In elk substraat of elke bodem wemelt het van de micro-organismen. Er is altijd een balans tussen de nuttige en de ziekteverwekkende soorten. Het Europese project Bio-Attract zoekt naar manieren om de nuttige te bevoordelen. De eerste resultaten zijn veelbelovend.
Versterking van de bodemweerbaarheid staat volop in de belangstelling. Langzamerhand komt er meer zicht op evenwichten in de bodem en de rol van nuttige organismen, die de planten helpen bij opname van voedingstoffen en de afweer tegen ziekteverwekkers.
Een bekende methode om het evenwicht de goede kant uit te trekken, is toevoegen van nuttige bacteriën en schimmels. “Dat slaagt echter lang niet altijd. De toegevoegde bacteriën of schimmels moeten de competitie met al aanwezige organismen aangaan. De laatste zijn helemaal aangepast aan de bodemomstandigheden, zoals de temperatuur, vochtigheid, gehalte aan voedingsstoffen en pH, en aan het gewas en ras. De competitie kan daarom moeilijk zijn”, vertelt microbioloog Yaite Cuesta Arenas. Ze is projectleider van Bio-Attract, een consortium van Wageningen University & Research en het bedrijfsleven (zie kader).
Innovatieve productontwikkeling
Het basisidee achter Bio-Attract is eenvoudig te formuleren: kun je de goede bodemorganismen die al aanwezig zijn, een handje helpen door enzymen te gebruiken? Uit de eerste resultaten blijkt dat dit zeker mogelijk is. Zij laat in het lab petrischalen zien met Trichoderma, een nuttige bodemschimmel, en de ziekteverwekkers Rhizoctonia en Botrytis. Trichoderma groeit uitbundig, de twee schadelijke schimmels bijna niet. Het is dus gelukt selectief de goede te bevoordelen.
Het project wordt gefinancierd door Eurostars, een Europees programma om innovatieve productontwikkeling te stimuleren. Voorwaarde is de samenwerking tussen kennisinstituten en bedrijfsleven; bovendien moeten er bij de afronding van het project concrete producten liggen, die alleen nog maar doorontwikkeld hoeven te worden voor commerciële introductie.
Bij Bio-Attract gaat het om twee zaadcoatings en drie vloeibare formuleringen die bij de wortels kunnen worden gegoten. Deze bevatten een mix van enzymen en voedingsstoffen. De toepassing moet erin resulteren dat gelijktijdig de weerstand van het gewas tegen ziekteverwekkers en stress verbetert en de productie stijgt. Bij stressfactoren valt te denken aan droogte, verzilting of ondoordringbare bodem.
Juiste enzymen
“Enzymen fungeren als katalysator bij chemische processen. Daarom staan ze centraal in onze aanpak”, zegt onderzoeker Kirsten Leiss, gespecialiseerd in de relatie tussen gewas en zijn belagers.
De kunst is dus om de juiste enzymen te vinden. Cuesta Arenas heeft eerst benoemd welke functies deze moeten hebben. Vervolgens heeft het Leidse bedrijf ChiralVision hele series kandidaten geleverd, die allemaal in het lab worden getest. De geschikte enzymen vinden hun plaats in een formulering, die daarnaast voedingsstoffen voor de nuttige organismen bevat. “Die voeding is te vergelijken met de wortelexudaten die planten van nature uitscheiden om nuttig bodemleven aan te trekken en te onderhouden”, vertelt ze.
Onderzoekers gaan deze formuleringen vervolgens in kasproeven uittesten. Momenteel loopt er zo’n test in Bleiswijk met Nederlandse en Spaanse tomatenrassen.
Oppervlaktespanning
Opvallend is dat het helemaal niet hoeft te gaan om plantspecifieke enzymen om de juiste functie in de bodem te kunnen uitoefenen. “Een belangrijk deel wordt gebruikt in de cosmetica of de voedingsindustrie. Het kan bijvoorbeeld gaan om detergenten, die de oppervlaktespanning verlagen. In cosmetica worden zulke stoffen gebruikt om te reinigen. Wij kunnen ze inzetten om componenten in de bodem af te breken”, vertelt Cuesta Arenas.
