Om Nederland in de toekomst niet overspoeld te laten worden, is het nodig om de komende 30 jaar 1300 kilometer aan dijken te versterken. Op de Radboud Universiteit in Nijmegen is het innovatieproject Future Dikes gaande om zaadmengsels te ontwerpen die de ontwikkeling naar soortenrijke vegetatie bevordert. ‘Als de dijkbekleding meer soortenrijk is, wordt de dijk steviger’, legt onderzoeker Steven Huls uit, die promoveert op dit onderzoek.
Achter het kassencomplex van de Radboud Universiteit zijn vier schaalmodellen van rivierdijken gemaakt als proefopstelling. Deze dijkjes zijn onderverdeeld in proefvlakken, waarbij tien nieuwe, soortenrijke zaadmengsels worden getest. ‘Op die manier kunnen we na vier jaar kijken welke combinatie van grassen en kruiden voor de meeste wortels zorgt’, legt Huls uit. ‘Dit project gaat niet over zeedijken, dat is echt wat anders.’ Bij Future Dikes zijn ook adviesbureaus betrokken, net als de universiteit van Wageningen. De financiering komt van Waterschap Rivierenland en het Hoogwater Beschermingsprogramma.
Kilometers aan dijken
Nederland heeft 3.500 kilometer aan dijken met een primaire waterkerende functie en met de secundaire dijken erbij is dat 17.000 kilometer. Daar kun je ook de slootwaterkant bij optellen, wat het totaal op 40.000 kilometer brengt. Een groot deel van Nederland ligt onder zeeniveau en daarbij zijn de grote rivieren gevoelig voor overstromingen. Dat betekent dat tweederde van het land potentieel kan onderlopen. In de komende dertig jaar moet 1.300 kilometer dijk worden versterkt, omdat die niet meer voldoen aan de normering. Dat kan komen door veroudering, onvoldoende breedte, de vegetatie is niet op orde, er zijn graverijen in gedaan en andere oorzaken wat de dijk onveilig maakt. Een meer soortenrijke vegetatie kan iets meer open zijn zonder dat dat direct gevolgen heeft voor de stevigheid, omdat er ondergronds nog wel wortels aanwezig zijn. Daarom wordt de classificering van hoe open de vegetatie is en hoe schadelijk dat is voor de dijk, opnieuw beoordeeld.
Grassen en kruiden
Een dijk is een berg zand met een pakket klei voor de waterkerende werking. Daarbovenop zit een toplaag met minder zware klei. Voor veel planten is het moeilijker om te wortelen in echte zware klei, terwijl die klei wel uitstekend werkt voor waterkering. Het grootste risico voor rivierdijken zit hem aan de binnendijkse kant, de gronden die beschermd worden tegen hoog buitenwater. In de winter kan het water stijgen tot aan de kruin en slaat het soms over de dijk heen waardoor het binnendijkse talud beschadigd kan raken. ‘Het uitgangspunt van Future Dikes is dat een soortenrijkere dijkbekleding steviger is en daardoor minder gevoelig voor erosie. Vanuit eerder onderzoek is bekend dat een soortenrijke grasmat sterke wortelmatten genereert die goed bestand zijn tegen de erosieve werking van overstromend water en daarmee een uitstekende eerste beschermingslaag biedt. Hoe meer variatie in gras- en kruidensoorten, des te meer wortels op diverse dieptes in de dijk. Door de hogere soortenrijkdom krijg je ook een overproductie van biomassa in de bodem. Dat kan komen doordat de wortels concurrenten van elkaar zijn. Maar ook de meer diverse uitscheiding van zogenaamde exsudaten, vloeistof met daarin opgeloste suikers of eiwitten, uit de plantenwortels kan een rol spelen, net als de interactie met bacteriën en schimmels. De overproductie van biomassa bij een toenemende soortenrijkdom is duidelijk bewezen, en dat is de wetenschappelijke basis van Future Dikes.’
Experimenten
Dit soort biodiversiteitsonderzoeken vindt niet alleen in Nederland plaats, ook in Duitsland is een vergelijkbaar experiment gaande op grotere schaal. Daarin is gekeken naar biomassa, zowel boven- als ondergronds. ‘Dat was voor ons een bevestiging om door te gaan met dit project en te kijken of we dijken zo steviger kunnen maken. Het grappige is dat de dijken in de omgeving van Nijmegen al veel bloemrijker zijn, dat is vanuit de historie ontstaan. Dat is wel grappig. Een groot deel van onze projecten gaan over droogte. De zomer van 2018 en 2019 waren kurkdroog, toen viel het ons op dat een aantal diepgewortelde grassen en kruiden het beter deden. Een paar jaar later hadden we een hele natte zomer. Ook dat heeft invloed. De helft van de dijkjes buiten de universiteit staat nu voor een droogteproef onder een afdak, zodat we het effect van langdurige droogte op de vegetatie kunnen bekijken.’
