Bacillus in de wortelzone: waarom de juiste stam en toepassing tellen

Bacillus is niet één bacterie

Over Bacillus wordt vaak gesproken alsof het om één bacterie met één vaste werking gaat. In werkelijkheid is het een omvangrijk geslacht met veel soorten en een nog veel groter aantal stammen.

Een stam is een specifieke variant binnen een soort. Juist op dat niveau worden veel eigenschappen bepaald. Twee stammen met dezelfde soortnaam kunnen zich in de wortelzone anders gedragen, andere stoffen produceren en onder verschillende omstandigheden actief worden.

Dat is vergelijkbaar met een gewasras. Twee tomatenrassen zijn allebei tomaat, maar kunnen sterk verschillen in groei, productie, gevoeligheid en geschiktheid voor een bepaald teeltsysteem. Bij micro-organismen geldt hetzelfde: de geslachtsnaam alleen vertelt nog niet wat een stam in de praktijk kan doen.

Daarom is “er zit Bacillus in” op zichzelf geen goede basis om een product te beoordelen. Belangrijker zijn vragen als:

• Welke stammen bevat het product?
• Waarom zijn juist deze stammen geselecteerd?
• Zijn ze in de formulering voldoende stabiel?
• Voor welke toepassing is het product bedoeld?
• Onder welke omstandigheden kunnen de stammen actief worden?
• Hoe moet het product worden bewaard en toegediend?

Waarom Bacillus interessant is voor microbiële producten

Een belangrijke eigenschap van verschillende Bacillus-stammen is dat ze endosporen kunnen vormen. Zo’n spore is een rustvorm waarmee de bacterie minder gunstige omstandigheden kan overleven.

Dat is waardevol bij het produceren, bewaren en toepassen van een microbiële formulering. Micro-organismen zijn immers levende organismen. Ze moeten de periode tussen productie en gebruik overleven zonder hun levensvatbaarheid te verliezen.

Sporenvorming kan daarbij helpen. Het maakt bepaalde Bacillus-stammen doorgaans beter bestand tegen uitdroging en tijdelijke omgevingsstress dan bacteriën die geen sporen vormen.

Toch is er een belangrijk verschil tussen overleven en functioneren. Een spore die de verpakking heeft overleefd, moet na toepassing nog:

1. in de wortelzone terechtkomen;
2. onder de aanwezige omstandigheden kiemen;
3. zich aanpassen aan de omgeving;
4. contact maken met het worteloppervlak of de directe omgeving daarvan;
5. voldoende actief worden om een relevante bijdrage te kunnen leveren.

Sporenvorming is dus een praktisch voordeel, maar geen volledige verklaring voor de werking van een product.

Waar de interactie met de plant plaatsvindt

De grond, het substraat of het water direct rond de wortels wordt de rhizosfeer genoemd. Dit is een dynamische omgeving waarin wortels, micro-organismen, nutriënten, organische stoffen, water en zuurstof elkaar beïnvloeden.

De wortel geeft onder andere suikers, aminozuren en andere verbindingen af. Deze worteluitscheidingen vormen een voedingsbron voor bepaalde micro-organismen. Tegelijkertijd kunnen micro-organismen stoffen produceren of omzettingen uitvoeren die de directe wortelomgeving beïnvloeden.

Het worteloppervlak zelf wordt de rhizoplane genoemd. Sommige bacteriestammen kunnen zich daar tijdelijk of langduriger vestigen. Andere bevinden zich vooral in het materiaal vlak rond de wortel.

Die kolonisatie verloopt niet automatisch. De wortelzone is geen lege ruimte waarin een toegevoegd micro-organisme vrij spel heeft. Er is al een bestaande microbiële gemeenschap en er zijn voortdurend veranderingen in vocht, temperatuur, voeding, pH en zuurstof.

Een geselecteerde stam moet zich binnen die werkelijkheid kunnen handhaven. Daarom zijn laboratoriumresultaten alleen niet voldoende. Ook de formulering en toepassing onder praktijkomstandigheden tellen mee.

