Hoe krijg je planten zover dat ze zeewater gaan drinken?

Wetenschap
Hoe krijg je planten zover dat ze zeewater gaan drinken?
Alle bekende voedselgewassen groeien op zoet water.
Dat is een probleem, want zoet water wordt schaarser.
Zelfs in Nederland kost het moeite om het water zoet
te houden. Oplossing: gewassen die houden van zout.
77TEKST: JOP DE VRIEZE
O
p de Texelse dijk staat
landbouwonderzoeker
Arjen de Vos. Hij wijst
naar links, waar de zon
op de golven van de Waddenzee
schijnt. Dan wijst hij naar rechts,
richting het eiland. Het meertje
waarop hij zijn vinger richt, ligt
duidelijk lager dan de zeespiegel,
zelfs nu bij laag water. ‘Kijk, dit is
nou verzilting. Het zoute water uit
zee dringt via de grond het land
binnen.’ De dijk voorkomt dat de
zee het land overspoelt. Maar hier
bij de Mokbaai ligt onder die dijk
een laag schelpen. Daar kan het
water doorheen, het zoute water
stroomt dus onder de dijk door.
‘Het meertje is net zo zout als de
Waddenzee’, zegt De Vos, die aan
de Vrije Universiteit verbonden is.
Dat geldt ook voor de sloten rond
de akkers naast het meertje. Dat
maakt ze ongeschikt voor gewone
landbouw, want bekende voedselgewassen als tomaten, appels en
maïs groeien niet op zout water.
Toch zijn deze akkers in gebruik.
Het zijn proefveldjes van De Vos
en zijn collega’s. Ze ontwikkelen
gewassen die niet doodgaan door
zout water, maar die er juist prima
op groeien.
A Sloten worden zouter
De hoeveelheid zout in het slooten grondwater neemt toe. Deze
zogenoemde ‘verzilting’ wordt in
Nederland door uit de grond opwellend zeewater veroorzaakt, op
plekken waar de grond lager dan
de zeespiegel ligt. Een kwart van
het Nederlandse landbouwgebied
heeft last van verzilting. Vooral als
er een tijd geen regen valt om het
overschot aan zout weg te spoelen,
worden de akkers zouter. Tot nu
toe hebben we de verzilting nog
onder controle. Er valt over het
hele jaar gezien genoeg regen in
Nederland. Het zoete regenwater
wordt in meren en plassen opgeslagen om te gebruiken in tijden
van droogte. Ook rivierwater kan
van pas komen. Gemalen pompen
het zoete water uit deze meren en
rivieren de sloten in. Zo spoelen
ze het zoute water weg. Maar de 0
66
07/2011
07/2011
67
Wetenschap
Waarom kunnen sommige planten zo goed
tegen zout? Dat begrijpen we nog niet echt
Zoutkoning
zeekraal
e plant die het allerbest tegen
D
zout kan is zeekraal. De plant
groeit bij 30 gram zout per liter nog,
Opwellend water
oms gebeurt het ineens op een
S
akker: een stroom water komt
omhoog uit de grond. Zout water
is het, dat de planten die er groeien
doodt. Vaker welt het water op in
sloten, die daardoor zout worden.
De zee verovert het land, als het
ware. Dat komt doordat ons land
grotendeels bovenop een oerzee
ligt. Onder de grond loopt die zee
gewoon verder. Er ligt alleen een
laagje zoet regenwater boven. Op
sommige plekken, zoals Texel, is
het een laagje van maar een paar
centimeter. Heel West-Nederland
lag rond het jaar 1000 nog boven
de zeespiegel, maar de bodem
begon te zakken. Er ontstonden
meren, die we met grote gemalen
hebben leeggepompt. We hebben
de Zuiderzee (nu IJsselmeer) voor
een deel leeggepompt om er de
Noordoostpolder en Flevoland van
te maken. Zouden we niets doen,
dan zou de zee langzaam terug­
komen op die plekken.
al gedijt hij het best bij 18 gram per
liter. Zeekraal groeit in kwelders en
op andere sterk verzilte plekken.
Dankzij zijn vorm heet de zeekraal
ook wel hanenpoot. Zeekraal wordt
al jaren gebruikt als groente, maar
groeide tot voor kort alleen in het
wild. Onder meer in Zeeland wordt
zeekraal sinds een paar jaar ook
gekweekt. De groente is alleen van
mei tot september verkrijgbaar. Na
die tijd wordt de plant houtachtig.
En dat schijnt de smaak niet ten
goede te komen.
In de Haarlemmermeer welt soms zo
maar zout water op
uit de grond.
