Er wordt vaak gesproken over het niveau van steriliteit in een CEA-faciliteit. De meeste telers stellen dat ze voor 99% steriel zijn. Paul Rutten, een specialist in microben voor binnenteelt, ontkracht deze 'mythes'.
"Of het nu een vertical farm is of een kas waar mensen beschermende pakken dragen en alle maatregelen eromheen, er is altijd een gemeenschap van microben aanwezig. In plaats van te vragen of er microbiomen aanwezig zijn, zou je moeten controleren wanneer er planten groeien of er dan ook microbiomen zijn. Planten kunnen niet groeien zonder microben en typisch vinden we honderden of duizenden verschillende soorten bacteriën, schimmels en Oömyceten in elk systeem dat we bestuderen," vertelt de oprichter en CEO van Concert Bio.
De startup ontwikkelt diensten en hulpmiddelen die telers nodig hebben bij indoorteelt om het plantenmicrobioom te benutten en het meeste uit deze microbiomen te halen. Daarbij maakt het niet uit of het nu in een kas of vertical farm is.
Paul Rutten
Microbiomen stimuleren de gezondheid van planten
Net als mensen, vertrouwen planten op hun microbiomen waardoor ze kunnen leven. Er is veel onderzoek gedaan naar het begrijpen van deze microbiomen. Begin met het benutten hiervan door de juiste microben aan de bodem toe te voegen om ziektes te voorkomen, opbrengsten te verbeteren en de weerstand van deze planten tegen droogte en dergelijke te vergroten. Veel van dat werk heeft echter nog geen betrekking gehad op bodemloze tuinbouw. Desalniettemin is er een microbioom in deze systemen. Op veel manieren gaan we hier heel anders mee om, omdat we vaak proberen microbiomen zo veel mogelijk te elimineren in de indoorteelt," zegt Paul.
Miljoen microbiomen
Als gevolg hiervan verwacht de plant, gezien de vele jaren in de traditionele tuinbouw, dat er rondom hem een miljoen microbiomen aanwezig zijn wanneer hij groeit. Plotseling bevindt hij zich in een omgeving die zeer arm is aan microbiomen.
Aanbod
Concert Bio splits het aanbod op in drie delen. Het eerste wat Concert Bio aanbiedt, is het monitoren van microbiomen. "Je kunt niet verbeteren wat je niet kunt meten. Met onze diensten helpen we telers te begrijpen wat er aan de hand is met hun microbioom, zodat ze eventuele veranderingen kunnen doorvoeren indien nodig." Deze gegevens worden vervolgens gebruikt om microbiële producten te ontwikkelen, wat de tweede dienst is die Concert Bio kan leveren. Deze zijn ontworpen voor bodemloze teelt en de unieke behoeften en uitdagingen waarmee planten worden geconfronteerd in een systeem waarin veel dingen al zijn geoptimaliseerd. "Microbiomen kunnen planten helpen te groeien in perfect gecontroleerde systemen zoals CEA."
DNA-sequencing
Door middel van DNA-sequencing worden alle microbiomen in een binnenomgeving geanalyseerd, zoals pathogenen, nuttige microben, bacteriën, schimmels, Oomyceten en nog vele anderen. "Alles wat uit deze analyse komt, biedt veel meer informatie over wat er in de systemen gebeurt." Vervolgens is het laaghangende fruit van dit proces, zoals Paul het zegt, het detecteren van pathogenen. Dat betekent dat alle plant- en menselijke pathogenen worden gedetecteerd, die niet alleen de gebruikelijke verdachten zijn "aangezien je hier normaal gesproken niet eens naar zou kijken."
DNA-sequencingproces
Het laatste en belangrijkste deel van het DNA-sequencingproces is het begrijpen van het ecosysteem en een concreet idee krijgen van hoe de gemeenschap als geheel functioneert. "In plaats van slechts één individueel pathogeen te meten en de diversiteit ervan te beoordelen."
Grote hoeveelheid gegevens
Volgens Paul kan dit proces een grote hoeveelheid gegevens opleveren. Dat kan mogelijk leiden tot een informatiestortvloed. Concert Bio heeft echter deze hindernis gezien en een dashboard voor dit proces gebouwd. Het dashboard vertelt telers wat de verzamelde informatie hen vertelt. Eén van de belangrijkste vragen die vaak worden gesteld is: "Hoe gezond is mijn microbioom en is het goed of slecht?" Door de diversiteit van microbiomen aan te geven laat het dashboard zien hoeveel verschillende soorten microben er in het systeem aanwezig zijn. "Diversiteit in bodem-plant-microbe-interacties is herhaaldelijk aangetoond als een vrij goede indicator voor de gezondheid van het systeem."