Toplaag bezaaien
Om bestaande dijken te verbeteren, wordt de bovenste laag verwijderd en opnieuw ingezaaid. Vervolgens wordt de toplaag teruggeplaatst en kan het zijn werk doen. ‘Dit doen we om zo weinig mogelijk in de natuur in te grijpen. We plaatsen alleen bestaande plantensoorten terug; er is geen sprake van veredeling. Dat is wel interessant voor de toekomst misschien, maar voor nu zijn er voldoende planten om te voldoen aan het streefgetal van 30 soorten die we in de dijken zouden willen zien. De planten horen wel bij het type grond waar we mee werken. Bij zeedijken zal je zo’n soortenrijkdom niet kunnen realiseren. Door het zoute water en de zwaardere klei waarvan de dijk is opgebouwd, kunnen daar minder planten leven. Daar zijn drie of vier grassoorten geschikt en vier of vijf kruiden. We zien wel dat door het gebruik van een levende toplaag er veel soorten bijkomen, ook soorten die we niet ingezaaid hebben omdat die zaden nog in de bodem zaten. Met maaibeheer beïnvloeden we de vegetatie ook, door in twee keer te maaien waarbij je de eerste keer hoger maait en daarna bepaalde bloemen langer laat bloeien. Als je niet maait, ontstaat er in de loop van de tijd een houtige begroeiing en dat is ongewenst.’
Weinig of veel regen
Om in de proefdijkjes tussentijdse metingen van de wortelgroei te kunnen doen, zijn doorzichtige buizen tot op vijfentwintig centimeter diepte geplaatst. Hier is een scanner in geplaatst die een 360-graden beeld geeft van de ondergrondse situatie. De wortels die tegen de buizen aangroeien, worden vastgelegd waarmee de groei in de zomer en de winter wordt vergeleken. Ook de invloed van droogte is een punt van onderzoek. Via een beregeningssysteem kan ook extra water gegeven worden, wat overvloedige regenval nabootst. ‘We kijken naar veel parameters om te kijken hoe we dijken sterker en langer houdbaar te maken. Met het bedrijf Infram-Hydren deden we op een dijk bij Balgoij treksterktemetingen om de kracht van de wortels te meten. Dit vond plaats op een stuk dijk met ongeveer veertig plantensoorten. Per dieptelaag bepaalden we het gewicht van de wortels met een guts die we in de grond sloegen. Ook zijn er golfoverslagproeven gedaan met golven tot 10.000 liter, het veel zwaardere testregime van een zeedijk. De conclusie was voor hen enigszins teleurstellend, want er trad geen dijkfalen op. We kunnen hieruit dus alleen concluderen dat dijken met een soortenrijke vegetatie tenminste net zo sterk zijn als bij een soortenarme grasbekleding.’
Fase 1
Fase 1 van Future Dikes, gericht op kennisontwikkeling, is nu afgerond waarbij voor de proefdijken dijkgrond uit de omgeving van Nijmegen is gebruikt. Fase 2 richt zich op het in de praktijk brengen van de opgedane kennis. Zodoende worden nu proeven gedaan met andere typen grond, met ook andere, bijbehorende inzaaimengsels. ‘Het is beter om bij de natuurlijk voorkomende beplanting te blijven dan per se nieuwe grassen en kruiden in te zaaien die daar niet van nature voorkomen. Mijn promotieproject behelst de ontwikkeling van nieuwe zadenmengsels. Aan het begin van het project is op basis van een database met vegetatieopnamen een soortenlijst samengesteld met 12 grassen en 35 kruiden. Mijn eerste proef was gericht op de vraag hoeveel biomassa zo’n plant in tien weken kan genereren.’ Door de planten separaat in potten te planten, was er geen sprake van concurrentie. Met een guts werden de wortels van verschillende lagen bemonsterd. Daaruit bleek dat de vlinderbloemige planten, zoals de klaver, veel bovengrondse biomassa maken, maar relatief weinig wortels. ‘Op basis van die eerste resultaten zetten we een tweede proef in met vijf grassoorten en kruidenmengsels bij elkaar, om te kijken hoe ze elkaars wortelgroei beïnvloeden. Op het oog is in een mengmonster niet te zeggen welke wortels horen bij elke plant, maar met kalibratiemonsters uit de eerste potproef kan onze analist in een mengmonster van verschillende soorten, met moleculaire markers, aangeven hoeveel wortels van elke plant aanwezig zijn. Op deze manier kunnen we in een vegetatie analyseren welke plant meer oppervlakkig wortelt en welke zijn wortels dieper in de bodem heeft. Uiteindelijk willen we in alle dijken een soortenrijke vegetatie met zoveel mogelijk wortels op verschillende dieptes.’
Fase 2
In de tweede fase zal de erosiebestendigheid van de nieuwe mengsels in vergelijking met bestaande zaadmengsels voorop staan, en wordt deze erosiebestendigheid gekoppeld aan de mate van doorworteling in de diverse veldcondities. De inzaaiproeven met de diverse geselecteerde mengsels zullen plaatsvinden op dijken met verschillende typen toplagen. Daarnaast is er aandacht aan de eventuele voordelen van het toepassen van gebiedseigen grond, door de hierin aanwezige zaadvoorraad en lokale microbiële gemeenschap. Verder wordt naast het nieuw inzaaien van dijkvakken getest of doorzaaien in bestaande vegetaties vergelijkbare of zelfs betere resultaten kan opleveren. Ook wordt er gekeken naar de bestendigheid van de geselecteerde zaadmengsels tegen periodes van droogte, die in de toekomst steeds vaker zullen optreden.
