een seizoensverloop:

Een seizoenseffect in de doorworteling van dijkgrasland blijkt duidelijk waarneembaar, ook met de in het veld gebruikte, gangbare handmethode. De periode met hoge worteldichtheid loopt van maart tot en met juli (augustus). De periode met lage worteldichtheid begint direct na de zomer in september en loopt tot en met februari. De onderzoeksresultaten bieden de mogelijkheid om metingen in het zomerseizoen om te rekenen naar een winterbepaling. De grootte van het seizoenseffect bedraagt ongeveer 0,35 op de klasseschaal van worteldichtheid. Dit geldt voor de bodem van 5 tot 20 cm diepte (in de bovenste twee bodemlagen is het effect kleiner). In termen van kwaliteitsbeoordeling volgens VTV criteria (worteldichtheidsdiagram) komt dit overeen met ca. 0,5 kwaliteitscategorie.

Van der Zee [1992] legt een verband tussen wortellengtes en strengheid van de winter. De wortellengtes na een zachte winter (1989) zijn gemiddeld 2x zo lang als na de strenge winter van 1985.

Droogte leidt meestal tot een sterkere doorworteling van de bodem, omdat wortels het water moeten zoeken [Hazebroek&Sprangers, 2002). Hier zit een limiet aan: een te sterke uitdroging gaat ten koste van de doorworteling omdat de plant de energie terugtrekt naar de groeipunt.

Invloed bemesting en beheer op doorworteling

Vele onderzoeken tonen aan dat bemesting leidt tot een afname van de doorworteling. Een lichte mestgift in combinatie met het juiste beheer kan weliswaar leiden tot een dichte wortellaag in de bovenste vijf cenimeter, maar daaronder nemen de wortels snel af. Zware bemesting leidt tot een slechte doorworteling [Van der Zee, 1992; Sprangers, 1996; TAW, 1998].

Hazebroek&Sprangers [2002] merken een verschil op tussen de doorworteling van weide- en hooilanden. In weilanden bevindt zich in de bovenste bodemlaag (0-5 cm) een grotere hoeveelheid wortels dan in hooilanden, maar daaronder neemt de hoeveelheid snel af. Hooilanden hebben meer wortels in de laag van 7-15 cm.

Een onderzoek naar 28 proefvakken die gedurende 13 jaar met verschillende beheervormen werden onderhouden, leidde tot de volgende conclusies.

“Er zijn statistische verschillen aan de wijzen wat betreft doorworteling bij verschillende soorten beheer.  De bemeste proefvakken hebben de minste doorworteling, en onderscheiden zich daarbij significant van bijna alle andere proefvakken. De doorworteling van de extensieve hooi- en referentievakken (tenminste 20 jaar niet bemest hooiland) is sterker significant dan bij de andere soorten beheer.”

[Frissel e.a., 2005, p. 12].

Bedekkingsgraad en doorworteling

Alhoewel het WBI2017 bij de bepaling van de kwaliteit van de grasbekleding niet meer uitgaat van de doorworteling zoals die werd gehanteerd in de VTV2006, is het zonder meer duidelijk dat een goed doorwortelde zode met diverse wortels een grotere sterkte heeft dan een zode met beperkte of monotone wortels. Verschillende gras- en kruidensoorten hebben verschillende worteleigenschappen. Sommige soorten stoelen uit in de breedte (vormen nieuwe spruiten), andere soorten wortelen diep. Een grotere diversiteit aan soorten leidt derhalve tot een grotere diversiteit aan worteltypen en dus voor een betere doorworteling van de bodem. Daarnaast maakt het de bekleding minder kwetsbaar voor uitdroging.

Een positieve relatie tussen bedekking en de doorworteling van de toplaag wordt getoond in figuur 007, waarbij een grotere bedekking van de vegetatie leidt tot een betere doorworteling.

Meten doorworteling

In de VTV2006 stond een voorschrift opgenomen voor het objectief meten van de beworteling en bepalen van de zodekwaliteit. Deze methode is inmiddels achterhaald en vervangen door de grasbeoordeling volgens het WBI2017. Omdat de methode als objectief instrument voldoet voor het tellen van wortels, nemen we die hier volledigheidshalve op.

Het meten van de worteldichtheid gebeurt op de volgende wijze: op vier plaatsen in een proefvak van 5 bij 5 m wordt een wortelmonster gestoken met een grondboor (diameter 3 cm). De bovenste 20 cm van het monster wordt met een mes opgedeeld in partjes van 2,5 cm. Het aantal wortels in elk stukje wordt geteld, waarbij het gaat om duidelijk zichtbare wortels met een lengte van tenminste 1 cm. Het aantal wortels geeft aan in welke categorie de worteldichtheid van het betreffende stukje valt. Door de resultaten uit te zetten in de standaard grafiek, is de sterkte van de zode te bepalen.