Proef voedingsbodem

Je kunt uitzoeken wat er met gewassen gebeurt als er van bepaalde nutriënten te weinig in de grond zit. We gebruiken bij deze proef erwten. We gaan kijken of de planten dood gaan, verkleuren, langzaam groeien of andere verschijnselen vertonen die erop wijzen dat er een tekort is aan bepaalde voedingsstoffen. We gaan met de proef dus aantonen wat de bodemkwaliteit is en we bekijken hoe de bodem verbeterd zou kunnen worden. Dit zou in de praktijk door bijvoorbeeld boeren gedaan kunnen worden om te bepalen welke bemestingsstrategie gebruikt moet worden.

Onderzoeksvraag
Wat gebeurt er met planten als er te weinig van bepaalde nutriënten in de grond zit?

Benodigdheden
Voor de voorbereiding (kiemen erwten) hebben we het volgende nodig:

• erwten
• 2 grote petrischalen
• watten
• demiwater
• broedstoof

Maken voedingsoplossing:

• 4 grote bekerglazen of flessen (1 liter)
• weegschaal
• lepels
• demiwater
• de stoffen voor het maken van de vier verschillende oplossingen. Dus 'Zonder N', 'Zonder Fe', 'Zonder P' en 'Hoagland':

Vervolg proef:

• 6 kiemvaten, welke afgesloten kunnen worden
• maatcilinder
• de drie verschillende voedingsoplossingen ('Zonder N', 'Zonder Fe' en 'Zonder P')
• ongeveer 20 gekiemde erwten

Werkplan
Begin met het kiemen van erwten op grote petrischalen met een bodem van, met demiwater doordrenkte, watten. Zet de petrischalen in een broedstoof (25°). Na ongeveer een week zijn de erwten gekiemd en dan hebben ze een wortel van langer dan 5 centimeter. Terwijl je de erwten laat kiemen, maak je de voedingsoplossingen klaar. Je maakt 4 oplossingen: 'Zonder N', 'Zonder Fe', 'Zonder P' en 'Hoagland'.

In onderstaande tabel is te zien welke stoffen er nodig zijn voor deze voedingsoplossingen en in welke hoeveelheden.

Je meet de stoffen af op een weegschaal en lost ze op in demiwater. Je maakt van alle oplossingen een liter. Als ze klaar zijn verdeel je de 3 oplossingen zonder N, Fe of P over 6 kiemvaten. Je hebt dus 2 kiemvaten per oplossing, waarvan één als controle. Je legt per kiemvat 3 gekiemde erwten op een rekje boven de oplossing, met de wortel in de oplossing. Zolang de plantjes niet te groot zijn sluit je de kiemvaten af. Dit is een soort isolatie. Je zet de kiemvaten op een plaats met voldoende licht, bijvoorbeeld bij het raam in een lokaal of in het kabinet. Je volgt minimaal zes weken de ontwikkeling van de planten.

Uitvoering
We hebben ons tijdens het uitvoeren gehouden aan het werkplan. We zijn begonnen met het laten kiemen van ongeveer 30 erwten. Dit hebben we gedaan op een grote petrischaal met een bodem van, met demiwater doordrenkte, watten en we hebben de petrischaal in een broedstoof (25°) gezet. Na een week waren de erwten nog niet allemaal gekiemd. Pas na twee weken hadden ze een wortel van 5 centimeter lang. Een deel van de erwten was helemaal niet gekiemd. Dit was niet erg, omdat we toch maar 18 erwten nodig hadden.

Terwijl we de erwten lieten kiemen, maakten we de voedingsoplossingen klaar. We hebben de 4 oplossingen: 'Zonder N', 'Zonder Fe', 'Zonder P' en 'Hoagland' gemaakt volgens de recepten uit bovenstaande tabel. Dit duurde langer dan verwacht. Het precies afmeten van de kleine hoeveelheden kostte aardig wat tijd. We hebben hier 6 uur over gedaan.

