Kunnen bonen en erwten kunstmest vervangen?

Erwten, linzen, kikkererwten, bonen en pinda's: als het in een peul komt, is de kans groot dat het een peulvrucht is. Deze bescheiden gewassen hebben een speciale eigenschap die ze vrij uniek maakt in het plantenrijk.

Ze kunnen stikstofgas - dat overvloedig aanwezig is in de lucht - omzetten in iets dat veel zeldzamer en belangrijker is voor planten: ammoniak. Ammoniak kan in een plant onmiddellijk worden omgezet in eiwitten: essentiële bouwstoffen voor de groei. Daarom hebben peulvruchten geen stikstofmeststof nodig en laten ze zelfs een deel van de stikstof die ze produceren in de grond achter zodat andere planten deze kunnen gebruiken.

De meeste moderne boerderijen voegen stikstof toe aan velden met kunstmest. Sinds de jaren zestig is de jaarlijkse productie van stikstofhoudende meststoffen wereldwijd met maar liefst 458% gestegen. Daardoor kon ook de graanproductie vergroten tot meer dan 188 miljoen ton per jaar. Hooguit de helft van de stikstofbemesting op landbouwgrond wordt opgenomen en gebruikt door het gewas. Veel van de rest gaat verloren in de atmosfeer, vaak in de vorm van lachgas - een broeikasgas dat 300 keer krachtiger is dan CO₂. Een deel ervan lekt in het grondwater, voornamelijk als nitraat.

Uit de meest uitgebreide studie tot nu toe bleek dat begin jaren 2000 nitraatverontreiniging in drinkwater de levensduur van de gemiddelde Europeaan met zes maanden had verkort door aandoeningen als methemoglobinemie, schildklieraandoeningen en maagkanker te bevorderen.

De landbouwsector is verantwoordelijk voor ongeveer een kwart van alle menselijke broeikasgassen. Binnen de landbouw zijn meststoffen en veeteelt de belangrijkste bronnen van broeikasgassen, respectievelijk lachgas en methaan. Volgens de doelstellingen van de EU moet de landbouw tegen 2030 zowel het gebruik van chemische pesticiden als de uitstoot van broeikasgassen halveren. Ook moet de sector twintig procent minder kunstmest gebruiken.

Soms is de eenvoudigste oplossing de beste. Door een eeuwenoud teeltsysteem waarbij peulvruchten afwisselen met andere gewassen, kunnen boerderijen de hoeveelheid kunstmest die ze gebruiken verminderen en tegelijkertijd voedzaam en milieuvriendelijk voedsel produceren.

Het wondergewas

In een recente studie hebben we ontdekt dat het gebruik van peulvruchten in conventionele vruchtwisseling van granen dezelfde hoeveelheid voeding kan opleveren, maar tegen aanzienlijk lagere milieukosten. Dat komt omdat een deel van de stikstof die graangewassen nodig hebben, wordt geleverd door de teelt van peulvruchten van het voorgaande jaar op hetzelfde veld.

Tijdens onze studie berekenden we dat wanneer een gemiddelde graanboerderij in Schotland een cyclus hanteert waarbij de boer één jaar peulvruchten teelt en vier jaar granen (zoals tarwe, haver of gerst), de nood aan stikstofbemesting met de helft kan daalt. De totale voedingswaarde die hierbij geproduceerd wordt, blijft dezelfde. Door aanzienlijk minder kunstmest te gebruiken, zou de uitstoot van broeikasgassen in dezelfde periode met maar liefst 43% dalen. Peulvruchten uit granen kunnen ook worden gebruikt als diervoeder, samen met granen, waardoor ze beter verteerbare eiwitten leveren tegen lagere milieukosten.

Wetenschappers ontdekten het proces waarbij peulvruchten stikstof uit de lucht halen pas aan het einde van de 19e eeuw, bijna honderd jaar nadat ze elementaire stikstof ontdekten. Speciale weefsels op de wortels van peulvruchtenplanten bieden een veilige haven voor duizenden stikstofbindende bacteriën. In ruil voor een constante aanvoer van suikers, die de peulvrucht door middel van fotosynthese in de bladeren genereert, leveren deze bacteriën voldoende stikstof in een vorm die het meest nuttig is voor de groei van planten.

Nadat het gewas is geoogst, worden de peulvruchtenresten afgebroken en wordt de nuttige stikstof aan de bodem afgegeven zodat andere planten deze kunnen gebruiken. Deze gewassen werken zelfs als groenbemester, door de nog groeiende planten in de grond te ploegen om deze meer stikstof te geven.

Bestand tegen droogte

Maar peulvruchtengewassen bieden veel meer voordelen dan het verminderen van de mate waarin boerderijen afhankelijk zijn van kunstmest. Diversificatie van vruchtwisseling met peulvruchten kan ook ongedierte en ziekten bij granen bestrijden door hun levenscyclus tussen jaren te verkorten en de behoefte aan pesticiden te verminderen.

Dankzij hun diepe wortels zijn veel peulvruchten ook beter bestand tegen droogte dan conventionele gewassen. Peulvruchtenbloemen vormen ook een uitstekende bron van nectar en stuifmeel voor bestuivende insecten, en het consumeren van meer peulvruchten in het menselijke dieet biedt een breed scala aan gezondheidsvoordelen.

Ondanks al deze positieve punten worden peulvruchten in Europa niet op grote schaal geteeld en beslaan ze slechts 1,5% van het Europese bouwland, vergeleken met 14,5% wereldwijd. In feite importeert Europa veel van zijn eiwitrijke gewassen uit Zuid-Amerika, waar de sterk groeiende vraag naar sojabonen de ontbossing stimuleert. Het wordt de hoogste tijd dat boeren in Europa deze wondergewassen op hun velden terugbrengen - voor minder vervuiling en voedzamer voedsel.

Dit artikel is een vertaling van The Conversation. De auteurs zijn Michael Williams (Assistant Professor of Botany, Trinity College Dublin), David Styles (Lecturer in Carbon Footprinting, Bangor University) and Marcela Porto Costa (PhD Candidate in Sustainable Agriculture, Bangor University)