Wetenschappers zijn erin geslaagd stress bij gewassen, zoals bacteriële besmettingen of tekorten aan voedingsstoffen, sneller op te sporen dan voorheen mogelijk was. Telers kunnen daardoor eerder ingrijpen om planten voor afsterven te behoeden. Dat maakt efficiëntere voedselproductie mogelijk, met hogere opbrengsten.
is wetenschapsredacteur van de Volkskrant. Hij schrijft over natuur en biodiversiteit.
Een team onderzoekers van de Amerikaanse Iowa State University ontwikkelde een sensor die ze met plastic micronaaldjes aan de onderkant van de bladeren van tabaks- en sojaplanten bevestigden. Met behulp van een hydrogel kon zo snel worden gemeten of de plant waterstofperoxide produceert.
Dat laatste is een belangrijke graadmeter voor stress. Onder meer als gevolg van een tekort aan water, of bij infecties met bacteriën schiet de productie van waterstofperoxide omhoog, bij wijze van noodsignaal.
Daardoor verbleekt het chlorofyl, het groene kleurpigment in bladeren. Dat kan leiden tot afsterven van de bladeren en uiteindelijk tot afsterven van de hele plant. De gebruikte hydrogel kan kleine veranderingen in de waterstofperoxide omzetten in meetbare verschillen in elektrische stroom.
Het nieuwe van de uitvinding, waarover de onderzoekers vandaag schrijven in het wetenschappelijke tijdschrift American Chemical Society, is dat de stress van planten en gewassen met deze methode binnen een minuut gemeten kan worden. Een teler kan daardoor snel actie ondernemen om erger te voorkomen.
Andere manieren om de productie van waterstofperoxide te meten bestonden al wel, maar die vereisten veel meer tijd. Delen van bladeren moesten worden afgesneden, waarna nog verschillende stappen moesten worden genomen die stuk voor stuk tijd vroegen.
De sensoren die de onderzoekers nu ontwikkelden, blijken tot negen keer geschikt voor hergebruik. Daarna verliezen de micronaaldjes hun vorm en zijn ze onbruikbaar.
Robert Schuurink, hoogleraar plantenfysiologie aan de Universiteit van Amsterdam en niet bij het onderzoek betrokken, ziet de uitvinding als een ‘leuke, eerste stap’, die nog wel vragen oproept.
Zo is de sensor inderdaad de eerste die snel en live waterstofperoxide bij planten kan meten, maar, zegt Schuurink: ‘Planten produceren die waterstofperoxide onder heel veel verschillende stressfactoren. Als je alleen het niveau van die stof kunt meten, zegt dat op zichzelf nog niets over de oorzaak. Daar zul je dan alsnog naar op zoek moeten.’
Ook is nog niet duidelijk wat het effect van de micronaaldjes precies is op de planten. Schuurink: ‘Door die sensoren raken de bladeren licht verwond. Dat zie je ook op fotootjes van de sensor: de bladeren vertonen gele vlekken waar de patch heeft gezeten. Ook dat is het gevolg van waterstofperoxide, veroorzaakt door die naaldjes. Na 24 uur is dat wel weer hersteld, maar pas vanaf dat moment kan de sensor dus echt z’n werk doen.’
De Amsterdamse hoogleraar kan zich voorstellen dat kunstmatige intelligentie (AI) een handig hulpje kan zijn om aan de hand van het niveau van de productie van waterstofperoxide snel te bepalen aan welke specifieke kwaal de plant op dat moment lijdt.
Ook is nog onduidelijk hoe de vinding in de praktijk zal uitpakken, zegt Schuurink: ‘In een kas staan vele duizenden planten bijeen. Als je die allemaal moet voorzien van een sensor, lijkt me dat nog een hele klus voor de teler.’
Alles over wetenschap vindt u hier.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant