Saharastof daalt vooral neer in het Midden-Oosten en het Caribisch gebied, maar geregeld ook in Europa. Op 23 februari zorgde woestijnstof voor een extra rode zonsondergang in Nederland.

Biologie

Woestijnstof bedekt de gewassen, maar kan ze óók voeden, blijkt nu

Saharastof daalt vooral neer in het Midden-Oosten en het Caribisch gebied, maar geregeld ook in Europa. Op 23 februari zorgde woestijnstof voor een extra rode zonsondergang in Nederland.Beeld Hollandse Hoogte / Nederlandse Freelancers

Stof dat uit de Sahara komt overwaaien kan gewassen helemaal bedekken. Maar ook voeden, blijkt nu.

Toen mensen in Mesopotamië doorkregen dat je in plaats van jagen en verzamelen ook kon zaaien en oogsten, was tarwe hun eerste succesnummer. En dat is het gebleven. Geen plant neemt op aarde meer hectares in beslag.

Je zou kunnen denken dat akkerbouwers en inmiddels ook wetenschappers onderhand precies weten wat ze aan die plant hebben. Maar tarwe blijkt na 12.000 jaar nog steeds te kunnen verrassen. De plant is betrapt op het winnen van fosfor uit woestijnstof dat erop was neergedwarreld.

Die tarwe werd gekweekt door Avner Gross, van de Ben Goerion-Universiteit van de Negev, in Beer Sheva in Israël. Gross woont zelf in het Israëlische deel van het Judea-gebergte, en op wandelingen daar kon hij regelmatig zien dat er weer eens een zandstorm uit de Sahara was overgekomen: alle planten hadden een laag stof op het blad. Daar zouden ze wel last van hebben, bedacht hij op een dag, zo’n lichtwerende laag. “Ik heb geen idee waarom dat me niet eerder opviel. En toen zei ik bij mezelf: we weten dat planten veel energie stoppen in het uit de grond halen van voedingsstoffen, waarom zouden ze dan geen gratis eten accepteren dat uit de lucht valt?”

Niet te versmaden

Want in theorie is woestijnstof voor planten niet te versmaden. Er zitten mineralen in die ze hard nodig hebben. Fosfor bijvoorbeeld, en ijzer. Met name fosfor is voor planten vaak de beperkende factor: CO2 en stikstof zijn er tegenwoordig eerder te veel dan te weinig, dankzij menselijke uitstoot, merkt Gross op. Maar fosfor, onmisbaar om bijvoorbeeld dna-moleculen te bouwen, is vaak het element dat door zijn schaarste grenzen stelt aan de plantengroei.

Een zending materiaal uit de woestijn is niet ideaal om de fosforhonger van vegetatie te stillen, dachten biologen. Want daarin zit fosfor vastgeklonken aan calcium en zuurstof, in een aantal chemische variaties die samen de mineralengroep apatiet vormen. En apatiet is slecht oplosbaar in water. Als korrels woestijnstof in de bodem terechtkomen, grijpen plantenwortels er daardoor vaak letterlijk naast.

Gross redeneerde: als er gewassen bestaan die meer met stof kunnen doen, dan zullen die zijn ontstaan in de buurt van droge gebieden en woestijnen, waar het een constant onderdeel van hun omgeving vormt. Samen met Sudeep Tiwari en Ran Erel van het Gilat Onderzoekscentrum in Israël zette hij een experiment op met enkele soorten die aan die voorwaarde voldoen en die ook economisch belangrijk zijn: tarwe en de kikkererwt – die laatste is de op zestien na meest verbouwde plant. Beide zijn ontstaan en gedomesticeerd in het Midden-Oosten.

Een fosforvrij dieet

Gross zaaide ze uit, liet de zaailingen aanslaan en zette ze toen op een compleet fosforvrij dieet. Toen eenmaal duidelijk te zien was hoe ze daar onder leden – slechte groei, gele bladeren – gaf hij de helft een bad van woestijnstof.