Ondersteuning van nutriëntenprocessen

Planten kunnen nutriënten alleen opnemen wanneer deze in een beschikbare vorm en op de juiste plaats rond de wortel aanwezig zijn. In bodem en substraat kunnen voedingsstoffen tijdelijk worden vastgelegd, chemisch gebonden raken of onderdeel worden van organisch materiaal.

Bepaalde Bacillus-stammen kunnen enzymen, organische zuren of andere metabolieten produceren die een rol spelen bij omzettingsprocessen in de wortelzone. In onderzoek worden onder andere effecten beschreven op de dynamiek rond fosfaat en bepaalde sporenelementen.

Dat betekent niet dat een bacterie meststoffen vervangt of onbeperkt voedingsstoffen kan vrijmaken. De aanwezige voorraad, pH, vochtigheid, zuurstofvoorziening en chemische samenstelling van het wortelmilieu blijven bepalend.

Een microbiële toepassing moet daarom worden gezien als onderdeel van het totale teeltprogramma. Bemesting, irrigatie en wortelzonemanagement blijven noodzakelijk. Geselecteerde micro-organismen kunnen deze processen ondersteunen, maar corrigeren geen fundamenteel verkeerd voedingsschema.

De praktische vraag is dan ook niet: “Kan deze bacterie voeding maken?” De betere vraag is:

Kan deze stam onder de omstandigheden van mijn teelt bijdragen aan een gunstiger verloop van processen rond de beschikbare voeding en de wortel?

Wortelontwikkeling en een gelijkmatiger gewas

De wortel is de verbinding tussen de plant en haar groeimilieu. De omvang, vertakking en activiteit van het wortelstelsel beïnvloeden hoeveel water en voeding een plant kan bereiken.

Van bepaalde Bacillus-stammen is bekend dat ze stoffen kunnen produceren die betrokken zijn bij de interactie met planten en wortels. In onderzoek worden onder meer veranderingen in wortelvertakking en wortelontwikkeling beschreven.

Ook hierbij geldt dat het uiteindelijke resultaat afhankelijk is van de stam en de teeltomstandigheden. Een bacterie kan geen gezond wortelstelsel garanderen wanneer de wortelzone structureel te nat, zuurstofarm, te koud of chemisch uit balans is.

De commerciële waarde van een gerichte microbiële toepassing ligt vooral in de mogelijkheid om het wortelzonemanagement te ondersteunen. Wanneer de toepassing goed aansluit op de teelt, kan dit bijdragen aan een actiever wortelmilieu en een gelijkmatiger gewas.

“Meer wortels” is daarbij niet altijd het enige of beste beoordelingspunt. Ook de kleur, vertakking, verdeling en activiteit van de wortels zijn belangrijk.

Ondersteuning onder stressvolle omstandigheden

Planten krijgen in de praktijk regelmatig te maken met abiotische stress. Denk aan:

• hoge of lage worteltemperaturen;
• wisselingen in vocht;
• een verhoogde zoutbelasting;
• tijdelijk zuurstoftekort;
• grote veranderingen in instraling of verdamping;
• schommelingen in de samenstelling van voedingswater.

In wetenschappelijk onderzoek (opent in nieuw tabblad) zijn Bacillus-stammen beschreven die invloed kunnen hebben op processen die samenhangen met de reactie van planten op dergelijke omstandigheden. Daarbij gaat het bijvoorbeeld om veranderingen in signaalstoffen, antioxidatieve processen en wortelontwikkeling.

Dat betekent niet dat een microbiële toepassing stress voorkomt. Een plant met onvoldoende water blijft last houden van droogte en een zuurstofarme wortelzone moet technisch worden verbeterd.

Wel kan een passende microbiële toepassing onderdeel zijn van een breder programma dat erop is gericht het gewas en de wortelzone beter te laten functioneren wanneer de omstandigheden wisselen.

De exacte claims moeten altijd passen bij de onderzochte stam, het betreffende product en de registratie in de markt waar het wordt toegepast.

Waarom stamselectie belangrijker is dan een lange ingrediëntenlijst

Een product met veel verschillende micro-organismen is niet automatisch beter dan een product met een beperkt aantal zorgvuldig gekozen stammen.