0 bodem verzakt, de zeespiegel
stijgt en periodes van droogte
worden langer. Daardoor is er
meer opslag van (zoet) water
nodig en moeten de gemalen
harder werken. En de vraag is
of dit opslagsysteem over tien
jaar nog functioneert.
In het buitenland is verzilting
ook een groeiend probleem. In
Spanje, India en Pakistan bijvoorbeeld. Daar is droogte de
grootste boosdoener. Als boeren
hun land tijdens droge periodes
besproeien, spoelen ze het zout uit
hun kunstmest niet helemaal weg,
waardoor het zoete water waar ze
een volgende keer mee sproeien
meteen ook weer zout wordt.
A Zilte grond is nodig
Verzilting maakt sloot- en grondwater niet direct zo zout als zeewater. Maar wel zout genoeg om
voedselgewassen het leven zuur te
maken. Waarom hebben we dan
geen voedselgewassen die tegen
zout kunnen? Lang hebben telers
en boeren hun gewassen geselecteerd op eigenschappen als groeisnelheid, smaak, en de weerstand
tegen ongedierte. Maar de kunst
van het groeien op zout water zat
daar niet bij, zegt Tim Flowers,
hoogleraar plantenfysiologie aan
de Universiteit van Sussex (GB).
‘Zouttolerantie was onnodig, want
er was volop zoet water. Maar de
wereldbevolking stijgt waarschijnlijk naar meer dan 7,8 miljard
mensen in 2020. Die mensen gaan
ook nog meer eten. Ieder stukje
68
07/2011
Een buizensysteem voorziet het Texelse proefperceel van water met de
juiste zoutconcentratie.
landbouwgrond is dus nodig voor
de voedselvoorziening. Dat geldt
ook voor de zoetwatervoorraden.’
Zilte landbouw zou een miljard
hectare landbouwgrond kunnen
opleveren. Dat is een vijfde van al
het landbouwgebied op de wereld.
98 procent van het water op aarde
is zout. Dat is meer dan genoeg
voor alle akkers.
A Plant bestrijdt zout
Waarom hebben planten zoveel
moeite met zout water? Allereerst
kunnen ze het een stuk minder
goed opnemen. Die opname vindt
plaats via osmose: water zoekt de
omgeving op met de hoogste zoutconcentratie. Bij zeer zout water
gaat er juist water uit de plant, in
plaats van erin. Dat is ongunstig,
want water is noodzakelijk om de
plant stevig te houden. Neemt de
plant het zoute water wel op, dan
werken allerlei enzymen niet goed
meer. Die enzymen verzorgen het
transport van voedingsstoffen in
de cellen en nog tal van belang-
Zeekool in het
wild spotten?
Kijk eens op
de Afsluitdijk.
rijke processen. Dus als de zoutconcentratie niet snel weer naar
normale hoogte daalt, dan legt de
plant al snel het loodje. Planten
die tegen hoge zoutconcentraties
kunnen, maken stoffen die water
vasthouden. Daardoor trekt water
niet naar de zoute omgeving. Ook
slaan deze planten zout in vochtbellen in de cellen van hun blad
op. En vaak kunnen ze overtollig
zout via blaasjes op hun bladeren
uitstoten. Er zijn plantensoorten
met filters in hun wortels waarmee
Plant stikt onder water
O
oit wel eens een gewone plant in je vissenkom gestopt? Kleine
kans dat die dat overleefd heeft. Waarom gaan gewone planten
dood onder water? Om dezelfde reden als wij: ze stikken. Als het licht
is zetten planten koolstofdioxide en water om tot zuurstof en suikers.
Die kooldioxide nemen ze via poriën op uit de lucht. Waterplanten
beschikken over poriën waarmee ze kooldioxide uit het water kunnen
halen. Als ’s nachts wegens gebrek aan zonlicht de fotosynthese stil
ligt, kunnen ze zuurstof via hun wortels uit het water opnemen. Het zijn
een soort plantenkieuwen. Gewone planten hebben die ‘kieuwen’ niet.
Er is nog een reden. Als zonlicht onder water komt, verandert de golflengte. Dat maakt het licht ongeschikt voor gewone planten.
Een landplant legt,
net als wij, snel het
loodje onder water.
ze het zout direct tegenhouden bij
de opname van water. (‘Gewone’
planten hebben deze filters ook,
maar die werken bij hoge zoutconcentraties niet meer.)
A Aanpassen is moeilijk
Het zou handig zijn om dit soort
zouttolerante eigenschappen in te
bouwen in de graan-, groente- en
fruitgewassen die we nu ook eten.
