Veldlab helpt droogtetolerante gewassen ontwikkelen

Het Vlaams Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO) beschikte in Melle reeds over 3 droogtekappen. De 6 nieuwe droogtekappen en controlevelden zijn meer geautomatiseerd. Het baanbrekende aan de nieuwe investering is de grote schaal van het veldlab en van het elektrische netwerk van sensoren. Dat brengt bodemvocht en de opname ervan door plantenwortels in kaart. Dit biedt een betere indicatie van de wortelgroei dan vroeger, toen men inzake niet-destructieve analyse van de planten enkel op het bovengrondse deel van de plant kon afgaan.

Wereldprimeur in Melle

Met het veldlabo heeft het ILVO een wereldprimeur. “Deze onderzoeksinfrastructuur dient om de ontwikkeling van droogtetolerante gewassen in Europa te versnellen en is ook beschikbaar voor bedrijven en kennisinstellingen. Verschillende bedrijven en kennisinstellingen hebben reeds hun belangstelling getoond”, vertelt Joris Relaes van het ILVO.

Vlaams minister voor Landbouw en Innovatie Jo Brouns kwam op 26 juni persoonlijk een kijkje nemen op het veldlabo in Melle. “De gevolgen van de klimaatverandering op onze voedselproductie laten zich voelen in Europa en de landbouwer is de frontsoldaat in de strijd tegen de klimaatverandering. Dankzij deze investering van 2,5 miljoen euro met 1,5 miljoen euro Vlaamse middelen kunnen wetenschappers en bedrijven sneller gewassen ontwikkelen die er beter tegen bestand zijn, zodat onze toegang tot voldoende, betaalbaar en veilig voedsel in Europa gegarandeerd blijft”, stelt Jo Brouns.

Met fenotypering brengen wetenschappers kenmerken van planten in kaart: genetica, teelttechnieken en omgeving. De mate waarin ze water verdampen (evapotranspiratie) zegt bijvoorbeeld iets over hoe goed ze blijven groeien tijdens periodes van droogte. Met drones, sensortechnologie en beeldanalyse heeft de wetenschap de jongste jaren een sterke vooruitgang gekend. Met wat ze ‘high-throughput veld fenotypering’ noemen, kunnen wetenschappers op heel korte tijd heel veel nuttige data verzamelen over planten in een realistische productieomgeving: op het veld.

Wortelactiviteit volgen

Het veldlabo werd Hydras gedoopt, wat staat voor HYdrology, Drones and RAinout Shelters. De nieuwste drone- en sensortechnologie wordt er gecombineerd met een ERT-systeem, een netwerk van elektroden op en onder de grond (onder ploegdiepte) dat de elektrische geleidbaarheid in de wortelzone tot 2 m diep in kaart brengt. Dat levert een bodemweerstandsprofiel in 2D op, wat omgezet kan worden naar informatie over de verspreiding van bodemvocht en over de opname ervan door de plantenwortels.

“Het ERT-systeem van onze Hydras is een game changer. We brengen het wortelstelsel van planten in het veld in kaart en monitoren voortdurend hun vermogen om water te onttrekken uit verschillende bodemlagen. Het opent perspectieven voor selectie van droogtetolerante planten, maar ook voor agronomisch onderzoek naar de impact van gewasrotaties, bemesting, irrigatie, enz. op droogtestress bij planten. Dit veldlabo verkort de tijd die nodig is voor het ontwikkelen van droogteresistente gewassen. Dat is ook nodig, want de klimaatverandering verloopt sneller dan verwacht”, duidt Isabel Roldán-Ruiz van het ILVO. Er wordt niet enkel bepaald hoeveel vocht de wortels opnemen, maar ook welke kracht daarvoor nodig is (zuigkracht of osmotisch potentiaal).

Met de drones worden grafische en thermische (infrarood)beelden gemaakt, waarmee onder meer groeisnelheid, hoogte, bladvorming, insecten en schimmels kunnen worden gevolgd.

Soja als ‘proof of concept’

Het groeiseizoen van 2023 gebruikt het ILVO om het ERT-systeem zelf goed te leren kennen en om de resultaten van het niet-destructieve onderzoek (niet uitgraven) af te toetsen met de resultaten van destructief onderzoek (wel uitgraven). Het moet een ‘proof of concept’ opleveren dat nog dit jaar in de wetenschappelijke literatuur gepubliceerd wordt.

Als testgewas werd gekozen voor soja, naast enkele rotatiegewassen om de testbodems gezond en uniform te houden. Inzake droogteresistentie spitst het ILVO de aandacht vooral op soja, kikkererwt en quinoa, gewassen die van nature al goed weerstaan aan de droogte, maar voorts ook op gras en klaver. Dezelfde droogteonderzoeken zijn in Melle mogelijk voor bijvoorbeeld tarwe of maïs.

Open access

Vanaf volgend jaar, als de kinderziektes eruit zijn, is het veldlabo ook beschikbaar voor andere kennisinstellingen en bedrijven. Samen met de 3 oudere droogtekappen die het ILVO in 2016 installeerde, heeft het instituut dan meer dan 1 ha aan proefvelden beschikbaar voor high-throughput fenotypering in een voor droogte gecontroleerde omgeving.

Het ILVO financierde de bouw van de Hydras deels met middelen van het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek (FWO). Het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) kreeg in hetzelfde project (Emphasis Belgium) geld om zijn infrastructuur voor fenotypering in serres en groeikamers te vernieuwen. Dat Vlaanderen met het VIB en het ILVO op een boogscheut van elkaar state-of-the-art infrastructuur heeft voor fenotypering onder gecontroleerde én semigecontroleerde omstandigheden, is een grote troef.

“Wat wij ontdekken in onze groeikamers en serres kan bij het ILVO gevalideerd worden onder praktijkomstandigheden en omgekeerd. Die samenwerking zal de zoektocht naar droogtetolerante landbouwgewassen een boost geven”, zegt Jérôme Van Biervliet (VIB).

Filip Van der Linden