Projecten

FOODCAD

Modellering van de opname van cadmium in blad- en wortelgewassen

Opportuniteit & probleemstelling

In bepaalde groenten kunnen door de opname van cadmium uit de grond de maximaal toelaatbare gehaltes overschreden worden. Op Europees vlak is er bovendien heel wat druk om de normen voor cadmium te verlagen wat voor sommige gewassen tot problemen kan leiden. Heel wat plant- en grondgebonden factoren bepalen de accumulatie van dit metaal in het eetbare deel van de plant. Wegens de veelheid en complexiteit van beïnvloedende factoren, bestaan er tot op heden geen mechanistische modellen die op basis van eenvoudige metingen accurate predicties van plantopname toelaten. Wel is het mogelijk empirische modellen te ontwikkelen die de correlatie beschrijven tussen eenvoudig meetbare grootheden, zoals de totale concentratie van de metalen in de grond, de fysicochemische eigenschappen van de grond, en de te verwachten concentraties van dit element in de groente. Deze modellen kunnen alleen worden gebruikt binnen de grenzen van hun calibratie, en dienen te worden gevalideerd of opnieuw gecalibreerd aan de hand van de lokale grond- en omgevingsvoorwaarden.

In het kader van dit project werden modellen opgemaakt die het mogelijk maken om voor Vlaamse landbouwgronden op basis van eenvoudige metingen/gegevens de opname van cadmium door de plant met goede nauwkeurigheid te voorspellen. Zowel bodemeigenschappen, totale en/of extraheerbare metaalgehalten als meteorologische parameters werden onder andere onderzocht als voorspellende variabelen in een dergelijk model.

Inhoud voorgesteld onderzoek

Het voorgesteld onderzoek bestaat uit 4 werkpakketten

Werkpakket 1: componenten van het opnamemodel

Algemeen is de opname van zware metalen uit de grond afhankelijk van allerlei factoren, gerelateerd aan enerzijds groeiomstandigheden (bodemeigenschappen, meteorologische omstandigheden) en anderzijds kenmerken/fysiologie van het beschouwde gewas.

Tevens is er geen gestandaardiseerde methode ter beschikking voor meting van de biobeschikbaarheid van deze metalen.

Een uitgebreide literatuurstudie brengt :

1.De verscheidenheid en veelheid van deze factoren in beeld,

2. Legt de metingen/gegevens vast die in het model dienen opgenomen te worden,

3. Bepaalt de analysevoorwaarden.

Werkpakket 2 : Veldproeven

In samenspraak met de betrokken partijen werden een blad- en wortelgroente (spinazie en wortel) geselecteerd voor de uitvoering van proeven in situ.

Het aanleggen van proeven in-situ is mogelijk door:

1. Transport van gecontamineerde grond naar niet-productievelden

2. Inzaai van groenten, gevoelig voor opname van zware metalen, op gecontamineerde praktijkpercelen, waar op moment van proefaanleg geen inzaai is van risicovolle gewassen.

Aan de hand van de meting van chemische bodemeigenschappen, klimatologische omstandigheden tijdens de teelt, en analyse van het geoogst product worden de gegevens verzameld die een invloed kunnen hebben op de accumulatie van cadmium in het gewas. Er wordt vooral aandacht besteed aan die factoren die door menselijk handelen kunnen beïnvloed worden (bvb bemestingsfactoren, beregening, …)

Werkpakket 3 : Modellering

In dit werkpakket wordt overgegaan tot het opbouwen van een praktisch, operationeel model. Idealiter laat dit model toe een inschatting te maken van het risico op overschrijding van Cd in het gewas voor gegeven teeltomstandigheden met betrekking tot bodemtype, Cd-niveau in de bodem en weersomstandigheden. Het model moet toelaten voldoende nauwkeurige voorspellingen te doen die praktisch relevant zijn, en moet dit tegelijk kunnen doen aan de hand van relatief eenvoudige invoergegevens

Resultaten en toegevoegde waarde voor bedrijven

In het tweede werkpakket werden testen op proefvelden en op grond getransfereerd in lysimeters opgezet om meer inzicht te krijgen in het effect van specifieke factoren en beheersmaatregelen op de accumulatie van cadmium in wortelen en spinazie. Doel was deze factoren te identificeren en hun effect te kwantificeren. Deze inzichten kunnen door de teelbegeleiders van de bedrijven rechtstreeks aangewend worden om remediërende acties te ondernemen op percelen waarvan ze vrezen dat de norm overschreden zal worden.

