Nederland wil in 2050 volledig circulair zijn. Hiervoor zijn meer initiatieven nodig voor het sluiten van kringlopen, het produceren van gerecyclede grondstoffen en het zo hoog mogelijk en meervoudig verwaarden van biomassa. De glastuinbouwsector produceert jaarlijks 300.000 ton aan plantaardige reststromen, die tegen kosten moeten worden afgevoerd. Deze reststroom bevat naast vezels ook veel sap. Naar deze natte reststroom is echter nog weinig onderzoek gedaan.
In dit onderzoeksproject willen we komen tot een proof of concept voor het maken van eindproducten vanuit het plantenstengelsap, die kunnen worden ingezet in eigen teelt (circulaire tuinbouw).
De methode voor het sequencen van DNA met behulp van Nanopore sequencing is succesvol opgezet en geoptimaliseerd door de onderzoekers van Inholland en wordt nu ingezet voor andere onderzoeksprojecten (bijvoorbeeld bodemonderzoek) en het onderwijs.
Het onderzoek heeft verder laten zien dat het mogelijk is om verschillende producten te maken uit plantenstengelsap met (wilde) fermentatie. De concentratie van de alcoholen en zuren na fermentatie is echter te laag om te kunnen gebruiken als schoonmaak of ontsmettingsmiddelen.
Het gebruik van het plantenstengelsap zelf tijdens de groei van planten is wel een heel interessante optie voor de teler. In het plantensap zitten vele voedingsstoffen die de groeiende plant goed kan gebruiken en bespaart de teler in de aanschaf van deze voedingsstoffen en de afvoer van restproducten uit de teelt.
We voeren onderzoek uit naar de verschillende routes voor de verwerking van het plantenstengelsap, waarbij fermentatie met micro-organismen voor de productie van biologische reinigingsmiddelen, natuurlijke gewasbeschermingsmiddelen of plant voedingssupplementen een grote rol speelt. Tomaten en chrysanten zijn daarbij gekozen als model voor sappige stengels.
De rol van de onderzoekers van Inholland is het in kaart brengen, detecteren en identificeren van de micro-organismen die in het sap aanwezig zijn en die een rol kunnen spelen bij de fermentatie en bij het gebruik van het sap als biostimulant. Frank van der Helm, associate lector Levende Teeltsystemen, voert de testen uit van het sap als biostimulant tijdens de teelt. De Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) gaat zich bezighouden met de fermentatie van het plantenstengelsap om de meest optimale condities te bepalen.
"Na twee jaar onderzoek blijkt de oplossing te liggen in de eenvoud: na het persen, kan het stengelsap direct ingezet als nutriënt voor de wortels. Wel zijn er nog wat belemmeringen die we moeten overwinnen, zoals het elimineren van microplastics die we terugvinden in het sap door de gebruikte touwen."
Dit onderzoek geeft studenten de kans om over de nieuwste sleuteltechnologieën te leren en om er daarnaast mee te leren werken. Het detecteren en identificeren van micro-organismen in bijvoorbeeld water, plantenstengelsap of bodem aan de hand van hun DNA-sequentie, is een nieuwe sleuteltechniek die door de Inholland-onderzoekers opgezet gaat worden. Voor deze Metagenomics analyse gebruiken we Nanopore sequencing, een nieuwe snellere en goedkopere sequencing methode die zeer veelbelovend is. Hij wordt steeds meer ingezet in het werkveld en is dus een belangrijke sleuteltechniek om de studenten kennis mee te laten maken.
Studenten uit het tweede jaar helpen mee met de DNA-isolatie en sequencing analyse van de plantenstengelsap monsters. Derdejaarsstudenten leren meer over verschillende DNA en RNA sequencing technieken en de voor- en nadelen ervan. Daarnaast gaan ze een stap verder met de dataverwerking na DNA sequencing. Ook kunnen de studenten hun vijf maanden durende onderzoeksstage binnen Green Biotechnology uitvoeren en meehelpen aan de optimalisatie van diverse protocollen.
Stichting SIGN (Stichting Innovatie Glastuinbouw Nederland), ook een partner in het onderzoek, zet zich al vele jaren in voor een meer circulaire tuinbouw en volgt deze nieuwe ontwikkelingen op de voet. Samen met de HAN en de betrokken tuinders, kijken we met de resultaten uit het onderzoek naar de toekomst, en gaan we onderzoeken hoe de producten het best in de kas toegepast kunnen worden. Daarnaast gaan we samen aan de slag om een marktanalyse te maken van de kosten en baten voor de introductie van deze producten in de kas.
