Als eerste in de wereld opent het Vlaams Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO) in Melle een groot veld lab waarmee wetenschappers de reactie van planten én hun wortels op droogte kunnen monitoren. Meer dan 8000m² proefveld is uitgerust met zes verrijdbare droogtekappen, een netwerk van 1400 elektroden en drones met geavanceerde sensoren.
Baanbrekend is de grote schaal van het veld lab maar ook het elektrisch netwerk dat bodemvocht en de opname ervan door plantenwortels in kaart brengt. Daarmee heeft ILVO een wereldprimeur beet. De strategische onderzoeksinfrastructuur is open access voor bedrijven en kennisinstellingen en dient om de ontwikkeling van droogtetolerante gewassen in Europa te versnellen.
Vlaams minister voor Landbouw en Innovatie Jo Brouns: “De gevolgen van de klimaatverandering op onze voedselproductie laten zich op verschillende plaatsen in Europa voelen. Dankzij deze investering van in totaal 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.”
Fenotypering: begrijpen hoe planten reageren op droogte
Met fenotypering brengen wetenschappers kenmerken van planten in kaart en in verband met hun genetica, teelttechnieken en de omgeving. De mate waarin ze water verdampen (evapotranspiratie) zegt bijvoorbeeld iets over hoe goed ze blijven groeien tijdens periodes van droogte. Mede dankzij de introductie van drones, sensortechnologie en beeldanalyse heeft deze wetenschap de laatste 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 individuele planten in een realistische productieomgeving, namelijk op het veld.
Ondergrondse monitoring wortelactiviteit bij stress
Door de introductie van HYDRAS – wat staat voor ‘HYdrology, Drones and RAinout Shelters’ – schakelt ILVO nóg een versnelling hoger. De nieuwste drone- en sensortechnologie is er gecombineerd met een ‘ERT-systeem’, een netwerk van elektroden op en onder de grond die de elektrische geleidbaarheid in de wortelzone tot twee meter diep in kaart brengt. Dat levert een 2D bodemweerstandsprofiel op, wat omgezet kan worden naar informatie over de verspreiding van bodemvocht en de opname ervan door de plantenwortels. Een belangrijke stap voor het klimaatonderzoek, want tot nu waren deze ondergrondse processen nog grotendeels een ‘black box’.
Isabel Roldán-Ruiz (ILVO): “Het ERT-systeem van onze HYDRAS is een game changer. We brengen het wortelstelsel van planten in het veld in kaart zonder ze op te graven en monitoren voortdurend hun vermogen om water te ontrekken uit verschillende bodemlagen. Het biedt perspectieven voor selectie van droogtetolerante planten maar ook voor agronomisch onderzoek naar de impact van gewasrotaties, bemesting, irrigatie, enz. op droogtestress bij planten”
Soja als ‘proof op concept’
Het groeiseizoen van 2023 gebruikt ILVO om het ERT systeem zelf goed te leren kennen. Wat pikken de elektroden op en wat kunnen we daaruit afleiden? Het moet een proof of concept opleveren dat nog dit jaar in de wetenschappelijke literatuur gepubliceerd wordt. Als testgewas werd gekozen voor soja, een gewas dat ILVO uit het klimaatonderzoek goed kent.
Open access
Vanaf volgend jaar zijn de HYDRAS open access voor andere kennisinstellingen en bedrijven. Samen met de drie oudere droogtekappen die ILVO in 2016 Installeerde, heeft het instituut dan meer dan 1 hectare aan proefvelden beschikbaar voor high-throughput fenotypering in een voor droogte gecontroleerde omgeving. In het nieuwe gedeelte – goed voor in totaal 8100m² en zes mobiele kappen – zijn ook ondergrondse metingen van bodemvocht mogelijk.
VIB en ILVO: complementaire infrastructuur
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 VIB en ILVO op een boogscheut van elkaar state-of-the-art infrastructuur heeft voor fenotypering onder gecontroleerde én semi-gecontroleerde omstandigheden, is een grote troef.
Jérôme Van Biervliet (VIB): “Wat wij ontdekken in onze groeikamers en serres kan bij ILVO gevalideerd zijn onder praktijkomstandigheden en omgekeerd. Die samenwerking zal de zoektocht naar droogtetolerante gewassen voor landbouw een boost geven.”
Bron en beeld: ILVO
