Demonstrator: Experimentele faciliteiten (kas en open-veld boomgaard) van INHORT -.

Composteren met microbiële consortia die het verlies aan voedingsstoffen minimaliseren

Type en volume van invoermaterialen/producten

Gebruik van specifieke microbiële consortia(Streptomyces, Pseudomonas) en verschillende additieven (biochar, PGPR-stammen, de afgeleide bio-organische meststoffen, microbiële bioproducten) om de compostering te versnellen en het gehalte aan voedingsstoffen/biobeschikbaarheid te verhogen.

Type en volume van uitgangsmaterialen/producten

Met het gebruik van nieuw ontwikkelde microbiële meststoffen zal een circulair landbouwproductiesysteem worden opgezet, waarin organische afvalbiomassa wordt verwerkt om plantenvoedingsstoffen terug te winnen en terug te keren naar de bodem ter ondersteuning van een duurzame productie met minimale vervuilende uitstoot, op weg naar een doelstelling van nul vervuiling.

VEGETATIE SEIZOEN 2023

MATERIAAL EN METHODEN

Aardbeiplanten

Een veldexperiment met aardbeiplanten cv. Lycia werd in mei 2023 opgericht in de experimentele boomgaard van het Nationaal Instituut voor Tuinbouw in Skierniewice (IO-PIB). Voor het opzetten van het experiment werden Frigoklasse A zaailingen gebruikt. Voorafgaand aan het opzetten van het experiment werd biochar aangebracht in een hoeveelheid van 2L/perceel (15 planten), gemengd met de bovengrondlaag, en werd ook kippenmest (granulaat) aangebracht in een hoeveelheid van 200 g/perceel. Aardbeiplanten werden geplant op een afstand van 0,9 m x 0,2 m.

De volgende metingen werden uitgevoerd voor de aardbeiplanten:

– Planthoogte (cm/plant),

– Chlorofylgehalte van de bladeren (SPAD-eenheid/plant).

Komkommerplanten

Een veldexperiment met komkommerplanten cv. Octopus werd opgericht in de experimentele boomgaard van het Nationaal Instituut voor Tuinbouw in Skierniewice (IO-PIB). Komkommerzaden werden gezaaid in mei 2023. Voorafgaand aan het opzetten van het experiment werd biochar aangebracht in een hoeveelheid van 2 l/per perceel (2 m^2), gemengd met de bovengrondlaag, en Kurzak (granulaat) in een hoeveelheid van 200 g/per perceel (2 m^2) werd ook aangebracht. Elk perceel vormde een experimentele eenheid, waar 14 zaden werden gezaaid met een tussenafstand van 0,3 m binnen de rij en 1 m tussen de rijen.

De volgende metingen werden uitgevoerd voor de komkommerplanten:

– Chlorofylgehalte van bladeren (SPAD-eenheid/plant),

– Aantal vruchten (stuks/plant),

– Gemiddeld gewicht van één vrucht (g/plant),

– Totale opbrengst (g/plant),

– Beoordeling van de mate van wortelkolonisatie door arbusculaire mycorrhizaschimmels.

Appelbomen

Voor het veldexperiment met appelbomen werden 4 jaar oude bomen cv. Gold Milenium geënt op onderstam M9, gelegen in de experimentele boomgaard van het Nationaal Instituut voor Tuinbouw in Skierniewice in Dąbrowice (IO-PIB), werden geselecteerd. In het voorjaar van 2023 werden de appelbomen bemest met pluimveemest in een dosis van 300 g/boom en biochar – 2L/boom. Biochar-meststof werd in een ring rond de boomstam op de grond aangebracht en vermengd met de bovenste grondlaag. De bomen werden geplant op een afstand van 2 m x 4 m.

De volgende metingen werden uitgevoerd voor de appelbomen:

– Totale opbrengst (kg/plant),

– Beoordeling van de mate van wortelkolonisatie door arbusculaire mycorrhizaschimmels,

– Meting van chlorofylfluorescentie in bladeren.

De experimenten werden gepland in een gerandomiseerd blokontwerp. In de experimenten werden acht combinaties toegepast.

Experimentele combinaties:

1. Controle

1. Biochar
2. Consortium van micro-organismen 1
3. Consortium van micro-organismen 2
4. Consortium van micro-organismen 3
5. Biochar + Consortium van micro-organismen 1
6. Biochar + Consortium van micro-organismen 2
7. Biochar + Consortium van micro-organismen 3

Drie consortia van micro-organismen gedeponeerd in de SYMBIO BANK van het Nationaal Instituut voor Tuinbouwonderzoek in Skierniewice (IO-PIB) werden geselecteerd voor experimenten met aardbei-, komkommer- en appelplanten:

• Consortium 1 – TES10B3 Bacillus, TES5B21 Bacillus sp., GOS5B1 Promicromonospora sp., GOS10B9 Bacillus sp.
• Consortium 2 – Pi22B Pseudomonas, Pi25C Pseudomonas sp.,NAzot2 Klebsiellasp.
• Consortium 3 – TES5B10C Priestia, GOS5B22 Priestia sp.GOS10B151 Bacillus sp.

