Gewoonlijk tref je Anna Ray aan op de tweede verdieping van het Environment Centre Wales (ECW) van Bangor University, aan het werk voor haar Masters by Research (MRes). Als gevolg van de coronacrisis werkt ze momenteel thuis. Ze onderzoekt bodem-plantinteracties in grasmatten en de invloed van meststoffen daarop. Centraal bij het onderzoek staat struviet: een langzaamwerkende, duurzame meststof die wordt gewonnen uit afvalwater. Prof. Davey Jones, begeleider aan Bangor University, denkt dat hier toekomst in zit: “We verbouwen voedsel, mensen eten het op en scheiden afval uit, en we halen daar de voedingsstoffen weer uit. Recycling op dit niveau is revolutionair.”

Prof. Davey Jones geeft leiding aan een onderzoeksgroep die zich bezighoudt met drie hoofdlijnen: 1) ziekteverwekkers en ziekten bij de mens, 2) voedingsstoffenefficiëntie en landbouw, en 3) waterkwaliteit en -verontreiniging. Hij begon zijn loopbaan als bodemwetenschapper en stapte over op promotieonderzoek in de plantenbiologie aan de universiteit van Oxford. Vóór zijn huidige functie aan de Britse Bangor University werkte hij in de VS aan bodem-plantinteracties in de landbouwsector.

Anna deed het eerste jaar van haar studie in India (bij de Open Universiteit) en kwam terug naar Bangor University om haar BSc-studie af te ronden. “Ik kwam terug omdat Bangor University goed bekend staat op het gebied van de milieuwetenschap.” Sindsdien heeft ze vele uren doorgebracht in het lab. “Ik heb verschillende stages gelopen bij het ECW, en ook op de labs van de chemie-afdeling. Maar hoeveel labervaring je ook opdoet, er valt altijd iets nieuws te leren. Bij nieuwe onderzoeksprojecten wordt vaak gebruikgemaakt van nieuwe technieken en nieuwe instrumenten die ik nog nooit eerder heb gebruikt, dus ik blijf bijleren.”

Hier gaat het onderzoek over

Anna onderzoekt de impact van fosforhoudende meststoffen op de bodem-plantinteractie. Een van de meststoffen die ze test is struviet: een gerecycled mengsel van magnesium, ammonium en fosfaat dat wordt gewonnen uit afvalwater. Naast een uitgebreid wetenschappelijk literatuuronderzoek, waarbij Anna niet wordt gehinderd door de coronacrisis, heeft ze acht experimenten gepland om uit te voeren tijdens haar onderzoek van één jaar: 1) beoordelen van de toxiciteit van meststoffen om te meten wat het directe effect van meststoffen op de bodem is, 2) beoordelen waar fosfor (P) zich in de bodem bevindt (in sorptie of in oplossing) met ³³P-radiogelabelde isotopen, 3) beoordelen of lokale toepassing van P in variërende vormen de wortelgroei bevordert, 4) aantonen van P-beweging in verschillende meststofvormen, 5) beoordelen van het P-tekort en de opname ervan uit een vloeibare oplossing, 6) beoordelen van de invloed van verschillende P-meststoffen op de hoeveelheid arbusculaire-mycorrhizaschimmels (AMF), 7) aantonen van de invloed van P-meststoffen op de diversiteit van microbiële gemeenschappen, 8) beoordelen van de oplossing van struviet.

Anna: “Ik hoop dat er na afloop van dit eenjarige onderzoeksproject meer duidelijkheid is over de bodem-plantinteracties met verschillende P-gebaseerde meststoffen voor gras, en in het bijzonder een verklaring voor hoe de groei van plantenwortels wordt beïnvloed.”

Andy Owen, internationaal technisch manager bij ICL vertelt: “Wij gebruiken struviet van het bedrijf Ostara als onderdeel van ons Sierrablen Plus Pearl-productportfolio. We weten dat dit gerecyclede product een duurzame optie is die ook echte voordelen levert voor grasmatten. Ons doel is producten met goede prestaties ontwikkelen, dus we willen graag beter begrijpen hoe de interactie tussen meststof en plant werkt. In samenwerking met Bangor University kunnen we het wetenschappelijke aspect verder onderzoeken, zo kunnen we duidelijkheid scheppen in onze communicatie met onze klanten.”

De resultaten tot nu toe

Voor de sluiting van het lab vanwege de coronacrisis heeft Anna kunnen werken aan een 7-daagse evaluatie van de interactie tussen meststof en micro-organismen. De proef was gericht op de activiteit van bodemmicro-organismen en de invloed van verschillende meststoffen op de bodem. Microbiële gemeenschappen vormen een belangrijke biologische maatstaf voor de bodem- en plantgezondheid, en er is nog te weinig gekeken naar de invloed van meststoffen op deze gemeenschap. Uit het onderzoek blijkt dat er invloed kan zijn op microbiële gemeenschappen, maar ze kunnen heel wat hebben en herstellen zich vrij snel. Struviet had een vergelijkbaar effect als onze controle (water) gedurende het hele experiment. Dat suggereert dat het milieuvriendelijk is. Een veelbelovend resultaat.”
 _{Anna's experimentopzet in het lab}

Waarom is dit onderzoek zo belangrijk?