Toen de oplossingen klaar waren hebben we ze verdeeld over 6 kiemvaten, met dus steeds twee maal een kiemvat met dezelfde oplossing. Per kiemvat hebben we 3 gekiemde erwten op het rekje gelegd en we hebben de kiemvaten in het begin afgesloten.

We hebben de erwtenplantjes bij het raam in het kabinet gezet, zodat ze genoeg licht zouden krijgen. Vervolgens hebben we zeker drie maanden de groei van de planten moeten volgen om duidelijke resultaten te krijgen. Dit was dus veel langer dan verwacht.

Resultaten We hebben in de drie maanden waarin we de erwtenplantjes bekeken hebben foto´s gemaakt om een duidelijk beeld te geven van de ontwikkeling en de verschillen van de plantjes. Hiernaast zie je een foto die we meteen in het begin gemaakt hebben, op 28 november. De erwtenplantjes lagen toen net op de kiemvaten. De plantjes zelf en de wortels waren allemaal ongeveer even groot. De nummers op de kiemvaten geven aan welke oplossing erin zit. Nummer 1 en 2 zijn zonder stikstof (N), nummer 3 en 4 zijn zonder fosfor (P) en nummer 5 en 6 zonder ijzer (Fe).

In het begin groeiden de erwtenplantjes heel langzaam. De eerste vijf weken waren er ook nog geen duidelijke verschillen te zien. De foto hiernaast is gemaakt op 6 januari. Nog steeds waren de plantjes ongeveer even groot en er waren ook nog geen duidelijke verschillen waar te nemen. De plantjes bleven gewoon allemaal doorgroeien. Gelukkig begonnen de erwtenplantjes in de weken hierna wel onderlinge verschillen te vertonen. Ze zijn alleen niet veel meer gegroeid in deze vier weken.

Onderstaande foto is gemaakt op 3 februari.

Bij kiemvat 1 en 2 is er één plantje dood. Bij kiemvat 3 en 4 leeft alles nog. Bij kiemvat 5 zijn twee plantjes dood, terwijl er bij kiemvat 6 helemaal geen plantjes dood zijn. De eerste blaadjes beginnen bij veel plantjes dood te gaan. Ook zijn de erwtenplantjes niet meer allemaal even groot. We besloten nog een paar weken te wachten voor de beste resultaten. We hoopten dat vanaf die tijd alles in een versneld tempo zou gaan en dat de verschillen tussen de erwtenplantjes groter zouden worden.

Gelukkig was dit het geval, zoals op de foto hiernaast te zien is. Deze foto is gemaakt op 19 februari. In iets meer dan twee weken zijn de erwtenplantjes twee keer zo lang geworden. In alle kiemvaten is een beetje algvorming opgetreden. Dit is op bovenstaande foto trouwens ook al waarneembaar. De blaadjes van de plantjes zijn allemaal ongeveer even groot. Verder zijn er nu wel grote verschillen waarneembaar. We hebben de plantjes erg goed bekeken en aantekeningen gemaakt. Dit heeft zeker een uur geduurd. We hebben ook van dichtbij foto´s gemaakt van de blaadjes, zodat we duidelijk kunnen laten zien wat de verschillen zijn.

Hieronder staat een uitgebreid verslag met foto´s van onze laatste waarnemingen.

Kiemvat 1 en 2 met een oplossing zonder stikstof (N):

Bij kiemvat 1 is één plantje dood. De twee die nog leven zijn resp. 31 cm en 43 cm lang. Bij kiemvat 2 is ook één plantje dood en de plantjes die nog leven zijn resp. 31 cm en 40 cm lang. Van de nog levende erwtenplantjes zijn de eerste blaadjes dood, maar de plantjes groeien nog wel door. Ze hebben ongeveer even veel wortels en de wortels zijn allemaal ongeveer even groot. De hoeveelheid wortels komen overeen als de wortels van de plantjes van kiemvat 5 en 6, maar iets minder dan de plantjes van kiemvat 3 en 4. De blaadjes van de plantjes hebben kleine vlekjes. Dit is op de foto te zien, maar het is niet erg duidelijk. Ook gaan de blaadjes allemaal aan de randen dood, zoals ook te zien is.