Maar dat is nog niet zo makkelijk.
Boeren deden er eeuwen over om
lekkere, goed groeiende en sterke
groenten en fruitsoorten te telen.
Dat deden ze door steeds de beste
te kiezen en daarmee verder te
gaan. Op deze manier een plant
zouttolerant maken kost heel veel
generaties en duurt dus erg lang.
Daar komt bij dat de wetenschap
zouttolerantie nog niet helemaal
begrijpt. Dat is ook de reden dat
het nog niet gelukt is om voedselgewassen door genetische modificatie zouttolerant te maken. In de
laatste vijftien jaar deden onder­
zoekers veel vergeefse moeite om
het DNA van rijst aan te passen
zodat de plant tegen zout kan. Bij
graan was het resultaat hetzelfde:
het lukt nog niet. Van de bekende
gewassen kunnen gerst en voeder­
biet nog het best omgaan met zout,
maar ze stoppen met groeien bij
zes tot tien gram zout per liter
water. Ter vergelijking: puur zeewater bevat zo’n 35 gram zout per
liter.
A Zilte groenten zijn hip
Moeten we allemaal overstappen
op ‘zoutminnende’ gewassen? Die
groeien van nature op zout water.
De zeekool op de akkers van De
Vos bijvoorbeeld. De teelt daarvan is helaas nog erg inefficiënt,
waardoor de groente duur is. De
Vos: ‘Van gewassen als tomaten
en tarwe weten we wanneer we ze
moeten inzaaien, hoeveel mest en
water ze nodig hebben, en hoe en
wanneer we ze moeten oogsten.
Van de zilte gewassen moeten we
dat nog uitzoeken. Dat gaat jaren
duren.’ En al wordt zilte groente
goedkoper, gewone groenten gaan
ze niet direct vervangen.
De Vos werkt niet alleen met zeekool maar ook met wilde rucola,
lepelblad en lamsoor. En dat zijn
voorlopig ingrediënten voor fijnproevers. Volgens chef-koks die
zeekool serveren heeft de groente
‘een lichte koolsmaak, een beetje
aards, een tikje zilt, nootachtig,
een klein bittertje, zeer eigen en
een smaak die mooi lang in de
mond blijft.’ Gaan we dat wel eten
in plaats van onze aardappels?
A Aardappel geeft hoop
Maar er is hoop. Op een van de
Texelse veldjes proberen collega’s 0
Vloeibaar
wondervoer
et is dikke pech dat er in zeeH
water zout zit. Want verder is
zeewater ontzettend gezond voor
planten. Het bevat meer dan 100
mineralen. En de belangrijkste
componenten van kunstmest zitten
er ook in: stikstof en fosfor, al zijn
die concentraties niet erg hoog.
Daarnaast zitten er vaak ook nog
algen en dierlijk plankton in, die
als voeding kunnen dienen. Waarschijnlijk hoef je planten die op
zeewater groeien dus minder mest
te geven. Nog een voordeel: zeewater doodt schadelijk schimmels
en bacteriën. Een zilte boer heeft
dus minder bestrijdingsmiddelen
nodig.
Wetenschap
Zilte groenten moeten zoiets worden als
biologische vlees: lekker en verantwoord
Miljarden liters per dag
loten zijn handig om
S
te voorkomen dat je
koeien weglopen. Maar
ze hebben een belang­
rijker functie: drainage.
Dat is het afvoeren van
een overschot aan regenwater en bodemkwel. In
droge periodes kan het
zoutgehalte van oppervlaktewater behoorlijk
oplopen. Boeren geven
hun gewassen dan wat
meer water dan ze nodig
hebben. Het extra water
is bedoeld om het teveel
aan zout weg te spoelen.
Dat water belandt in de
sloten. Op inlaatpunten
meten sensoren hoe zout
het slootwater is. Is de
zouconcentratie te hoog,
dan wordt er een inlaatpunt opengezet, zodat
het zoete water vanzelf
de sloten in kan stromen.
Het gaat dan om water uit
bijvoorbeeld de Rijn
of het IJsselmeer. Dat
spoelt het zoute water
weg. Gemalen pompen
het overtollige water dan
weer uit de sloten. Alleen
al in de regio Rijnland,
tussen Velsen, Amsterdam, Wassenaar en
Gouda, wordt op deze
manier per dag liefst 9
miljard liter water door
de sloten gepompt. Dat
is een hoeveelheid die
neerkomt op een waterkolom van 1800 meter
hoog op een voetbalveld.
