Onderzoekers vinden nieuwe manieren om stikstofgebruik van landbouwers te doen dalen
Onderzoekers van het VIB-UGent Centrum voor Planten Systeembiologie hebben nieuwe manieren gevonden om het stikstofgebruik van landbouwers te verlagen, door in te werken op micro-organismen in de bodem. Dat heeft VIB bekendgemaakt.
De bevindingen van de onderzoekers zetten de deur open naar een meer duurzame en biologische landbouw. Gewassen hebben stikstof in de bodem nodig om te groeien. De planten staan echter in concurrentie met bepaalde bacteriën en zogenaamde archaea, 2 verschillende soorten micro-organismen die de stikstof in de bodem ook kunnen gebruiken.
Stikstof en het bodemmicrobioom
Via een proces dat nitrificatie heet, zetten deze micro-organismen de stikstof - in de vorm van ammoniak - om in nitrieten en nitraten. Die stoffen lekken weg in de bodem en in het grondwater, waardoor ze niet meer bruikbaar zijn voor de landbouwgewassen en negatieve gevolgen hebben voor de biodiversiteit. Daarnaast kunnen nitraten op hun beurt weer omgezet worden in lachgas, wat een sterk broeikasgas is.
Als landbouwgewassen meer stikstof zouden kunnen opnemen, en de micro-organismen dus minder, zouden landbouwers hun akkers en velden minder moeten bemesten. Het vinden van stoffen die de nitrificatie door micro-organismen blokkeren, is dus een belangrijke sleutel tot het 'oplossen' van het stikstofprobleem.
Eerder onderzoek naar nitrificatie had vooral een sterke focus op bacteriën, en liet de archaea buiten beschouwing. Onderzoekers van het VIB-UGent Centrum voor Planten Systeembiologie hebben deze archaea wel onder de loep genomen, en vervolledigen zo het plaatje. De onderzoeksgroep ontwikkelde 2 testmethodes om nitrificatie-inhibitoren -stoffen die de nitrificatie effectief kunnen blokkeren- bij archaea te identificeren, en ging voor bijna 50.000 moleculen na of ze functioneel kunnen worden ingezet.
Combinatie levert beste resultaat
“Niet enkel hebben we nitrificatie-inhibitoren voor archaea kunnen beschrijven, we hebben ook aangetoond dat een combinatie van inhibitoren tegen bacteriën en archaea het beste resultaat oplevert. Dat is zeer hoopvol”, zegt Hans Motte, coördinator van het onderzoeksproject. “We hebben nu de tools in handen om de beste inhibitoren te vinden, te combineren, en zo het stikstofgebruik in de landbouw echt te reduceren.”
De onderzoekers willen nu nog een stap verder gaan. “Momenteel zijn de beschikbare nitrificatie-inhibitoren allemaal synthetische moleculen”, legt professor Tom Beeckman, groepsleider van het lab, uit. “Met onze nieuwe testmethodes kunnen we nu op zoek gaan naar natuurlijke moleculen die ook kunnen dienen als nitrificatie-inhibitoren. In een volgende stap kunnen we gaan kijken naar planten die zelf inhibitoren aanmaken en uitscheiden in de bodem. Zo zetten we deur open naar een efficiëntere bio-landbouw en duurzame landbouwsystemen.”
