Een hogere landbouwopbrengst begint bij de bodem

Volgens de Verenigde Naties telt de wereldbevolking rond 2050 bijna tien miljard mensen , een drempel die veel belangrijke systemen, met name de landbouw, onder druk zal zetten. Hoe kunnen vooral arme boeren de voedselproductiviteit verhogen om in de toenemende vraag naar voedsel te kunnen voorzien?

Het efficiënt voeden van de wereld zal niet eenvoudig zijn; moeilijk in concrete bedragen uit te drukken factoren als klimaatverandering, gewelddadige conflicten en de beperkte verkrijgbaarheid van vers water zullen dit nog verder bemoeilijken. Nieuwe agrarische technieken die gebruik maken van data en drones, om de gezondheid van voedselgewassen in de gaten te houden, zullen zeker helpen. Maar een van de beste methoden om oogsten duurzaam te vergroten zal moeten komen van het beter benutten van dat wat al in de grond zit.

Beter bodemleven

Van nature voorkomende microben in de bodem helpen de gezondheid van gewassen te bevorderen en de plantproductie te verbeteren. Maar slecht grondbeheer kan leiden tot een verlies aan microbiële inhoud. Door uitgeputte gronden opnieuw te voorzien van weldadige organismen kan de agrarische productiviteit worden verhoogd, zonder afhankelijk te zijn van dure inputs als kunstmest en pesticiden. Daardoor kan een bijdrage worden geleverd aan de oplossing voor de ontzagwekkende uitdaging om een groeiende wereldbevolking te voeden terwijl het milieu moet worden ontzien.

Diverse start-ups zijn al bezig methoden te ontwikkelen om de kracht van microben te kunnen benutten. Het in San Francisco gevestigde Biome Makers maakt bijvoorbeeld gebruik van DNA-sequencing om wijnproducenten te helpen hun voordeel te doen met micro-organismen om de kwaliteit en de opbrengst van hun wijngaarden te verbeteren. Indigo, een in Boston gevestigde “agtech”-firma, maakt microbiële producten die planten helpen weerstand te bieden aan droogte. En in Florida ontwikkelt Pathway Biologic microbiële producten voor gebruik in de hele agrarische sector.

Ook grote bedrijven staan te popelen om een graantje mee te pikken. Bayer Crop Sciences brengt bijvoorbeeld een aantal op microben gebaseerde producten op de markt, waaronder één dat naar verluidt de maïs-opbrengst met wel 15% zal verhogen. Veel andere bedrijven ontwikkelen soortgelijke producten die naar verwachting binnenkort op de markt zullen komen.

Nieuw onderzoek

Universiteiten nemen uiteraard eveneens actief deel aan op microben gericht onderzoek. Op de Auburn University maak ik bijvoorbeeld deel uit van een team dat de effecten van bodemmicroben op de groei en veerkracht van maïs en katoenplanten onderzoekt. Zoals ik in mijn eigen werk heb gezien, ontwikkelen maïsplanten die worden verbouwd in een bodem die met bepaalde bacteriën is doordrenkt wortelsystemen die driemaal de omvang hebben van die van planten die in onbewerkte aarde zijn verbouwd. Ik heb ook gezien hoe deze bacteriën gewassen tegen de droogte kunnen beschermen; bij één experiment onthielden we water aan een groep met microben behandelde planten en aan een controle-groep. Na vijf dagen zonder water stonden de behandelde planten nog steeds recht overeind, terwijl de onbehandelde planten waren verwelkt.

Natuurlijke oplossing

Een van de belangrijkste redenen dat boeren microbiële producten aantrekkelijk vinden is dat zij natuurlijk zijn en niet dezelfde risico’s in zich dragen als synthetische chemicaliën. De huidige marktwaarde voor deze producten is $2,3 mrd, en de markt zal naar verwachting de komende vier jaar naar $5 mrd groeien.

Je kunt de voordelen voor de agrarische productiviteit van het bewerken van de grond met microben niet genoeg benadrukken. Dat geldt vooral voor de ontwikkelingslanden, waar het verhogen van de opbrengst van voedingsgewassen voor kleine boeren een zaak van overleven is. Dit geldt met name voor boeren in Afrika.

Vandaag de dag is grofweg 65% van de Afrikaanse landbouwgrond minder goed van kwaliteit, door een gebrek aan toereikende voedingsstoffen en microbieel leven om de gezondheid van planten te ondersteunen. Afrikaanse boeren geven jaarlijks $68 mrd uit aan het verbeteren van hun grond, meestal door de toepassing van chemische meststoffen. Op microben gebaseerde oplossingen zouden daarom op duurzamere wijze kunnen helpen de bodemkwaliteit te verbeteren dan traditionele methoden, waardoor Afrikaanse boeren de gewassen kunnen verbouwen die nodig zijn voor het voeden van de bevolking van hun continent.

Microben voor Afrika

Maar het onderzoek naar Afrikaanse bodemmicroben blijft beperkt, omdat de meeste microbiële oplossingen voor westerse markten worden ontwikkeld. Dat moet veranderen. Meer investeringen kunnen wetenschappers in staat stellen nieuwe microbenstammen te ontdekken, met unieke vermogens om de gezondheid van de bodem en de gewassen plaatselijk te beïnvloeden, waardoor de eigen natuurlijke omgeving van Afrika ertoe wordt aangezet de agrarische productiviteit te verbeteren.

Grotere investeringen in bodemonderzoek kunnen ook weldadige neveneffecten hebben voor de Afrikaanse economieën. Als nieuwe ontdekkingen leiden tot lokale patenten en licenties, kan het daaruit voortvloeiende onderzoek de vorming van nieuwe agrobedrijven en landbouw-gerelateerde industrieën bevorderen.

Ik kan persoonlijk getuigen van de kracht van de weldadige neveneffecten van dit soort onderzoek. Mijn eigen werk op het gebied van bodemmicroben op de universiteit van Auburn leidde tot de uitgifte van drie Amerikaanse patenten, waarna diverse agrarische bedrijven de rechten wilden bemachtigen voor het ontwikkelen van commerciële producten met behulp van deze technologie. Aanvullende patenten op basis van mijn onderzoek zijn ook in andere landen aangevraagd, waaronder Argentinië, Bolivia, Paraguay, Uruguay en Venezuela. Eenmaal verstrekt kunnen technologieën die op grond van deze patenten zijn ontwikkeld miljoenen boeren ten goede komen en tot commerciële producten leiden die lucratieve nieuwe inkomstenbronnen genereren in lokale markten.

Om het hoofd te kunnen bieden aan de voedselbehoefte van de groeiende wereldbevolking zullen nieuwe agrarische producten, technologieën en praktijken nodig zijn om de productiviteit te verhogen. Oplossingen, gebaseerd op weldadige microben, zullen de sleutel tot deze innovaties vormen. Voor agrarische wetenschappers zoals ik is geen kwestie waar toekomstige generaties mee worden geconfronteerd belangrijker dan die van de voedselzekerheid. Het goede nieuws is dat, nu we op zoek zijn naar nieuwe manieren om planten ertoe aan te zetten méér te gaan doen, de meest veelbelovende technologieën van natuurlijke aard zijn en slapend liggen te wachten in de grond onder onze voeten, wachtend om te worden ontdekt.

Esther Ngumbi

Copyright: Project Syndicate 2017

Lees ook: Nieuwe boeren versnellen de transitie van de landbouw