Microbiomen
Een hoge diversiteit aan microbiomen geeft aan dat er meer verschillende soorten in het systeem aanwezig zijn. Planten hebben de neiging beter te groeien, omdat ze meer microbiomen om zich heen hebben waar ze een beroep op kunnen doen. Wanneer een nieuw pathogeen probeert binnen te dringen in een ecosysteem met een grote aanwezigheid van microben, zal het veel moeilijker zijn om te overleven en de plant aan te vallen.
"Omdat we duizenden monsters hebben verzameld uit systemen in Engeland, Europa, de VS en vele andere plaatsen kunnen we deze diversiteitsmetingen en analyses in context plaatsen en een duidelijk getal geven. Daarna kunnen we aan telers uitleggen of dat nummer relatief hoog of laag is in vergelijking met wat we typisch vinden in een kas of vertical farm. We zijn er om het in context te plaatsen en om te helpen begrijpen wat er aan de hand is," legt Paul uit.
Zelfde inputs, verschillende outputs?
Paul wijst erop dat een voordeel van DNA-sequencing is dat je een lijst krijgt van alle microbensoorten die aanwezig zijn in het systeem. En vaak is er veel meer variatie in een faciliteit dan men zou verwachten van deze systemen. Omdat ze allemaal zijn aangesloten op dezelfde waterkringloop, wordt vaak aangenomen dat de gemeenschap van microben in de voedingsoplossing vrij gelijk is, omdat deze zeer goed gemengd is.
"We hebben echter ontdekt dat verschillende vijvers, zelfs als ze dicht bij elkaar liggen en op dezelfde waterkringloop zijn aangesloten, een verschillende gemeenschap van microben hadden. Wat betreft vertical farms met verschillende kamers en verschillende waterkringlopen kun je een heel andere gemeenschap van microben hebben op verschillende delen van de farm. Dit is zelfs niet alleen theoretisch, want je kunt de impact daarvan zien op de opbrengst van planten, hoe vaak ze worden getroffen door ziekten en wat daar de impact van is. Dat soort verschil is het grootste wat we kunnen benutten om te begrijpen hoe een goed en slecht microbioom eruitziet, gezien ze allemaal dezelfde inputs ontvangen."
Waar zijn microbiomen te vinden?
Zoals onderzoek heeft aangetoond aan het team van Concert Bio, hebben sommige rassen een betere groei en zijn sommige vatbaarder voor ziekten. Om dit te analyseren, heeft het team kunnen achterhalen wat er aan de hand is met de microbiomen en dat gebruiken om te begrijpen wat 'goed en slecht' eruitziet. Een andere belangrijke ontdekking is de locatie van microbiomen in een hydroponisch systeem. Door veel locaties te monitoren, deelt Paul mee dat ze voornamelijk hebben gekeken naar het substraat, de voedingsoplossing en de wortels.
Substraat
Keer op keer worden de hoogste diversiteit aan microbiomen gevonden in het substraat, vooral in biologische. Een andere favoriete ontmoetingsplaats van microben is de voedingsoplossing, omdat ze heel anders blijken te zijn dan die in de bodem, aangezien ze kunnen worden vergeleken met microbiomen die aanwezig zijn in een stroom, meer of rivier. "Het is heel anders dan wat een plant zou verwachten te vinden wanneer hij groeit in de grond." De meest verrassende locatie zou de wortels van de planten zijn, omdat ze vaak het kleinste zijn van alle datapunten.
Microbiomen
"Eén van de dingen die we hebben ontdekt is dat de verhouding tussen gunstige en pathogene microbiomen neigt een betere voorspeller te zijn van de gezondheid van het systeem. Daar kun je naar kijken wanneer je DNA-sequencing hebt. Zelfs of er ziekte is in plaats van te kijken naar een individueel pathogeen of een combinatie van pathogenen samen. Dus als er een afname is van pathogenen in uw gegevens, is dat een duidelijk teken van een ziekte-uitbraak of dat er binnenkort één zal zijn."
Voor meer informatie:
Paul Rutten, Oprichter en CEO van Concert Bio
Concert Bio
[email protected]
https://concert.bio