De waarde piramide van de Biobased Economy voor de bodem / landbouw. Dr.Ir. Nicolette Klijn, in opdracht van Min. EZ, februari 2015

Koolstofeconomie: Sinds de ontdekking van ruwe olie heeft de mens een veelheid van toepassingen ontwikkeld op basis van de benutting van polymeren van koolwaterstoffen, zoals brandstof, kunststoffen, kleding en bouwmaterialen. Deze materialen zijn niet meer weg te denken uit onze moderne maatschappij, maar de grondstof, ruwe olie, wordt wel steeds schaarser.

Koolstof-assimilatie: Biobased economy O2 Koolstof-assimilatie: Farma Fine chemicals Food Feed Fuel CO2 CO2 glucose / fructose oligo sachariden cellulose lignine Plantenresten CO2 Organische stof Bodemleven bacteriën schimmels ééncelligen aaltjes wormen geleedpotigen Nutriënten: aminozuren nucleotiden oligo sachariden stikstof fosfaat mineralen

Cascaderings piramide

Waarde creatie door cascadering: Processing piramide    synthese  zuiveren, katalyseren groene grondstoffen  Stoomontsluiting   Sociaal economische meerwaarde Stimulans biodiversiteit / bodemleven Sequestration van CO2 door opslag in de bodem Structuurverbetering bodem Suppressie bodempathogenen Stikstof, fosfaat en kalium Sporenelementen Persen, fermenteren  Vergisten, composteren  Teelt van specifieke BE gewassen Pyrolyse, verbranden van rest stromen Cascadering van biomassa levert toegevoegde waarde voor de bodem /productie in de landbouw als reststromen worden gerecycled!

Waarde piramide voor de bodem / opbrengst   Volume/ effect toegevoegde waarde bodem/opbrengst Sociaal economische meerwaarde Stimulans biodiversiteit / bodemleven Sequestration van CO2 door opslag in de bodem Structuurverbetering bodem Suppressie bodempathogenen Stikstof, fosfaat en kalium Sporenelementen

Sociaal economische meerwaarde Waarde propositie: een bijdrage leveren aan de leefbaarheid en verduurzaming van de regio: het scheppen van werkgelegenheid: bijdrage aan het verdienmodel van de boer met een positieve impuls naar de productie van food en feed. In de huidige wisselteelt praktijk draagt 30 tot 40% van de grond maar voor 10 tot 15% bij aan het jaar inkomen van de boer! Introductie van renderen de gewassen voor de biobased economy kan bijdragen aan het voorkomen van uitputting van landbouwgronden door te intensieve teelt van gewassen met hoge opbrengst (alle maal rooigewassen)!

Stimulans biodiversiteit / bodemleven Waarde propositie: De teelt en de verwerking van groene grondstoffen kan een bijdragen leveren aan het stimuleren ven biodiversiteit/bodemleven om de bodemvruchtbaarheid te behouden/verhogen door het terugvoeren van met name de lignine vezels van groene grondstoffen naar akkerbouwgronden. Daarmee kan zij een bijdrage leveren aan de verduurzaming van de landbouw. 1976 2010 Biologische landbouw

Sequestration van CO2 door opslag in de bodem Waarde propositie: De teelt en bioraffinage van groene grondstoffen kan extra bijdragen aan de CO2 balans, door de bodem niet uit te putten met betrekking tot organisch stof, dan wel bij te dragen aan CO2 sequestration door het meer terug leveren van de lignine component aan de akker (bodem)dan bij reguliere teelten. Dit levert een meerwaarde op perceels- en lokaal-niveau en kan een bijdragen aan verbetering van de LCA (Life Cycle Analysis) van de productie van landbouwgewassen en/of groene grondstoffen.