Kiemvat 3 en 4 met een oplossing zonder fosfor (P):

Bij beide kiemvaten leven alle plantjes nog. De plantjes van kiemvat 3 zijn resp. 44 cm, 46 cm en 47 cm lang. De plantjes van kiemvat 4 zijn resp. 35 cm, 44 cm en 50 cm lang. De eerste blaadjes van de erwtenplantjes zijn dood, maar dit is wel minder dan bij kiemvat 1 en 2. De plantjes groeien wel gewoon door en hebben niet zoals bij kiemvat 1 en 2 dode plekken op de blaadjes. De erwtenplantjes hebben veel wortels en ook wat dikkere dan die van de andere kiemvaten. De plantjes (vooral die van kiemvat 4) hebben veel meer en duidelijkere vlekken dan de plantjes van kiemvat 1 en 2. Dit is duidelijk op de foto te zien.

Kiemvat 5 en 6 met een oplossing zonder ijzer (Fe):

Bij kiemvat 5 zijn twee erwtenplantjes dood. Het plantje dat nog leeft is 30 cm lang. Bij kiemvat 6 leven alle plantjes nog en deze zijn resp. 34 cm, 42 cm en 44 cm lang. De plantjes hebben grote vertakkingen en dat hebben de plantjes van andere kiemvaten niet. Ze hebben ongeveer even veel wortels als de plantjes van kiemvat 1 en 2, maar minder dan de plantjes van kiemvat 3 en 4. Bij kiemvat 5 zijn de eerste blaadjes dood, maar dit is veel minder dan bij de andere kiemvaten. Bij kiemvat 6 zijn zelfs helemaal geen blaadjes dood. De plantjes groeien allemaal nog door en hebben nergens dode plekken op de bladeren. Op de foto zie je dat de blaadjes geen vlekjes hebben, maar de blaadjes zijn veel lichter dan de blaadjes van de andere plantjes.

We hebben dus duidelijke verschillen waar kunnen nemen. De gemiddelde lengte van de erwtenplantjes staat in de volgende tabel:

De plantjes van kiemvat 1 en 2 (zonder N) en de plantjes van kiemvat 5 en 6 (zonder Fe) zijn dus met een verschillend tekort wel ongeveer even groot. De plantjes van kiemvat 3 en 4 (zonder P) zijn een stuk groter dan de andere plantjes.

Conclusies
Als planten te weinig hebben van bepaalde nutriënten dan is dat duidelijk aan de planten te zien. Volgens de resultaten van onze proef hebben planten die geen stikstof krijgen kleine vlekjes op hun blaadjes. Dit hebben planten die geen fosfor krijgen ook. De blaadjes van beide planten hebben ook dode plekken. Toch kun je tussen beide planten verschillen zien. Als planten geen fosfor krijgen zijn ze donkerder dan wanneer ze geen stikstof krijgen. Bovendien zijn de planten zonder fosfor een stuk langer dan de planten zonder stikstof. Als een plant geen ijzer krijgt dan is dat te zien doordat de blaadjes van de planten erg licht zijn. Ze zijn veel lichter dan de blaadjes van planten zonder fosfor of zonder stikstof. Door goed te kijken naar de ontwikkeling van de planten (vooral de blaadjes) kun je dus concluderen welke nutriënten die planten niet krijgen en welke ze dus nodig hebben. Dit is natuurlijk erg handig voor een boer die moet beslissen welke bemestingsstrategie hij moet gebruiken.

