Mini-ecosystemen creëren en bestuderen met de nieuwe Ecotron-onderzoeksmodule

De nieuwe ultramoderne Ecotron-onderzoeksmodule, onderdeel van het Netherlands Plant-Ecophenotyping Centre (NPEC), is nu volledig operationeel. Met de module kunnen onderzoekers natuurlijke ecosystemen en landbouwsystemen in het klein namaken en bestuderen. De module, die zich bevindt in het nieuwe NPEC-gebouw op de campus van de Universiteit Utrecht, bestaat uit 36 gesloten eenheden waarbinnen de omstandigheden volledig kunnen worden beheerst en gemonitord. Deze eenheden maken het mogelijk om de complexiteit van de echte wereld na te bootsen en processen te bestuderen die zowel boven- als ondergronds aan het werk zijn.

In ieder van de 36 eenheden kunnen onderzoekers een eigen mini-ecosysteem creëren, helemaal gericht op de onderzoeksvragen die ze proberen te beantwoorden. Ze beslissen welke plantensoorten ze combineren, welke grondsoort ze gebruiken en zelfs welke micro-organismen en dieren als aaltjes en wormen in het ecosysteem worden meegenomen. Tegelijkertijd hebben de onderzoekers de volledige controle over de omgevingsfactoren in de eenheid, zowel boven- als ondergronds. Ze bepalen zelf de temperatuur en de vochtigheid, beslissen over de hoeveelheid daglicht die de planten krijgen en kiezen wanneer en hoeveel het "regent" binnen de eenheid. De bodem binnen een eenheid werkt bovendien als een natuurlijke bodem en heeft een natuurgetrouwe opbouw.

Planteneigenschappen

Van binnenuit de eenheden kunnen verschillende planteneigenschappen worden gemeten. Met kleurencamera’s wordt de boven- en ondergrondse ontwikkeling van de planten gevolgd en in kaart gebracht. Water kan op verschillende dieptes in de bodem worden bemonsterd. Een reeks aan sensoren meet omgevingsfactoren, zoals de temperatuur, vochtigheid en waterdruk.

Zo maakt de Ecotron het mogelijk om boven- als ondergrondse processen als geheel te bestuderen. Dat stelt onderzoekers in staat om bijvoorbeeld te bekijken welke interacties planten hebben met andere planten en het bodemleven, welke combinaties van gewassen en planteneigenschappen goed samengaan en welke omstandigheden zorgen voor een efficiënt gebruik van voedingsstoffen en het behoud van de bodemvruchtbaarheid.

NPEC

De Ecotron is een van de zes modules die samen NPEC vormen, het Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre. Dit centrum is een samenwerking tussen de Universiteit Utrecht en Wageningen University & Research. NPEC heeft als doel om state-of-the-art metingen van de waarneembare eigenschappen van planten, oftewel hun fenotypes, mogelijk te maken. En dat met een hoge verwerkingscapaciteit, met hoge nauwkeurigheid en onder ecologisch relevante omstandigheden.

De Ecotron stelt ons in staat om te onderzoeken hoe landbouw- en natuurlijke ecosystemen reageren op toekomstige milieuomstandigheden, zoals minder regenval en hogere temperaturen.

Met behulp van de zes modules van NPEC kunnen onderzoekers de eigenschappen van planten op allerlei schaalniveaus bestuderen, van kleinschalige laboratoriumexperimenten tot onderzoek buiten in het open veld. Valérian Méline, manager van NPEC Utrecht, licht de positie van de Ecotron-module binnen NPEC toe. Méline: "De Ecotron verbindt het veld met de labexperimenten. We kunnen er de complexiteit van realistische omstandigheden nabootsen in gesloten eenheden, waarbij alle aspecten gecontroleerd en gemeten kunnen worden. Dit stelt ons in staat om bijvoorbeeld te onderzoeken hoe landbouw- en natuurlijke ecosystemen reageren op toekomstige milieuomstandigheden, zoals minder regenval en hogere temperaturen."

Drie modules in Utrecht

De Ecotron is de eerste van drie modules in Utrecht die volledig functioneel is. De twee andere Utrechtse modules zullen in april 2023 operationeel zijn. Drie andere NPEC-modules bevinden zich in Wageningen.

De faciliteiten van NPEC zijn beschikbaar voor academische onderzoekers en de onderzoeks- en ontwikkelingsafdelingen van bedrijven waarmee wordt samengewerkt.