Koolstof schrijft men in een eenheid met een hoofdletter C na het aantal grammen: g C/m². Dat zijn grammen koolstof, geen grammen suiker of droge massa. De stroom per jaar schrijft men als g C/(m²·a), waarbij a het jaar is. Het aandeel geeft men in procenten van NPP, de primaire productie na de ademhaling van de plant zelf.
Verwar het aandeel van NPP niet met het aandeel van de totale fotosynthese GPP: het tweede is de helft kleiner. Verwar ook gram koolstof niet met gram CO₂: één gram koolstof is 3,67 gram CO₂. En denk aan stroom per jaar tegenover voorraad: het mycelium kan minder wegen dan de koolstof die er in één seizoen doorheen is gegaan.
De zon pulseert boven de spar. Amberkleurige suikerdruppels zakken langs stam en wortel naar de letter C. Die letter is de zwammantel om een wortelpunt. Vanuit de open zijde gaan de druppels verder door de hyfen de grond in. Langs dezelfde hyfen stijgen groene stikstofdeeltjes omhoog naar de boom. Rechts stijgt het streepje op de schaal naar 16,7 % en licht op. Het opnamelampje knippert.
Eenheidsblad
mycologie herz. 2026-10Mycorrhiza %, g C/(m²·a)
Afgeleide SI-eenheid · grootheid: koolstofstroom van plant naar zwam per oppervlakte-eenheid en het aandeel daarvan in de productie
De spar betaalt de zwam met suiker
In 2001 haalden Zweedse bosbouwers een smalle ring bast van dennen. De bomen gingen niet meteen dood: het water steeg nog steeds naar de naalden. Maar de suiker uit de naalden bereikte de wortels niet meer. Na twee maanden gaf de bodem onder die dennen bijna de helft minder kooldioxide af dan onder de naburige bomen.
De helft van dat gas ademden de wortels uit, samen met de zwammen die erop zitten. De wortelpunten van spar en den zijn gehuld in een zwammantel. Daarvandaan gaan hyfen de grond in. De zwam krijgt suiker van de boom en brengt daarvoor stikstof, fosfor en water terug, die hij uit een enorm volume grond bijeenhaalt. Zo'n verbond heet mycorrhiza.
De prijs van het verbond meet men met twee getallen. Het eerste is het aandeel: hoeveel procent van de netto productie van de boom naar de zwam gaat. Het tweede is de stroom: hoeveel gram koolstof per jaar de zwam van een vierkante meter bos krijgt. In een sparrenbos is dat ongeveer een zesde van de productie, circa 90 g C per vierkante meter per jaar.
01 · Definitie
fotosynthese · ademhaling · aandeel van de zwamIn een jaar legt een bos veel koolstof uit de lucht vast. Die bruto fotosynthese heet GPP. Ongeveer de helft verbruikt de boom meteen voor zijn eigen ademhaling. De rest, de netto primaire productie NPP, gaat naar de groei van hout, naalden en wortels en naar de betaling van de zwammen.
Het aandeel mycorrhiza is de koolstofstroom naar de zwammen gedeeld door NPP. Het wordt in procenten uitgedrukt. De stroom zelf geeft men in gram koolstof per vierkante meter per jaar. Koolstof telt men apart van de overige atomen, zodat suiker, hout en uitgeademd gas in dezelfde eenheden kunnen worden opgeteld.
Het aandeel is niet constant. Is er veel beschikbare stikstof in de bodem, dan neemt de boom die zelf op en betaalt hij de zwam minder. Is er weinig stikstof, dan stijgt het aandeel. Daarom verminderen kunstmest en stikstofdepositie de mycorrhiza, terwijl ze op de arme noordelijke bodems het vrijgevigst is.
Hoeveel de boom de zwam betaalt
Bovenaan staan plant en bodem in doorsnede. De amberkleurige druppels zijn suiker, die van de bladeren naar de wortels en verder naar de zwam gaat. De groene deeltjes zijn stikstof, die de zwam aan de plant afgeeft. In paars is de zwam getekend: de mantels op de wortelpunten en de hyfen in de bodem. Met de schuifregelaars stel je licht, stikstof in de bodem en vochtigheid in. “Ringelen” haalt een ring bast weg: de suiker blijft bij de snede staan. “¹³C-label” stuurt een portie gemerkte koolstof erin, en je ziet hoe snel die de zwam bereikt. Onderaan staan drie weergaven. “Stroom” laat zien waarheen de koolstof zich verdeelt. “¹³C-label” toont waar het label zich bevindt, per dag. “Stikstof” toont hoe het aandeel van de zwam daalt als er meer stikstof in de bodem komt.
De hyfe is honderd keer dunner dan de wortel
Een fijne sparrenwortel is ongeveer een halve millimeter dik. Een hyfe is ongeveer drie micrometer. Van dezelfde hoeveelheid koolstof laat de zwam veel meer lengte groeien en bestrijkt hij een veel groter volume grond. Daarom loont het de boom meer om de zwam te betalen dan zelf wortels te bouwen, zolang er weinig stikstof is. Voeg stikstof toe met de knop “×2 stikstof”: het aandeel van de zwam daalt, omdat de boom de stikstof dan rechtstreeks gaat opnemen.