Boeren sproeien meer water
dan de planten nodig hebben.
Overtollig
sproeiwater
voert zout af.
Bij droogte
zuigt de grond
het zout naar
boven.
Zout water
(kwel) welt op
uit de bodem.
Wat zout is?
7 Wat wij zout noemen, is keukenzout: natriumchloride. Er zijn veel
meer soorten zouten.
7 Een zout is samengesteld uit
positief en een negatief geladen
deeltjes, ofwel ionen. Bij keukenzout is natrium positief geladen
en chloride negatief.
7 Zeewater bevat gemiddeld
35 gram zout per liter, dat is 3,5
procent. 24 gram daarvan is
keukenzout.
7 In de Dode Zee kan het zout­
gehalte oplopen tot 33 procent. Al
dat zout maakt het water zo zwaar,
dat je lichaam erin blijft drijven.
7 Natriumchloride verhoogt de
bloeddruk. Kaliumchloride is een
alternatief dat de bloeddruk kan
verlagen. Nadeel is dat het veel
bitterder smaakt.
7 Komt er zout in je mond, dan
wordt het natrium via kanalen in
je smaakpapillen binnengelaten.
Het natrium wordt daar geregistreerd en er gaat een signaal
naar de hersenen: dit is zout!
70
07/2011
van De Vos 20 nieuwe aardappelgewassen uit. Ze zijn op de ouderwetse manier op zoek naar de
meest zouttolerante pieper. Het
zou zomaar kunnen dat er over
een paar jaar zilte aardappels in
de supermarkten liggen.
Smaken die aardappels dan ook
anders? Dat valt mee, legt De Vos
uit. Het zout hoopt zich vooral op
in de bladeren van de plant. In de
aardappels zit veel minder zout.
Dat geldt ook voor de stengels van
de zeekool. Al kun je het verschil
wel proeven, volgens De Vos. En
dat is niet altijd een minpunt, zelfs
niet bij bladgroente. De vrienden
van De Vos deden een smaaktest
met zijn wilde rucola en ze bleken
de zilte variant zelfs lekkerder te
vinden dan de gewone. Het blad is
steviger en krokanter. Wel heeft
het extra zout een ander nadeel:
zout verhoogt de bloeddruk. Met
mate genieten dus.
A Zout brandt niet
De eenvoudigste methode om de
problemen met smaak en gezondheid te omzeilen, is het kweken
van gewassen die je helemaal niet
opeet. Biobrandstofgewassen bijvoorbeeld. Daar kunnen boeren
veel geld mee verdienen. Lastige
bijkomstigheid is nu dat de gewassen land innemen waarop anders
voedsel was verbouwd. Als de biobrandstoffen ook op zilte grond
kunnen groeien, maken ze ruimte
voor voedselgewassen op gewone
‘zoete’ grond. Maar ook hier zijn
nog wat beren op de weg, zegt
Tim Flowers. ‘Bij de productie van
biobrandstof is het zout ook ongewenst. Want het bemoeilijkt de
verbranding van de brandstof die
uit de plant wordt gewonnen. Het
zoeken is nu naar een zilt biobrandstofgewas waar toch zo min
mogelijk zout in zit.
A Bezoeker proeft
De Vos heeft intussen een andere
missie. Hij verwacht dat over tien
jaar de zilte landbouw klaar is om
de wereld te veroveren. Daarbij is
een heel andere stap ook belangrijk: de vraag van consumenten
naar zilte groente stimuleren. Dat
maakt het voor boeren ook aantrekkelijk ze te verbouwen. Zilte
groenten moeten iets worden als
biologisch vlees of eerlijke koffie:
lekker en verantwoord. Daarom
probeert De Vos mensen bewust
te maken van de verzilting en de
zilte landbouw. De Vos werkt met
de ondernemer Marc van Rijsselberghe samen. Die verkoopt zelfs
shampoo met zeekool, voor mooi
glanzend haar. In een opgelapte
schapenboet naast de proefvelden
op Texel zit nu een bezoekers­
centrum. In de tweede helft van
dit jaar hoopt De Vos er elke dag
mensen te ontvangen. Daar leert
hij ze over zilte groente en laat hij
zien hoe en onder welke omstandigheden die groeien. En, vooral:
hij laat ze proeven.
7
[email protected]
MEER INFORMATIE
www.waterschappen.nl: site van
de Nederlandse waterschappen.
www.zeekool.nl: meer over de zilte
groente voor de fijnproever.
Zonder gemalen is landbouw in Nederland niet mogelijk.
Ze pompen water uit de sloten als het land te nat wordt.
07/2011
71