De bereide consortia van micro-organismen werden eind juni toegepast op alle onderzochte plantensoorten, met een hoeveelheid van 15 liter voor elke soort, door middel van grondige bodembespuiting.

Gedurende het hele groeiseizoen werden onderhoudsbehandelingen uitgevoerd.

De statistische analyse van de verkregen resultaten werd uitgevoerd met behulp van een eenzijdige variantieanalyse met Tukey’s test, α=0,05, met behulp van de statistische software Statistica 13.3.

Moleculaire onderzoeken

Om de samenstelling van microbiële consortia te optimaliseren om de groei en opbrengst van aardbei-, komkommer- en appelplanten te stimuleren en het composteringsproces te versnellen, zal de moleculaire identificatie van stammen van nuttige micro-organismen in 2024 worden voortgezet. Bovendien zal de overleving van toegepaste stammen van micro-organismen in de bodem worden beoordeeld met behulp van de DGGE-techniek (Denaturating Gradient Gel Electropohoresis).

Chlorofyl a-fluorescentiemetingen

De fotosynthese-efficiëntie in bladeren, uitgedrukt door chlorofylfluorescentiemetingen, werd onderzocht. Chlorofylfluorescentieparameters werden opgenomen op volledig uitgegroeide bladeren met een draagbare Pulse Amplitude Modulation (PAM) Chl-fluorescentiemeter (FMS-1, Hansatech Instruments Ltd., King’s Lynn, Norfolk, Verenigd Koninkrijk). De metingen werden uitgevoerd in 3 herhalingen (10 bladeren per herhaling). De metingen werden op hetzelfde moment van de dag uitgevoerd. De optische vezel van de FMS-1 werd met behulp van de PPF/temperatuur bladklem in een hoek van 60◦ vanaf het bovenste bladoppervlak geplaatst, en de afstand tussen het bladoppervlak en de optische vezel werd voor alle metingen constant gehouden. Vóór de chlorofyl a-fluorescentiemetingen werden de bladeren 30 minuten in het donker geplaatst om een oxidoreductie-evenwicht van PSII-PSI elektronentransportdragers te verkrijgen. De volgende parameters van chlorofylfluorescentie na donkeradaptatie werden gemeten: _FV/FM – de maximale potentiële fotochemische reactie-efficiëntie in PS II; _FV/F0 – de activiteit van PS II – de maximale efficiëntie van waterafbraak aan de donorkant van PSII.

De volgende parameters van aan licht aangepaste bladeren werden gemeten: _ΦPSII – kwantumopbrengst van fotosysteem II fotochemie, die direct verband houdt met de snelheid van elektronenoverdracht in PSII naar biochemische processen. Deze parameter meet het deel van het door PSII geabsorbeerde licht dat wordt gebruikt in de fotochemie en geeft de snelheid van het lineaire elektronentransport en dus de totale fotosynthese; qP – fotochemische afschakeling; ETR – elektronenstroomsnelheid door fotosystemen; Rfd – vitaliteitsindex, een maat voor de potentiële fotosynthetische activiteit onder gegeven lichtomstandigheden en de interactie van de lichtfasereactie met biochemische reacties in de donkere fase van de fotosynthese.

In 2024 wordt de evaluatie van de efficiëntie van chlorofylfotosynthese voortgezet.

GEPLANDE TAKEN VAN HET ECONUTRI-PROJECT IN 2024

– Uitvoering van taak WP2, deelname aan projectgerelateerde vergaderingen, zorgen voor een goede uitvoering van het werk en de projectcoördinator voorzien van informatie over onderzoeksresultaten.

– Voortzetting van veldexperimenten met aardbeien cv. Lycia, komkommer cv. Octopusplanten en appelbomen van de variëteit Gold Millennium.

– Bereiding van microbiologische consortia en hun toepassing op de bodem.

– Onderhoudsbehandelingen.

– Evaluatie van groei en opbrengst van aardbei, appel en komkommer.

– Moleculaire identificatie van stammen van nuttige micro-organismen en evaluatie van de overleving in de bodem van toegepaste microbiële stammen met behulp van de DGGE-techniek (Denaturating Gradient Gel Electropohoresis).

– Voorbereiding van de resultaten van veldexperimenten uitgevoerd tijdens het groeiseizoen 2024.