Ze laat een filmpje zien van een volledig dichtgeslagen bodem die geen water meer kan opnemen. Na de behandeling met enzymen is de grond mooi los en kan het water weer binnendringen.
Immobiliseren
Als je zomaar enzymen aan substraat of grond toevoegt, kunnen ze snel worden afgebroken. Ze werken dan niet goed. Daarom is er veel tijd besteed aan het tijdelijk immobiliseren van de stoffen. Bij een vochtige bodem komen ze gereguleerd vrij, vergelijkbaar met het mechanisme bij een langzaam werkende meststof.
Het testen van de enzymen vindt voor een groot deel plaats zonder duidelijk zicht op het mechanisme waarom ze werken, vult Leiss aan. Dat is natuurlijk wel een heel interessante vraag, omdat je bij meer inzicht het micro-leven nog veel gerichter zou kunnen sturen. “Het eerste doel van het project is de ontwikkeling van concrete producten. Maar daarnaast dient het ook een fundamenteel doel: meer kennis van de werking van zulke enzymen. Wellicht dat we dat in een follow-up project nog verder kunnen uitwerken”, geeft ze aan.
Vliegende start voor jonge plant
Bij de zaadcoatings wordt in de eerste plaats gedacht aan gewassen als tomaat, paprika, komkommer en meloen. Maar mits het goed lukt, is de techniek in feite voor alle gezaaide gewassen geschikt. De belangstelling van het bedrijfsleven is groot, constateert Cuesta Arenas.
Dat de zaadcoatings speciale aandacht krijgen, ligt voor de hand. “Een heel jonge plant is erg kwetsbaar. Als je meteen de goede hulpstoffen toevoegt, krijg de jonge plant een vliegende start. Een coating werkt dan beter dan een middel dat je moet aangieten”, vertelt Leiss. Voor opgroeiende planten worden wel zulke vloeibare formuleringen ontwikkeld.
Na de kasproeven vinden testen op tuinbouwbedrijven plaats: in kassen en in het veld. In principe over de hele wereld, als het aan Cuesta Arenas ligt, afhankelijk van de ambities van het consortium.
Meer openheid van zaken kan ze op dit moment niet geven. Omdat er commerciële belangen mee zijn gemoeid, is er veel geheim, zoals welke enzymen het goed doen en de formuleringen van de uiteindelijke middelen. De nuttige organismen waar ze zich met name op richt, kan ze wel vertellen. Dat zijn heel gangbare soorten zoals Trichoderma, Bacillus subtilis, Pseudomonas en Actinomyceten.
Project Bio-Attract
Het project Bio-Attract is een initiatief van Wageningen University & Research, business unit Glastuinbouw. Verdere consortiumpartners zijn:
– ChiralVision: Leiden, enzymen en enzym immobilisatie.
– Granada Coating: Motril (Spanje), zaadcoatings.
– Biologicas Canarias: Valencia (Spanje), biostimulanten (zoals micro-organismen), plantversterkers en natuurlijke meststoffen.
Doel van het project is om eind 2019 twee zaadcoatings en drie vloeibare middelen op te leveren. Het project wordt gefinancierd door het Europese programma Eurostars, de projectpartners en de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (onderdeel van het ministerie van EZ).
Samenvatting
Een samenwerkingsproject tussen WUR en het bedrijfsleven (Nederlands en Spaans) zoekt manieren om al aanwezig nuttig bodemleven te stimuleren. Ze ontwikkelen zaadcoatings en vloeibare middelen met enzymen en voedingsstoffen voor de nuttige organismen. De eerste resultaten in het lab zijn veelbelovend. Kasproeven zijn gaande. Doel is om eind 2019 twee zaadcoatings en drie vloeibare middelen op te leveren.
Tekst: Tijs Kierkels. Foto’s: Wilma Slegers.