Van dier naar sediment naar plant

Dat woestijnstof zoveel apatiet bevat, komt doordat het deels uit dierlijk afval bestaat: gemalen fossielen. Apatiet zit in botten en tanden. Tandglazuur, hydroxy­apatiet, is het hardste materiaal in ons lichaam. Het wordt nog harder als fluor in drinkwater of tandpasta er fluorapatiet van maakt.Het stof uit de Sahara dat neerdaalt in Israël en het Caribisch gebied, en soms ook in Nederland, waait op van plaatsen waar ooit meren waren. Daarin leefden allerlei organismen die apatiet gebruikten voor schilden en tanden. Die harde delen zakten naar de bodem, waar ze zich ophoopten in dikke lagen. Nu het water verdwenen is, kunnen stormen het sediment kilometers omhoog laten wervelen en zo aan een verre reis laten beginnen. Onderweg heeft het invloed op het weer, bij het eindpunt op de plaatselijke plantengroei.

De apatiet die wordt gewonnen in fosfaatmijnen, onder andere in Marokko, de VS en China, komt uit fosforiet, fosforhoudende rots. Die kan miljoenen jaren geleden zijn ontstaan uit soortgelijke lagen als die op de bodem van meren: sediment dat rijk is aan bot- en tandresten, samengedrukt tot een rotslaag. Een andere mogelijkheid is dat water met daarin opgeloste fosfaten doordrong in kalksteenlagen, waarna de fosfor zich met het calcium verbond. Ook die fosfaten waren afkomstig van dieren: ze werden uitgespoeld uit dikke lagen vogel- of vleermuismest.

Om te zien of de herkomst van de planten inderdaad uitmaakte, liet hij ook maisplanten meedoen met de proef. Die zijn ontstaan in Midden-Amerika, in omstandigheden waar stof geen grote rol speelt, waardoor ze er waarschijnlijk ook niets mee kunnen.

Op de (virtueel gehouden) jaarvergadering van de American Geo­physical Union, enkele maanden geleden, kon Gross rapporteren dat het stofbad tarwe en kikkererwten inderdaad goed deed. Ze waren al gauw twee keer zo groot als hun soort- en lotgenoten die geen stof op hun bladeren kregen. En voor de mais maakte het, zoals verwacht, niet uit.

Tarwe en kikkererwten waren niet alleen blij met wat er op hun blad viel, ze hadden er als het ware op gerekend, zo bleek bij nader onderzoek. Toen het fosforgebrek zich aandiende, kregen die bladeren meer kleine haartjes op hun bovenkant, zodat vallend stof goed werd vastgehouden. De bladeren werden ook vochtig gemaakt, wat nog eens bijdroeg aan die vasthoudendheid.

En dat vocht was bovendien zuur. Dat is precies wat je nodig hebt om fosfor vrij te maken uit apatiet. Het komt dan terecht in andere chemische verbindingen, die oplosbaar zijn en daarna via kleine openingen in het blad door de plant kunnen worden opgenomen.

Een nieuwe blik op lang bekende feiten

Boeren wisten al wel dat je planten via het blad kunt voeden. Dat gebeurt al lang, zelfs met fosfor. Maar dan gaat het om het toedienen van vloeibare kunstmest, waarin water-oplosbare fosfaten zitten. Die worden gewonnen in fosfaatmijnen, op plaatsen waar rotsen voorkomen die apatiet bevatten. Het fosfor wordt daaruit vrijgemaakt op dezelfde manier waarop planten dat doen: met zuur.

Gross denkt dat het opbrengen van apatiethoudend stof een duurzamere en veel efficiëntere methode kan zijn om planten te behoeden voor fosforgebrek. Mits die planten er dus het chemische gereedschap voor in huis hebben. Hij gaat daarom nu speuren naar andere kandidaten.

Uit biologische interesse gaat hij onderzoek doen in het Caribisch gebied, op het Amerikaanse eiland Puerto Rico. Daar is van een aantal boomsoorten bekend dat ze profiteren van Sahara-zand dat over de Atlantische Oceaan komt aangewaaid.

En uit commercieel oogpunt komen er experimenten met een aantal belangrijke landbouwgewassen die uit droge gebieden stammen. Om te beginnen gaat Gross aan de slag met avocado- en cacaobomen.

Lees ook:

Eén gen kan van tarwe, mais en rijst meerjarige gewassen maken.

Maar wil de boer die hebben?

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden