Lutum- en zandgehalte

Bodemsamenstelling 

"De belangrijkste bodemparameters die bepalend zijn voor de samenstelling van de vegetatie op een bepaalde locatie zijn het klei en zandgehalte, het kalkgehalte en het humusgehalte. Het vochtgehalte van de bodem is van minder belang op de dijkhellingen. De meest soortenrijke graslandvegetaties worden op dijken in het algemeen aangetroffen op bodems met een relatief laag lutumgehalte en een relatief hoog zandgehalte (Sýkora & Liebrand, 1987; van der Zee, 1992). Op steile hellingen komen nog soortenrijke vegetaties voor bij lutumpercentages tot 25%. Op minder steile hellingen komen slechts soortenrijke vegetaties voor bij lutumpercentages lager dan 20%. Hierbij speelt de expositie tevens een rol. Bij zuidexposities mag het lutumgehalte weer iets hoger zijn dan bij de overige exposities die minder zonne-instraling ontvangen dan de zuidexposities." (Liebrand e.a., 2024, rapport thema 1, p. 72)

De verhouding van de bodemdeeltjes lutum en zand zijn mede bepalend voor de vegetatie die tot ontwikkeling komt. Dit hangt samen met het gedrag van deze minerale delen onder bepaalde omstandigheden. En door het effect van deze deeltjes op andere bodemcomponenten. Het heeft in beperkte mate zelfs gevolgen voor de wijze waarop onderhoud kan worden uitgevoerd.

Op deze pagina bespreken we karakteristieken van deze twee bodemcomponenten en de invloed op de vegetatie. Daarbij staan adviezen voor het lutum- en zandpercentage bij aanleg.

Lutum

Lutum is de naam van minerale bodemdeeltjes kleiner dan 2 micrometer, die bestaan uit platte plaatjes. Door deze samenstelling bezitten de deeltjes bijzonder eigenschappen die van belang voor het voedingsgehalte, kittend vermogen, vervormbaarheid, zwel- en krimpvermogen, vochtbindend vermogen en chemische vruchtbaarheid [Locher&Bakker, 1991]. We verwijzen hier ook naar de pagina’s: bodemtype en klei.

Voor de standplaats en soortenrijkdom hebben deze bijzondere eigenschappen van lutum gevolgen. Een gesloten en erosiebestendige bekleding is goed mogelijk op lutumrijke taluds. De kans op soortenrijkdom neemt wel af met een stijgend lutumpercentage.

Bij het streven naar een zo hoog mogelijk soortenaantal moet daarom rekening worden gehouden met het lutumgehalte van de toplaag. De ontwikkelmogelijkheden voor het aantal soorten bij een lager lutumgehalte zijn hoger dan bij een hoger lutumgehalte. Daarom spreken we van relatieve soortenrijkdom. Op een toplaag met een lager lutumgehalte en een soortenaantal van 25 is de soortenrijkdom relatief laag, omdat er veel meer potentie is. Op een toplaag met een hoger lutumgehalte is een soortenaantal van 25 relatief gezien hoger, bij veel lutum is immers minder potentie.

Het gemiddelde soortenaantal op een kleibekleding (>8% lutum) is het hoogst bij een lutumgehalte van 8-17,5 % en het laagst bij een lutumgehalte hoger dan 50%. Op een toplaag met een lutumgehalte lager dan 8%  (zand) is het soortenaantal weliswaar lager dan bij een lutumgehalte van 8-35% (zie figuur 002) maar is het aandeel aan zeldzamere soorten verreweg het hoogst (zie figuur 003).  De figuur toont dat de het aandeel van zeldzame soorten tot wel vier keer hoger kan zijn in zandige bodems ten opzichte van toplagen van een zwaarder materiaal. De verschillen binnen lutumgehalte 8-50% zijn gering. Bij een lutumgehalte hoger dan 50% worden vrijwel geen zeldzamere soorten aangetroffen.

Sprangers [1989] beschrijft verschillen in de vegetatiesamenstelling op zeedijken. Vanouds zijn de Friese en Groningse dijken soortenarmer. Hij vermoedt dat de oorzaak te herleiden is tot de ligging in bodemdistricten. De soortenrijkere Zeeuwse dijken liggen in het Fluvatiel district, dat is het district van de grote rivieren die stroomdalsoorten meevoeren. Zeeuwse dijken zijn voor 1989 ook vaak versterkt met hergebruikte grond uit oudere dijken. De Friese en Groningse dijken liggen in het Hafdistrict dat wordt bepaald door zeeklei. Dijkversterkingen zijn daar in het verleden uitgevoerd met Waddenzeeklei. Hij voert echter ook aan dat beheer en bodemtextuur van invloed zijn op de aanwezigheid van glanshaverhooilanden in de noordelijke regio.

Lutum heeft invloed hebben op de vochthuishouding en het onderhoud. Een hoger percentage kleine deeltjes, dus lutum, gaat de waterdoorlaatbaarheid tegen. Dit kan ten eerste leiden tot een slechte afvoer van regenwater door de bodem, waardoor er een overschot aan vocht in de grasbekleding kan ontstaan. Dit kan leiden tot problemen met onderhoud doordat de dijk niet toegankelijk is met machines. Positief is dat klei kan leiden tot een relatief vochtige ondergrond ten tijde van droogte, waardoor de effecten van neerslagtekorten op de vegetatie worden gebufferd. Onder erg droge condities kan een toplaag van klei op termijn uitharden en gaan scheuren. Deze weersinvloeden, waar we ook vorst bij rekenen, heeft invloed op de structuur. Want een graszode komt ook op stevige klei tot wasdom als er in de winter na de aanleg van een kleibekleding een kruimelige toplaag is ontstaan door vorstwerking [Van Meurs&Kruse, 2017].

Voor een verklaring van (afkortingen in) de figuur, zie Toelichting op de figuren.

Figuur 008 laat zien op welke gemiddelde bodemtypen de verschillende VTV-vegetatietypen het best groeien. Ontwikkelde vegetaties doen het vaak beter op lagere lutumgehaltes, terwijl H1, W1 en ruderale (ruigte) en pioniersgemeenschappen op gemiddeld zware klei stabiel blijven.

Figuur 21 laat de relatie zien van de gemeten worteldiepte van de vegetaties die op bodems groeien met een toenemend lutumgehalte (in 6 categorieën). De gemeten worteldiepte neemt sterk af naarmate het lutumgehalte toeneemt.

Sýkora&Liebrand [1987] adviseren dat het materiaal van de toplaag bij voorkeur moet bestaan uit matig lichte zavel of uit een lichtere grondsoort, maximaal een zware zavel met een lutumpercentage van 25%. Verschillende plantensoorten, en met name de zeldzamere, hebben een voorkeur voor dit lichte, lutumarme substraat. Uit een analyse van 1.200 vegetatieopnamen voor het bepalen van de civieltechnische kwaliteit op grond van de VTV2006, blijkt dat de wortellengtekwaliteit afneemt van ca. 25% lutum (fig. 024). In deze analyse is het bodemtype dominant. Factoren als vegetatiesamenstelling, expositie e.d. spelen ook een rol hierin. Aanwezigheid van mos versterkt deze relatie [Liebrand, 2010].

Wat is het goede lutumgehalte bij de aanleg voor een goed doorwortelbare bekleding?

Bij een zandige toplaag (lutum minder dan 8%) kan de eenvoudige beoordeling volgens WBI2017 niet worden toegepast maar is een beoordeling op maat vereist.

Om niet te balanceren op de grens van zand adviseren we een ondergrens van 10% lutum. Voor de bovengrens hanteren we 25% volgens Sýkora&Liebrand [1987]. Daarnaast is het mogelijk een uitloopgrens tot 30% te bepalen. Ten eerste om recht te doen aan regionale diversiteit in bodems in Nederland waarbij kustwaarts het lutumpercentage van nature oploopt. Ook kan de beheerder kiezen voor een wat lichtere klasse op het binnentalud en een hoger percentage op het buitentalud. Tot slot kan het binnen een gesloten grondbalans een uitdaging zijn om onder de bovengrens van 25% te blijven. Door het verhogen van de bovengrens zal de kans op soortenrijkdom echter afnemen.

Het project Future Dikes [Liebrand e.a., 2024, rapport thema 0, p. 20] bevestigt deze inzichten:

"Onder gunstige omstandigheden voor een soortenrijke dijkvegetatie (i.e. steil talud met zuidexpositie) ligt de bovengrens bij een lutumgehalte van 25-30%, onder minder gunstige omstandigheden beneden de 25%. Een lager lutumgehalte en daarmee een hoger zandgehalte maakt op met name taluds met een zuidexpositie de gevoeligheid voor verdroging groter. Toename van weersextremen, en dan vooral zomerdroogte, kan het nodig maken voor taluds met een zuidexpositie een ondergrens van het lutumgehalte in te stellen, bijvoorbeeld 12% in plaats van 8%, die in de bodemkunde geldt als grens tussen zand en zavel."

Wat is het goede lutumgehalte bij de aanleg voor een goed doorwortelbare bekleding?

Lutumgehalte bij aanleg: lutumgehalte minimaal 10-12% tot gemiddeld maximaal 25% voor soortenrijke grasbekleding met een uitloopgrens tot 30% voor grasbekleding met minder potentie.

Zand

De textuurklassen zand, silt en lutum zijn sterk aan elkaar gecorreleerd. Wanneer het aandeel silt toeneemt, neemt tevens het lutumgehalte toe, maar neemt het zandgehalte sterk af. Zie onderstaand figuur 25. 

Van Meurs&Kruse [2017] eisen een maximaal zandgehalte van 40%. Van nature komt dit gehalte in Nederland voor in combinatie met lutumgehaltes hoger dan 28%. Bij een lutumgehalte <28% kan het zandgehalte hoger zijn dan 40% (hangt af van siltgehalte).

Eis: Zandgehalte bij aanleg: maximaal 40% indien lutumgehalte >28%. Bij lutumgehalte <28% kan niet aan deze eis worden voldaan en het zandgehalte hoger dan 40% worden, afhankelijk van siltgehalte.

Zie ook zand.

Beschikbaarheid goede textuur

Toplaagmateriaal in de ideale samenstelling is niet eenvoudig beschikbaar. Bodemmateriaal is vanouds op een natuurlijke wijze afgezet in Nederland. De combinatie van bovenstaande eisen voor de toplaag levert een kleine range op die beschikbaar is.

Figuur 025 toont de textuurdriehoek met lutum op de linkerzijde en zand op de onderzijde. De grijze zone in de afbeelding markeert het traject waarbinnen de meeste grondmonsters liggen. De rode arcering omvat de gecombineerde eis van 10-25% lutum en maximaal 40% zand binnen monsters uit de rivier- en zeekleigebieden in Nederland die maar zeer weinig voorkomt.

Indicatie soortenrijkdom

Liebrand [2021] stelde onderstaande figuur 026 samen over de relatie tussen soortenrijkdom en de textuurdriehoek. Deze is indicatief en niet onderbouwd met statische analyses.