Soja is rijk aan eiwitten, wat geweldig is voor de mensen en dieren die het eten. Maar dit hoge eiwitgehalte heeft een prijs.

Om eiwitten te maken, sojaplanten hebben veel stikstof nodig. De planten krijgen een deel van de stikstof die ze nodig hebben door te werken met gespecialiseerde bacteriën in de bodem. Deze bacteriën leven in wortelknollen. Ze halen stikstof uit de atmosfeer en zetten het om in een vorm die de planten kunnen gebruiken.

Maar dit proces - biologische stikstofbinding - levert misschien niet alle stikstof die sojabonen nodig hebben. Boeren moeten mogelijk ook stikstofmest toepassen.

Een nieuwe studie, echter, laat zien dat het mogelijk is om het aantal wortelknollen van sojabonen - en de bacteriën die daar leven - te vergroten om de gewasopbrengst te verhogen. Dit kan de noodzaak om extra stikstofmeststoffen toe te passen wegnemen.

"Dat opent de mogelijkheid om hogere opbrengsten van soja te bereiken, uitsluitend gebaseerd op biologische fixatie, " zegt Mariangela Hungria, een onderzoeker bij Embrapa Soja, Brazilië.

Hongarije, hoofdauteur van de studie, en haar collega's bedekten sojazaden met de bacteriën (de gebruikelijke methode die telers gebruiken). Ze leverden extra bacteriën door het tijdens andere groeistadia op de planten te sproeien. Sojaplanten die de extra sproei-inoculatie kregen, ontwikkelden meer wortelknollen. En meer knobbeltjes leidden tot hogere opbrengsten.

In feite, het toevoegen van bacteriën aan zaden verhoogde de opbrengsten met 27% en 28%. Door tijdens de groei bacteriën op de sojavelden te sproeien, dreef de opbrengst nog verder op.

De toename van wortelknollen na extra sproei-inoculatie verraste Hungria en haar collega's. Eerder onderzoek wees uit dat elke knobbel het voor sojabonen moeilijker maakt om volgende te ontwikkelen. Maar in deze studie sojabonenplanten konden nieuwe knobbeltjes vormen wanneer onderzoekers meer bacteriën aanleverden.

"Om te ontdekken dat knobbeltjes niet zo strikt worden gereguleerd als eerder werd gedacht, is een belangrijke bevinding, ", zegt Hungria. "De beperking doet zich vooral voor aan het begin van de sojaboongroei, wanneer de eerste knobbeltjes verschijnen." Na die beginfase, meer knobbelgroei is mogelijk.

Meer biologische stikstofbinding, en minder stikstof door kunstmest, kan ook de duurzaamheid vergroten. Eerst, het vermindert de CO2-uitstoot. Stikstofmeststoffen worden meestal geproduceerd met behulp van fossiele brandstoffen. "Voor elke pond geproduceerde stikstofkunstmest, er kan ten minste 10 pond koolstofdioxide vrijkomen, ’ stelt Hongarije.

De tweede verbetering op het gebied van duurzaamheid is op het veld. Overtollige stikstofmeststoffen uit het veld kunnen in wateren terechtkomen. Te veel in een aquatisch ecosysteem kan algenbloei veroorzaken. Deze putten het water van zuurstof uit en leiden tot "dode zones" verstoken van leven. Biologische fixatie met behulp van bacteriën, echter, betekent dat er meer stikstof door het gewas wordt gebruikt.

Minder kunstmestgebruik heeft ook een economische impact. Stikstofbemestingskosten kunnen snel oplopen, zowel voor boeren als voor landen. Brazilië importeert ongeveer 70% van de stikstofmeststoffen die in het land worden gebruikt.

Verschillende landbouwbedrijven in Brazilië begonnen in oktober 2016 met de strategie van het onderzoek (de zomeroogst in Brazilië). De eerste resultaten zijn veelbelovend, zegt Hongarije. De hogere soja-opbrengsten die in het onderzoek werden waargenomen, worden op deze grotere schaal aangehouden.

Hungria denkt dat deze resultaten ook buiten Brazilië zullen gelden. "Maar ze moeten worden geverifieerd omdat de genetische achtergrond van soja in elk land anders is, " zegt ze. Samenwerkingen met Kansas State University, om te controleren of de resultaten kunnen worden uitgebreid naar de VS, zijn net begonnen.

Onderzoek naar bacteriën en stikstoffixatie is misschien nog maar het begin. "Ik denk dat micro-organismen de 'sterren' kunnen zijn van een nieuw landbouwtijdperk, waarbij we niet alleen kijken naar voedselzekerheid maar ook naar duurzaamheid, " ze zegt.