Structuurverbetering bodem Waarde propositie: De biobased economy kan lokaal bijdragen aan de verduurzaming van de landbouw wanneer door het telen van groene grondstoffen de structuur van de bodem verbetert. Bijvoorbeeld door de wijze waarop de wortelstelsels groeien (voldoende diepte) en een hoog lignine gehalte in de wortels. Daarnaast kan de bijdrage vergroot worden als ook de lignine houdende vezels na bioraffinage zoveel mogelijk terug gevoerd worden naar de landbouwgronden. Bodemstructuur en organisch stof staan op prioriteiten lijst van de waterschappen in verband met de drastische vermindering van water bufferende capaciteit van de landbouwgronden

Suppressie bodempathogenen Waarde propositie: Door het terugvoeren van de lignine houdende fractie, dan wel door wortelstelsels van groende grondstoffen kunnen pathogene schimmels op een perceel teruggedrongen worden. De teelt van groene grondstoffen kan waarde creëren voor de teler indien hij deze kan benutten op percelen die aangetast zijn door pathogene nematoden. Plantenziekten Wetenschappelijke naam Gevoelige gewassen Stengelaaltjes Ditylenchus Bollen, mais, bieten, aardappelen, uien Wortelknobbelaaltje Meloidogyne Mais, aardappelen, tuinbouwgewassen Cystenaaltje Globodera / Heterodera Aardappel, bieten, koolzaad Wortellesieaaltje Pratylenchus Bollen, fruitbomen en sierteelten Rattenkeutelziekte Sclerotinia (schimmel) Aardappel, koolzaad Wratziekte Synchytrium (schimmel) Aardappel Witrot Sclerotium (schimmel) Uien Kwadegrond Rizoctonia (schimmel) Bieten, mais en gras Rhizomanie BNYVV virus verspreiding door schimmel Bieten Stengelrot/Koprot Diverse bacteriën Aardappel, bollen, uien Bodemziekte Phytium en Fusarium (schimmels) Mais, granen, bieten

Bodemweerstand: Citaat inaugurele rede Prof. Wietse de Boer

Stikstof, fosfaat en kalium Waarde propositie: De terugwinning van de mineralen en in het bijzonder stikstof, fosfaat en kalium (en evt. magnesium) tijdens de bioraffinage op een zodanige wijze dat de teler ze opnieuw in de teelt van groene grondstoffen en andere gewassen kan toepassen draagt in bij aan het verlagen van de CO2footprint van de landbouw Productie van kunstmest: verhoogt de CO2footprint verlaagd de biodiversiteit uitspoeling naar water destructie natuur in de mijnen waar de grondstoffen gewonnen worden steeds hogere kosten voor akkerbouwer

Bron: op basis van getallen van het Schwarzwaldsanatorium Obertal (D) Sporenelementen Waarde propositie: Tijdens de bioraffinage de sporenelementen zoveel mogelijk terugwinnen en terug voeren naar de productiegronden. Fruit en groente Mineralen en vitaminen Inhoud in milligram (per 100 gram) 1985 1996 Verschil Broccoli calcium foliumzuur magnesium 103 47 24 33 23 18 min  68% min  52% min  25% Bonen calcium foliumzuur magnesium vitamine B6 56 39 26 140 34 34 22 55 min  38% min  12% min  15% min  61% Wortels calcium magnesium 37 21 31 9 min  17% min  57% Spinazie magnesium vitamine B6 vitamine C 62 200 51 19 82 21 min  68% min  59% min  58% Bananen 8 23 31 330 7 3 27 22 min  12% min  84% min  13% min  92% Aardbeien 21 13 18 12 min  14% min    8% Bron: op basis van getallen van het Schwarzwaldsanatorium Obertal (D) Dit draagt bij aan: de opbrengsten per hectare de gehaltes aan essentiële elementen in voedingsgewassen

Praktijk casus Zonnebloemen: Zonnebloempitten Zonnebloemen Gehakselde stengels veevoeder Vezels benutting in materialen Zonnebloemolie: biopolymeren Gehakselde stengels biogas productie

Praktijk casus Zonnebloemen:   volume/effect toegevoegde waarde bodem / opbrengst Sociaal economische meerwaarde Stimulans biodiversiteit / bodemleven Sequestration van CO2 door opslag in de bodem Structuurverbetering bodem Suppressie bodempathogenen Stikstof, fosfaat en kalium Sporenelementen Hogere opbrengst per ha lokale verwerking stengels Weinig bemesting positief voor bestuifers zoals bijen Positief voor recreatie, lokale verkoop bloemen Relatief veel lignine in stengels, na biogas productie, lignine terug naar bodem. Diep wortelstelsel dat achter blijft na oogt in de bodem Geen waardplant voor de bekende pathogene nematoden Schil van zaden rijk aan mineralen, terug naar de bodem