Stammen in een formulering moeten niet alleen afzonderlijk interessant zijn. Ze moeten ook:

• naast elkaar stabiel blijven;
• passen bij de gekozen drager en formulering;
• in de bedoelde wortelomgeving actief kunnen worden;
• elkaar niet onnodig tegenwerken;
• in voldoende aantallen levend de toepassing bereiken.

Daarom zegt een lange soortenlijst weinig wanneer niet duidelijk is waarom de organismen zijn geselecteerd en hoe het product moet worden gebruikt.

Bij BIOMICROBES kijken we liever naar de functie van de geselecteerde stammen en hun plaats in het teeltsysteem. Het uitgangspunt is niet om zo veel mogelijk namen op een etiket te zetten, maar om een microbiële oplossing technisch toepasbaar te maken.

Let op de combinatie met reinigingsmiddelen

Een veelvoorkomende fout is dat levende microbiële producten tegelijk worden toegepast met middelen die micro-organismen moeten doden.

Oxiderende middelen zoals waterstofperoxide en perazijnzuur worden gebruikt om leidingen, water en installaties te reinigen. Dat kan een belangrijk onderdeel zijn van systeemhygiëne. Tegelijkertijd maken deze middelen meestal geen onderscheid tussen ongewenste en bewust toegediende micro-organismen.

Daarom horen een microbiële toepassing en een sterk reinigings- of desinfectiemoment doorgaans niet in dezelfde tank of op hetzelfde tijdstip thuis.

De juiste tussenperiode is afhankelijk van onder meer:

• het gebruikte reinigingsmiddel;
• de concentratie;
• de contacttijd;
• het irrigatiesysteem;
• de hoeveelheid restproduct;
• het toepassingsadvies van het microbiële product.

Volg altijd het actuele etiket en laat bij twijfel de combinatie technisch beoordelen. Een verkeerd mengmoment kan een goed microbiologisch product al vóór aankomst bij de wortel grotendeels onwerkzaam maken.

Wat kunt u in de praktijk volgen?

Het effect van microbiologie laat zich niet altijd terugbrengen tot één directe zichtbare verandering. Daarom is het verstandig om vóór de toepassing te bepalen wat u wilt verbeteren en welke gegevens u gaat volgen.

Denk bijvoorbeeld aan:

• wortelkleur en wortelvertakking;
• uniformiteit binnen het gewas;
• ontwikkeling van jonge planten;
• EC en pH in gift en drain;
• watergift en drainpercentage;
• gewasreactie tijdens stressmomenten;
• uitval of achterblijvende planten;
• productie en productkwaliteit over een langere periode.

Werk bij voorkeur met een duidelijke referentie of een afgebakend proefvak. Verander tijdens de beoordeling niet tegelijkertijd allerlei andere onderdelen van het teeltprogramma. Anders is achteraf nauwelijks vast te stellen waardoor een verschil is ontstaan.

Verwacht ook niet dat iedere toepassing binnen een vast aantal dagen zichtbaar resultaat geeft. Microbiële processen zijn afhankelijk van het gewasstadium, de wortelactiviteit en de omstandigheden in het systeem. Algemene beloften zoals “zichtbaar resultaat binnen zeven dagen” zijn daarom zonder productspecifieke onderbouwing niet zorgvuldig.

Wat Bacillus niet is

Een microbiële oplossing op basis van Bacillus is geen vervanging voor een goed bemestings-, irrigatie- of hygiëneplan.

Ook is niet ieder Bacillus-product automatisch een meststof, biostimulant of gewasbeschermingsmiddel. De juridische productcategorie en de toegestane claims verschillen per product en per markt. Gebruik een product daarom altijd volgens het actuele etiket en de lokale toelating of registratie.

Een zorgvuldig samengesteld product kan wel een gericht hulpmiddel zijn binnen professioneel wortelzonemanagement.

Het verschil zit uiteindelijk niet alleen in welke bacterie wordt genoemd, maar in de volledige keten:

stamselectie → productie → formulering → bewaring → toepassing → omstandigheden in de wortelzone

Wanneer één van deze schakels niet klopt, kan dat de uiteindelijke prestatie beperken.