Stikstofbindende bacterie schone belofte

Vlinderbloemigen zoals klaver hebben een bijzondere eigenschap: ze kunnen stikstof uit de lucht binden en omzetten tot een voor planten opneembare vorm. Per hectare kunnen ze ongeveer 50 kilo zuivere N binden per jaar. De planten doen dat niet zelf, ze leven in symbiose met de wortelknolletjesbacterie, rhizobium. Het is tot nu toe niet gelukt die eigenschap ook in andere planten over te brengen.

Naast rhizobium kunnen ook ander bacteriën stikstof binden. Sommigen leven in associatie met planten, maar er worden geen knollen gevormd en de efficiëntie van die stikstofbinding is laag. De oprichters van Azotics claimen dat ze wel een zeer efficiënt stikstofbindende bacterie hebben gevonden, die in symbiose leeft met suikerriet. Dat is geen vlinderbloemige. Deze bacterie, Gluconacetobacter diazotrophicus (Gd), werkt niet met wortelknolletjes, maar zou de cellen van de suikerrietplant kunnen binnendringen en daar binnenin verder leven. Met voordeel voor beide partijen: de bacterie zorgt voor stikstof en krijgt voeding van de plantencel.

Preparaat

De bacterie is dertig jaar geleden ontdekt in suikerriet. Het bedrijf claimt nu dat het in staat is de bacterie ook aan andere planten toe te voegen. Het wil vanaf volgend jaar een preparaat op de markt brengen waarmee zaad van elk denkbaar gewas kan worden behandeld, waarna de stikstofbindende eigenschap ten goede komt aan het gewas. Genoemd worden met name granen en gras, maar ook koolzaad, aardappel en tomaat. Azotics heeft ondersteuning van het Nederlandse Koppert, bekend van innovaties op het gebied van biologische gewasbescherming.

Doorbraak?

Volgens Azotics is het de belangrijkste doorbraak in de landbouw in een eeuw. De stikstofproblematiek zou erdoor in een heel ander daglicht komen te staan. Niet alleen zou er veel minder kunstmest nodig zijn, ook zou de beschikbare stikstof door planten beter benut worden, wat de opbrengst verhoogt en de uitstoot van overtollige stikstof naar het milieu beperkt. Belangrijk bovendien is dat dit gebeurt zonder genetische modificatie, maar door gebruikmaking van een proces dat in de natuur zelf beschikbaar is. In een artikel in het open online platform Agriculture & Food Security zetten David Dent en Edward Cocking dit voorjaar uiteen hoe het werkt en wat de voordelen zijn.

Vlinderbloemigen, zoals klaver, leven in symbiose met een bacterie die stikstof uit de lucht bindt. Als ook niet-vlinderbloemigen dat kunnen, zou dat een revolutie betekenen in de landbouw. – Foto: Jan Willem Schouten

Kritische reactie

Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn. Volgens de Wageningse specialist op het gebied van wortelknolsymbiose, Ton Bisseling, is dat ook zo. Boerderij vroeg hem om een reactie op het artikel. Hij beaamt dat het een geweldige doorbraak zou zijn als meer planten de mogelijkheid krijgen om stikstof te binden. Naast vlinderbloemigen kunnen maar heel weinig planten dat. Zelf doet zijn laboratorium onderzoek aan Parasponia, een tropische boomsoort.

Evolutie

Volgens Bisseling zijn er in de evolutie twee systemen ontstaan voor symbiose tussen stikstofbindende micro-organismen en groene planten. De samenwerking van rhizobium-bacteriën met vlinderbloemigen is evolutionair betrekkelijk nieuw. De bacterie zit in wortelknolletjes, vergroeiingen aan de wortels van de plant. Daar is ze beschermd tegen voor haar giftige zuurstof.

Evolutionair veel ouder, ongeveer een half miljard jaar, is de samenwerking van planten met mycorrhiza’s, ofwel schimmelsoorten. De clou daarvan is dat de schimmelcel als het ware ingekapseld wordt in de plantencel (endocytose) en daar verder leeft.

Dit is minder uitzonderlijk dan het lijkt. Cellen bevatten wel meer onderdelen die oorspronkelijk uit andere organismen komen. Wel is het daarvoor nodig dat bepaalde afweersystemen van de plant uitgeschakeld worden. Het proces van endocytose is eigenlijk bedoeld om gevaarlijke elementen uit te schakelen. De auteurs van het artikel zeggen dat de de stikstofbindende Gd-bacterie volgens dit zelfde procedé opgenomen wordt in de wortels van kiemplanten van het behandelde akkerbouwgewas en daarna als het ware meegroeit in de plant.

Afstootmechanisme

Precies op dat punt vertrouwt Bisseling het verhaal van Azotics niet. Volgens hem staat vast dat een aantal van genoemde gewassen niet op deze manier vreemde cellen kunnen opnemen. Ze hebben volgens hem het mechanisme om een vreemde bacterie in te kapselen en door te laten leven verloren. “Je hebt een mechanisme nodig om te voorkomen dat de plantencel die bacterie afstoot. Mijn inschatting is dat die bacterie doodgaat.” Daarnaast noemt hij de geclaimde opbrengstverhogingen van de gewassen, zelfs bij een gangbare stikstofgift, “hoogst onwaarschijnlijk”.

Azotics wil het product volgend jaar op de markt brengen, te beginnen in Engeland, waar samengewerkt wordt met een distributeur. Het richt zich eerst op vijf sleutelgewassen: tarwe, mais, gerst, koolzaad en rijst.