Met een almaar toenemende bevolking en voedselproductie is het gebruik van meststoffen onvermijdelijk. Door producten zorgvuldig te selecteren en juist toe te passen, kunnen we meststoffen wel beter en efficiënter gebruiken. Davey: “Vooral in het veld, waar 40 procent van sommige voedingsstoffen in reguliere meststoffen nooit terechtkomt in het gewas. Het is belangrijk om duurzame meststoffen te ontwikkelen, met zo min mogelijk milieu-impact. Met Anna's onderzoek komen we meer te weten over de invloed van meststoffen op de bodem-plantinteracties.”

Een dag op het werk

Anna's kantoor en lab zijn dicht bij elkaar en daar zou ze gewoonlijk haar tijd doorbrengen. Er is veel experimenteel werk te doen als het lab weer open gaat, maar Anna besteedt ook vele uren achter de computer aan literatuuronderzoek, resultaten opschrijven, grafieken maken en dergelijke. Statistiek is een belangrijk onderdeel van Anna's huidige werk: “Je kunt best een paar grafieken maken, maar er is een zorgvuldige analyse nodig om het concept echt te begrijpen en na te gaan hoe degelijk de gegevens zijn. Als onderzoeker moet ik zorgen dat mijn resultaten op een duidelijke en begrijpelijke manier worden gepresenteerd. Communicatie is belangrijk.”

Betrokkenheid van het bedrijfsleven

Een Master by Research (MRes) is een eenjarig onderzoeksproject op het gebied van nieuwe wetenschap. Anna's onderzoek is gefinancierd met een Knowledge Economy Skills Scholarship (KESS 2). Zo kwam ze in contact met bedrijfspartner ICL. Door de samenwerking met ICL krijgt Anna de kans om haar ideeën en resultaten direct aan het bedrijfsleven te presenteren. Anna: “Als we weer op pad mogen, ga ik naar ICL om de kant van het bedrijfsleven te zien en om mijn onderzoek te presenteren. Met ICL hebben we besproken wat de doelstellingen zijn voor beide partijen. In nauwe samenwerking ontwerpen we experimenten, en volgens mij is het belangrijk voor academici om voeling te houden met wat het bedrijfsleven nodig heeft.”

Samenwerking tussen de academische wereld en het bedrijfsleven is belangrijk omdat zo het beste van beide werelden wordt gecombineerd. Davey is het daarmee eens: “Het bedrijfsleven geeft ons onderzoek een economisch en praktisch aspect. We kunnen perfecte meststoffen ontwikkelen, maar op grote schaal zouden die waarschijnlijk niet rendabel zijn. Met wetenschappelijk onderzoek kun je kennis opdoen die pas na 30 of 40 jaar commercieel toepasbaar is. Deze nauwe samenwerking tussen de academische wereld en het bedrijfsleven maakt ons onderzoek direct waardevol. Perfect om tegemoet te komen aan de dringende vraag uit de markt, bijvoorbeeld naar duurzamere meststoffen.”

Plannen voor de toekomst

In de toekomst hoopt Davey het onderzoek naar nieuwe, duurzamere meststofproducten voort te zetten en die producten kritisch onder de loep te nemen in vergelijking met reguliere producten. Davey lacht: “Zoals wetenschappers altijd zeggen: we zijn nog maar net begonnen. En dat klopt ook. Er valt nog zoveel te ontdekken. Zo snappen we nog steeds niet helemaal hoe wortels en meststoffen op elkaar inwerken en waarom sommige meststoffen de wortelgroei onderdrukken, terwijl andere die juist bevorderen. Een antwoord op deze vragen brengt ons dichter bij de perfecte meststof.”

Anna wil zich niet graag vastpinnen op wat ze gaat doen na haar onderzoek: “Het heeft geen zin om te specifiek te zijn, want je weet niet wat er gaat gebeuren. Ik zou graag willen promoveren, waarbij ik werk aan duurzaamheid voor toekomstige generaties. Bijvoorbeeld door regeneratieve landbouwoplossingen te bekijken of misschien door onderzoek naar de natuur te doen. Daarnaast zou ik ook wel iets willen doen als milieujournalist en artikelen schrijven voor het grote publiek over resultaten van wetenschappelijk onderzoek. We zullen zien wat er voor mogelijkheden zijn. Hoe dan ook, ik hoop een steentje bij te dragen aan een betere wereld.”