02 · Omrekening
koolstof · CO₂ · suiker · schaal van de planeetVan gram koolstof naar ton CO₂
Voer de stroom naar de zwam in een willekeurige eenheid in. Het eerste tabblad rekent die om naar koolstof, CO₂, glucose en het aandeel van de productie van het sparrenbos. Het tweede toont aandeel en stroom in verschillende bossen volgens het paginamodel. Het derde rekent de stroom per vierkante meter om naar de schaal van een hectare, een land en de planeet.
Door de zwammen gaat veel koolstof, maar er blijft weinig hangen. Het grootste deel ademt de zwam binnen dagen en weken weer uit, een deel gaat naar organische stof in de bodem. Daarom betekent 90 g C per jaar niet dat er elk jaar 90 g C bij komt in de bodem.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Meetinstrumenten
¹³C-kamer · massaspectrometer · ringelen · minirhizotronKoolstof wordt gemerkt en daarna opgespoord
Kamer met ¹³C-label
Een jonge boom wordt afgedekt met een doorzichtige kamer en krijgt enkele uren lucht met kooldioxide van de zware isotoop ¹³C. De boom legt die op dezelfde manier vast als gewone kooldioxide. Daarna neemt men met gelijke tussenpozen monsters van naalden, wortels, hyfen en het gas dat de bodem uitademt. Uit waar en wanneer het label opduikt, blijkt welk deel van de koolstof naar de zwammen ging en in hoeveel dagen.
Isotopenratio-massaspectrometer
Het monster wordt verbrand en al zijn koolstof wordt CO₂. De moleculen worden versneld en door een magneet gestuurd. Zware moleculen met ¹³C buigen iets minder af en komen in een naastgelegen detector terecht. Uit de verhouding van de stromen in de detectoren berekent het apparaat hoeveel keer meer zware koolstof het monster bevat dan de standaard. Dit getal schrijft men in promille als δ¹³C.
Ringelen
Suiker gaat naar beneden door de dunne laag onder de bast, terwijl water door het hout omhoog stijgt. Haal je een ring bast van de stam, dan blijft de suiker bij de snede steken en gaat het water door. De boom leeft nog, maar wortels en zwammen krijgen geen koolstof meer. Aan de mate waarin de bodemademhaling daalt, ziet men welk deel daarvan door wortels en zwammen werd geleverd.
Minirhizotron
In de bodem wordt schuin een doorzichtige buis ingegraven. Daarin rijdt een kleine camera, die eens per week op dezelfde diepten de wand fotografeert. Op de foto's zie je hoe wortels groeien en afsterven en hoe hyfen uitgroeien. Uit het aantal en de lengte van de hyfen op de foto's schat men hoeveel koolstof de zwam in groei steekt en hoe snel hij die verliest.
05 · Schrijfregels
koolstof · termijn · basis van het aandeelNoteer dat het koolstof is, over welke termijn en waarvan het aandeel is genomen
De stroom schrijft men in gram koolstof, met de letter C na de gram, en met vermelding van de termijn. Het aandeel schrijft men samen met waarvan het is genomen: van NPP, van GPP of van de fotosynthese op de dag van het label.
Zonder de letter C en zonder termijn is niet duidelijk gram van wat en in welke tijd. “Procent koolstof” zegt niet waarvan het is genomen. 91 g koolstof is 334 g CO₂, niet 91. De afwijking in isotopensamenstelling schrijft men in promille, niet in procenten, en men vermeldt de standaard. En het aandeel van GPP is ongeveer half zo groot als hetzelfde aandeel van NPP.
06 · Naburige eenheden
mycologieDe koolstof die de boom aan de zwam geeft, wordt mycelium, waarvan de massa per hectare op een naburige pagina wordt berekend. Hoe snel hyfen uitgroeien, toont de pagina over de groei van mycelium. En over de maat van koolstof als stof, de mol, vertelt de SI-basiseenheid.
Waar de betaalde koolstof heen gaat.
K_rRand van de kolonie, mm/d.
mol12 g koolstof is één mol atomen.
07 · Historisch deel
archief · van “zwamwortel” tot 13 gigatonHoe de prijs van het verbond werd berekend
{title}
{text}
Een gram koolstof is geen gram suiker
De suiker glucose bestaat uit koolstof, waterstof en zuurstof. Koolstof is daarvan 72 delen van de 180. Daarom is één gram koolstof twee en een half gram glucose. En als dezelfde koolstof door zwammen wordt uitgeademd, krijg je 3,67 gram CO₂.
Om niet in de war te raken, brengt men in de ecologie alle koolstof terug tot één maat: gram van de koolstof zelf. Een monster naalden, wortel of bodem wordt in een tinnen capsule gewikkeld en verbrand bij duizend graden. Alle koolstof gaat naar CO₂ en het apparaat telt de hoeveelheid. Zo bepaalt de norm ISO 10694 de koolstof in de bodem.
Rechts staat dezelfde gedachte op een weegschaal. In de linkerschaal ligt 2,5 gram suiker, in de rechter 1 gram koolstof die erin zit. De weegschaal is niet in evenwicht, maar de telling in gram koolstof klopt.
De zeven SI-basiseenheden
Catalogus van grootheden
Mycologie en koolstof · 12 paspoorten
Een druppel zuur verandert de kleur van het sap, zout kleurt de vlam, water bevriest door een tik. Daaronder alle bladen van Simetrium, per vakgebied en alfabetisch.
Index openen →