Waarom paulownia zo snel groeit…

Drie jaar geleden ontkiemde in de bossen ten zuiden van Rijssen een plantje met grote, grove bladeren en harige stengels. Het groeide tot iets boven kniehoogte. En bij de eerste vorst, die vroeg kwam dat jaar, stierf het struikje tot aan de grond af.

Het volgende jaar kwam hetzelfde plantje eind april uit de grond. In juni was het al op zijn  oude formaat terug. En in oktober van datzelfde jaar was het plantje gegroeid tot dit formaat…

IMG_20170917_180225 kopie.jpg

Dit is paulownia tomentosa (vergezeld door haar gigolo, Arno Harpe), ook wel de prinsessenboom. En zojuist heb ik wat meer inzicht gekregen in de manier waarop paulownia deze geweldige groei voor elkaar krijgt.

Paulownia is een van de zeldzame boomsoorten die met C4-fotosynthese werkt. Dit proces converteert zonlicht en water en CO2 efficiënter in suikers dan de gewone fotosynthese die de meeste planten gebruiken. Allemaal omdat het zuiniger omgaat met rubisco.

Rubisco?

Reguliere fotosynthese is een niet bijster efficiënt proces, lees ik in meedere bronnen. Het enzym rubisco, dat kooldioxide (CO2) en water opsplitst en daarna hercombineert tot suikers en zuurstof, werkt langzaam en maakt continu fouten door op cruciale momenten niet de gewenste CO2 in de soep te roeren, maar rondslingerde zuurstof.

Daardoor loopt de fotosynthese spaak en heeft de plant er een probleem bij in plaats van een oplossing. Het zuurstof-misbaksel moet worden uitgeademd door de huidmond, waardoor de plant meteen ook kostbaar water verliest. Daarna moet de motor van de fotosynthese weer helemaal opnieuw opstarten.

Mengkamertjes

Het klinkt allemaal een beetje treurig… en dat is het ook. Planten zetten met reguliere fotosynthese nog niet één procent van het zonlicht dat ze opvangen om in energie. Zonnepanelen verslaan planten daarin tot bijna het honderdvoudige. Maar ondanks een paar honderd miljoen jaar evolutie heeft de natuur nog geen beter betrouwbare vorm van fotosynthese ontwikkeld.

Behalve dan C4. Rond zeven miljoen jaar geleden verspreidden zich voor het eerst op grote schaal planten (vooral grassen) die efficiënter omgaan met hun rubisco. In die planten worden rubisco, water en CO2 in speciale zuurstofarme mengkamertjes samengebracht, waardoor de zuurstoffout niet gemaakt kan worden.

De plant is daardoor in staat om veel sneller grote hoeveelheden suiker te produceren. Resultaat: C4-planten neigen ernaar om te groeien als kool. En die uitdrukking “groeien als kool” is heel toepasselijk, want de hele familie kool (brassicaceae) gebruikt toevallig ook C4. Net als paulownia.

Goed voor de droge huid

Dit proces is vooral een voordeel in de tropische zones op aarde. Doordat de bladeren minder door hun huidmondjes hoeven te ademen verliest een plant met C4-fotosynthese veel minder vocht. Dat maakt uit als je (zoals grassen) dag in dag uit in de volle zon staat, in een bodem die bij gebrek aan bladerdak sneller uitdroogt.

Het effect is enorm. Planten met C4-fotosynthese zijn goed voor circa 5% van de biomassa van alle planten op land, maar dat kleine beetje biomassa fixeert maar liefst 23% van de koolstofdioxide. Als een groter deel van onze planeet bebost werd met paulownia (of ingeplant met kool) zouden we een flinke hap uit onze CO2-overschotten kunnen nemen.

In koude streken

In gematigde streken, zeker in een zeeklimaat als Nederland, maakt het conserveren van vocht in het algemeen minder uit. Zeker in bestaand bos. Dat maakt C4-fotosynthese minder competitief. En de complexe celstructuren die nodig zijn om rubisco en CO2 zuurstofarm te houden, zijn niet gratis.

Vandaar dat C4-fotosynthese in de planten van onze streken minder vaak voorkomt en al helemaal niet onder de inheemse boomsoorten. Hier zijn het vooral de inheemse grassen die C4 gebruiken: zij staan als enigen in zoveel zon, met zoveel uitdrogingsrisico, dat C4 toch lonend is.

