Welkom bij
Moderne landbouw
!
Met dank aan Susan Fisk en de Soil Science Society of America voor dit artikel .
De meesten van ons besteden aandacht aan nieuwe scheuten, stengels, bladeren en uiteindelijk de bloemen en gewassen die we willen laten groeien. We zouden wortels kunnen zien als noodzakelijke, maar oninteressante onderdelen van het productieproces van gewassen.
Paul Hallett en zijn team zijn het daar niet mee eens. Ze richten zich op wat er in de grond gebeurt met de wortels van de plant.
De zone van grond rond de wortels van een plant wordt de rhizosfeer genoemd. Het is de combinatie van de Latijnse woorden voor 'wortel' en 'gebied'. En het is een drukke locatie voor belangrijke, maar verborgen productieprocessen van gewassen.
In de rhizosfeer maken planten een verscheidenheid aan chemische verbindingen die exudaten worden genoemd. Hallett en collega-onderzoekers van de Universiteit van Aberdeen kijken naar de effecten die exsudaten hebben op de plant en de omliggende bodemgemeenschap. Hun unieke werk neemt kleinschalige metingen nabij het oppervlak van de wortels. De eigenschappen kunnen hier heel anders zijn dan de rest van de bodem.
"Wortels scheiden continu chemicaliën af in de bodem als een manier om voedingsstoffen vrij te maken die aan bodemdeeltjes zijn gehecht", zegt Hallett. Bij de menselijke spijsvertering scheidt de maag maagsappen af om voedsel te helpen verbreken; exudaten zijn het plantenequivalent van maagsappen.
Hallett beschrijft de chemische samenstelling van exsudaten als "een echte cocktail of 'buffet' van middelen voor alles in de rhizosfeer." Naast het helpen van planten bij het verkrijgen van voedingsstoffen, zijn exudaten voedselbronnen voor de microben die een belangrijk onderdeel vormen van het bodemmicrobioom.
Exudaten spelen ook een belangrijke rol bij het bijeenhouden van de bodem. Wortels en schimmels die in de grond leven, houden grotere kluiten aarde bij elkaar, maar exsudaten werken op microniveau. Als lijm houden ze gronddeeltjes bij elkaar in belangrijke mechanische netwerken. Bodemwetenschappers noemen deze bodemnetwerken aggregaten.
Terwijl de bindende effecten van wortels en schimmelnetwerken meestal langdurig zijn, kan de invloed van exsudaten op de bodem vluchtig zijn. "Wortelexudaten blijven niet lang in hun oorspronkelijke vorm in de grond, omdat ze worden geconsumeerd en getransformeerd door microben", zegt Hallett. Dit proces kan het exsudaat volledig vernietigen of zelfs nog betere verbindingen creëren om gronddeeltjes te binden.
"Exudaten van plantenwortels hebben een enorme invloed op de aggregaatvorming", zegt Hallett. "Ze doen dit op een aantal manieren, waaronder door zich als lijm te gedragen of door te veranderen hoe snel de rhizosfeer nat wordt en droogt door regenval en verdamping."
Het team van Hallett onderzocht de effecten van exudaten op verschillende grondsoorten. Ze onderzochten omgevingen met een zandige leembodemtextuur versus een kleileemtextuur. Dit is belangrijk omdat de chemische reacties tussen het exsudaat en de gronddeeltjes variëren met de grondsoort.
Ze onderzochten ook verschillende plantenafscheidingen van gerst en maïs. Ze ontdekten dat het exsudaat van gerst verhoogde hoe goed gronddeeltjes aan elkaar gebonden zijn, maar niet zoveel als maïs. Ze ontdekten ook dat afscheidingen van gerst geen invloed hadden op de waterafstotendheid van de bodem, maar afscheidingen van maïs wel.
Onderzoek zoals dat van Hallett laat zien dat er tijdens het groeiseizoen – en daarna – delicate interacties zijn tussen elke plant en de omringende grond. Al deze interacties hebben invloed op de hoeveelheid water die door de bodem wordt opgevangen en door planten wordt opgenomen. De productie van exsudaten heeft ook invloed op hoe goed de planten essentiële voedingsstoffen uit de grond kunnen halen, en heeft zelfs invloed op de grond in de rhizosfeer.
Toekomstig onderzoek voor het team van Hallett omvat onder meer het kijken naar exsudaatproductie langs de wortels van planten. Ze kijken ook naar de leeftijd van de wortels en of jongere wortels exsudaten produceren met verschillende bodemvasthoudende en waterabsorberende eigenschappen.
