Het effect van elektrische stimulatie op de groei van jonge tomaatplanten bij verschillende nutriëntenconcentraties van de voedingsoplossing
Planten laten groeien op elektrische stroom: Fictie of realiteit?
De glastuinbouw in Vlaanderen is de laatste decennia steeds intensiever geworden. De grote input aan snel duurder wordende anorganische kunstmeststoffen en energie voor o.a. verwarming en kunstmatige belichting doet de productiekosten echter sterk oplopen. De zoektocht naar milieuvriendelijkere en goedkopere productiemethoden haalde een oude - weliswaar geen ondubbelzinnige - techniek van onder het stof, namelijk “elektrocultuur”.
Planten en elektriciteit: geen vreemden voor elkaar
Hoewel planten en elektriciteit op het eerste zicht weinig met elkaar te maken hebben, worden verschillende mechanismen in planten elektrisch aangestuurd, net zoals de zenuwen bij mens en dier. Het meest visuele voorbeeld hiervan betreft de dichtklappende vallen van vleesetende planten. Aangezien elektrische velden constant en overal ter wereld aanwezig zijn, lijkt het dan ook logisch dat planten hieraan zijn aangepast. Maar wat zou de invloed zijn op de plant wanneer deze zwakke natuurlijke elektrische velden al dan niet bewust worden gemanipuleerd en/of gewijzigd?
Elektrocultuur is zo oud als de straat
Wie denkt dat dergelijke stimulatie van planten door verandering van natuurlijke elektrische omstandigheden een totaal nieuw idee is, is verkeerd. Reeds voor het fenomeen ‘elektriciteit’ goed en wel ontdekt was, werd door verschillende wetenschappers in de 18de eeuw opgemerkt dat de oogst van belangrijke graangewassen hoger was naarmate de onweersfrequentie, een vorm van natuurlijk opgewekte elektriciteit, tijdens de groeiperiode hoger lag. Toen in het begin van de 19de eeuw de elektrische batterij zijn intrede deed en elektriciteit hierdoor voor de mens toegankelijker werd, werden door tal van wetenschappers over heel Europa testen uitgevoerd om plantengroei elektrisch te stimuleren. De term ‘elektrocultuur’ werd zo in het leven geroepen. Tot op de dag van vandaag zijn er echter geen eenduidige conclusies te trekken, noch over de gevolgen van elektrische stimulatie, noch over de onderliggende mechanismen die zorgen voor een verbeterde al dan niet slechtere plantengroei.
Twee toepassingsmogelijkheden voor de prijs van één
Het gebruik van elektriciteit in combinatie met planten die voortdurend moeten bewaterd worden, lijkt misschien niet ongevaarlijk voor een teler. De realiteit is echter heel wat minder spectaculair. In de proefopzet die in deze thesis werd uitgetest, werden veelbelovende resultaten gevonden bij spanningsopleggingen van amper één volt. Het feit dat de elektroden, vergelijkbaar met de plus- en minpool van een batterij, niet direct met de plant in aanraking komen, maakt het voor de telers bovendien extra gebruiksvriendelijk. Simpelweg een elektrisch veld aanleggen over het groeisubstraat, waarin de plantenwortels zich bevinden, was in dit onderzoek voldoende om bij bepaalde planten tot 60% meer biomassa te produceren in vergelijking met normale “spanningsvrije” omstandigheden. Eveneens bleek elektrocultuur in staat de actuele hoeveelheid toegediende, prijzige voedingsstoffen met de helft te doen dalen zonder daarbij aan gewasopbrengst in te boeten. Iets wat niet mogelijk bleek zonder spanningsoplegging. Een teler kan dus zelf uitmaken of hij deze techniek beter aanwendt als kostenbespaarder of als opbrengstverhoger.
Veelbelovende resultaten, maar de weg is nog lang…
De criticus onder u zal al door hebben dat er een ‘maar’ verbonden is aan dit succesverhaal. Er valt immers wel een kost weg of er komen gewasopbrengsten bij, maar elektrocultuur is uiteraard niet gratis. Het zal misschien verbazen dat de elektriciteitskost op zich verwaarloosbaar laag is, en dit door de zeer zwakke stroompjes die door de groeisubstraten lopen. Anderzijds ligt de prijs van koolstofvilt, de meest aangewezen elektrode, vooralsnog te hoog om de onderzochte techniek onmiddellijk rendabel te maken. Bovendien bleken ook klimatologische omstandigheden een invloed te hebben op de gevonden resultaten. Bij droogte- en/of hittestress bleken de gunstige effecten van de elektriciteit op de planten te zijn verdwenen, iets wat de betrouwbaarheid van deze techniek uiteraard niet ten goede komt.
Om deze laatste op te krikken werd een poging ondernomen om een idee te schetsen van de mogelijke mechanismen die een verbeterde plantengroei onder elektrische stimulatie kunnen verklaren. Een verbetering van de fysicochemische eigenschappen van het groeisubstraat - rotswol in dit onderzoek - kwam hierbij als belangrijkste naar voor. De voedingsstoffen voor de planten bevonden zich hierdoor in meer geconcentreerde en beter opneembare omstandigheden, waardoor de plant zich als het ware minder moest inspannen om zich te voeden. Er zijn echter ook aanwijzingen dat de plant zelf beïnvloed wordt door het elektrische veld, waardoor een verhoogde voedingsopname via actief ionentransport in werking wordt gesteld.
Het staat vast dat door de explosieve aangroei van de wereldbevolking de prijzen van minerale meststoffen en voedsel zullen blijven stijgen. Elektrocultuur heeft in dit onderzoek aangetoond op beide problemen een antwoord te kunnen bieden, mits enkele belangrijke pijnpunten kunnen worden verholpen of beter in kaart kunnen worden gebracht. Er is dus nog werk aan de winkel, maar voorlopig is er dus geen enkele reden om uit dit bijzonder interessante onderzoek de stekker te trekken.