Toch is er één soort habitat in onze streken waarin ook een boom baat heeft bij C4: op kapvlaktes. Daar is het droog en zonnig en hebben zaailingen van bijna alle soorten het moeilijk. Zelfs berk en grove den beginnen op die plekken langzaam en gaan pas goed groeien als de bodem na een paar jaar een beetje beschaduwd raakt.

Welk voordeel C4 oplevert bleek in de lange, hete, droge zomer van 2018. Een twee jaar oud boompje met bladeren ter grootte van overmaatse pizza’s lijkt in zo’n zomer een vroege dood beschoren. Maar de paulownia’s lieten gewoon hun bladeren wat hangen, stootten er een paar af en overleefden de zomer zonder kleerscheuren.

Verrijking van kapvlaktes

De snelle groei van paulownia maakt het een interessante aanvulling op de traditionele Nederlandse bosbouw. Paulownia kan na acht jaar worden geoogst voor biomassa of na vijftien jaar voor het hout. Als het hout tenminste elke herfst goed kan uitharden, voordat de eerste vorst de zachte stengels doodt.

Paulownia uitzaaien op kapvlaktes kan een manier zijn om de bodem te verrijken en uitdroging van de bodem al in de eerste jaren te beperken. Door zijn snelle groei en grote bladeren geeft de boom zelfs als struikje van enkele maanden immers al rijkelijk schaduw.

Een economisch voordeel is dat een kapvlakte met paulownia al na vijftien jaar weer opbrengsten genereert. Bij inplanten met berk en grove den moet je eerst een jaar of veertig wachten voordat het hout dat bij dunningen vrijkomt duidelijk meer begint op te leveren dan de kosten die de houtoogsters moeten maken.

Invasief?

Paulownia is inmiddels enkele eeuwen in Europa aanwezig en heeft zich in ons land bewezen als niet-invasief. We hoeven ons geen zorgen te hebben dat deze soort onze bossen zal overwoekeren zoals de Amerikaanse vogelkers dat kan. In het zuiden van Europa is de soort soms wel invasief, al is dat uitsluitend in bosranden en andere door mensen verstoorde habitats.

Paulownia kan uitsluitend ontkiemen en opgroeien in volle zon. In een Nederlands bos moet je daarvoor een forse kapvlakte hebben. En wordt het bos beheerd met selectieve kap, dan is er nooit voldoende zon voor ontkieming en groei. Daarin is paulownia heel anders dan de vogelkers, die er juist als eerste bij is om het extra licht in te pikken dat er door selectieve kap bij komt.

Een risico is misschien wel dat een kapvlakte waar volwassen paulownia’s in de buurt (bovenwinds) staan, makkelijk zal volgroeien met jonge paulownia’s. De boom heeft namelijk veel en licht zaad, dat zich makkelijk alle kanten op laad blazen. Een bodem vol met jonge paulownia’s hindert het opkomen van andere pioniers zoals lariks, berk, grove den en acacia.

Beheer

De paulownia zal uiteindelijk altijd voorbij gegroeid worden door andere soorten: de snelle hoogtegroei houdt op bij een meter of tien. Vanaf dat moment is het wachten tot naburige bomen hem zijn plekje in de volle zon ontnemen.

Sluit het bos zich rondom de paulownia, dan gaat het Nederlandse klimaat met de zwakke zon en de korte vorstvrije zomer hem parten spelen. Hij komt dan dunner in het blad te staan, gaat kromme takken maken en opnieuw uitlopen uit de stam. Dat is het moment om ‘m te gaan oogsten.

De kunst van het kweken van goed paulownia-hout is vermoedelijk om dat moment van beschaduwing nog even uit te stellen, zodat de boom ook nog een stuk diktegroei kan maken. Daarvoor zullen de omringende bomen dan gedund moeten worden, zodat de bomen zo lang mogelijk vrij in de zon staan, in plaats van schouder aan schouder naar de zon toe te groeien.

Om paulownia tot goed hout te laten groeien is het verder belangrijk om te sturen op een rechte stam. Zijtakken aan de zonzijde kunnen anders te groot worden en langs die weg een schuine nieuwe hoofdstam gaan vormen.

Wat zeg jij?