Het ontbreken of weglaten van bepaalde nutriënten heeft dus veel invloed op de planten. Waarschijnlijk zullen de planten uit onze proef uiteindelijk allemaal dood gaan. Met een vervolgproef zouden we kunnen kijken wat er gebeurt als we de ontbrekende nutriënten alsnog toevoegen. We zouden dan kunnen bekijken of de planten herstellen of dat het nu al te laat is en dat ze toch dood gaan.

Discussie
Misschien hadden we ook en erwtenplantje moeten laten groeien op een voedingsoplossing waarin wel alle nodige nutriënten aanwezig waren. Dan zouden we de plantjes met de ontbrekende nutriënten ook nog kunnen vergelijken met een gezonde plant. We hebben dit niet gedaan, omdat we de plantjes gewoon met elkaar wilden vergelijken. Het ging ons meer om de verschillen tussen de plantjes, die optreden bij het weglaten van verschillende nutriënten en niet om het verschil tussen die plantjes en gezonde plantjes. Dat gezonde plantjes gewoon zullen groeien en geen last van vlekjes en dode plekken zullen hebben is natuurlijk wel logisch. Daarom vonden we dit niet echt nodig.

Door opname van mineralen in de voedingsoplossingen door de plantjes en door verdamping daalde de hoogte van de vloeistoflaag. Om de wortels niet te laten verdrogen hebben wij steeds de oplossingen aangevuld met demiwater. We hebben er eerst aan gedacht om de kiemvaten aan te vullen met de gemaakte oplossingen, maar dan verander je de concentraties. Daarom hebben we gekozen voor demiwater.

Bij kiemvat 5 waren twee plantjes dood gegaan, maar bij kiemvat 6 helemaal geen. Dat is misschien wel raar. Er zijn verschillende verklaringen voor te bedenken. Het zou kunnen dat de erwten gewoon al niet zo goed waren en gewoon geen kans hadden om te overleven. Of misschien zat er in kiemvat 5 per ongeluk minder voeding dan in kiemvat 6. Dit zou bijvoorbeeld kunnen komen doordat de oplossing niet goed genoeg geroerd was. Het zou ook nog gewoon toeval kunnen zijn. Bij kiemvat 1 en 2 zijn namelijk bij beide één plantje dood. Die twee dode plantjes kunnen natuurlijk door toeval in hetzelfde kiemvat zitten. Er is in dat geval niets vreemd aan dit resultaat. We denken zelf dat het gewoon toeval is.

Bij kiemvat 5 waren twee plantjes dood gegaan, maar bij kiemvat 6 helemaal geen. Dat is misschien wel raar. Er zijn verschillende verklaringen voor te bedenken. Het zou kunnen dat de erwten gewoon al niet zo goed waren en gewoon geen kans hadden om te overleven. Of misschien zat er in kiemvat 5 per ongeluk minder voeding dan in kiemvat 6. Dit zou bijvoorbeeld kunnen komen doordat de oplossing niet goed genoeg geroerd was. Het zou ook nog gewoon toeval kunnen zijn. Bij kiemvat 1 en 2 zijn namelijk bij beide één plantje dood. Die twee dode plantjes kunnen natuurlijk door toeval in hetzelfde kiemvat zitten. Er is in dat geval niets vreemd aan dit resultaat. We denken zelf dat het gewoon toeval is.

In het begin leken er geen resultaten uit de proef te komen. Dit viel ons wel tegen. Het duurde bijna drie maanden in plaats van 6 weken voor we duidelijke resultaten hadden. Een proef doen kost dus altijd meer tijd dan in eerste instantie gepland is.

Om echt zeker te zijn van de resultaten zouden we eigenlijk heel de proef nog een keer moeten doen om te kijken wat er dan voor resultaten uit komen. Hier hebben we helaas geen tijd voor. Om wel een beetje zekerheid te hebben van kloppende resultaten hebben we wel steeds twee maal dezelfde oplossing in een kiemvat gedaan met steeds drie erwtenplantjes. Zo hadden we 6 plantjes die verschillende resultaten konden leveren. Zo kunnen we dus toch best zeker zijn van de resultaten.