In werkpakket werden de nodige modellen ontwikkeld (voor wortel en spinazie). De modellen werden geïmplementeerd in Excel en kunnen als zodanig eenvoudig gebruikt worden door de verschillende bedrijven uit de doelgroep om de kans op een Cd-overschrijding in te schatten voorafgaand aan de inzaai. Op deze manier kunnen de bedrijven maatregelen treffen en kan een beslissing gemaakt worden omtrent het al dan niet inzaaien op de betreffende bodem in het desbetreffende jaar. Door gebruik te maken van deze voorspellingsmodellen kunnen de bedrijven dus ook een deel van de overschrijdingen vermijden.

Daarnaast leveren de verzamelde data en ervaring aan de bedrijven de nodige argumenten om ten aanzien van Europa aan te tonen dat een verdere verlaging van de norm voor wortelen tot problemen kan leiden voor de Belgische telers om nog cultuurbodems te vinden voor de teelt van deze groenten.

Inagro zal deze modellen ook exploiteren en in samenwerking met de UGent ervoor zorgen dat de modellen verder verfijnd en geüpdatet worden.

De deelnemende bedrijven aan het FOODCAD-project zullen in eerste instantie zelf de modellen kunnen gebruiken en op deze manier gericht en met kennis van zake percelen kunnen selecteren voor de teelt van spinazie en wortelen. Bedrijven die geen lid waren van de gebruikersgroep, en dus geen toegang hebben tot de modellen op zich, kunnen bij Inagro terecht voor advies:

  • Om de kansberekeningen uit te kunnen voeren is een grondanalyse (analyse pH, organische koolstof en cadmiumgehalte) nodig. De data uit deze grondanalyse worden als parameters ingevoerd in het model.

Wanneer Inagro voldoende gecombineerde bemonsteringen (gekoppelde grond- en gewasanalyses) verzameld heeft, kunnen de modellen geüpdatet worden. Deze hermodeleringen zullen uitgevoerd worden door de UGent, in opdracht van Inagro, en zorgen er voor dat de accuraatheid van de modellen verbetert.

Om deze updates te kunnen uitvoeren is het dus cruciaal om ook de respectievelijke gewasanalyses te hebben. Om de bedrijven te stimuleren om deze stalen na oogst te laten analyseren voorziet Inagro een korting op deze gewasanalyses.

Door verschillende publicaties (wetenschappelijk en gevulgariseerde artikels in de vakpers, artikel in nieuwsbrief van Flanders’ FOOD) te schrijven en een event te organiseren, worden de resultaten ter beschikking gesteld van de ruime doelgroep en vergroot de impact van het project.

Doelgroep bedrijven/sectoren

• Primaire productie tuinbouw ( open lucht, onder afdekking)

• Telersverenigingen

• Groentenverwerkende sector

• Belgische tuinbouwveilingen

Uitvoerder(s)

Inagro wijdt een belangrijk deel van zijn onderzoek aan het oplossen van actuele problemen of aan het helpen introduceren van innovatie in de land- of tuinbouw via voorlichting of demonstratie. Door de nauwe contacten met de praktijk, individueel of via technische adviesraden en studieavonden, en door de talrijke publicaties in vulgariserende tijdschriften worden de telers direct ingelicht over de bereikte resultaten. Anderzijds worden problemen op een meer diepgaande wetenschappelijke manier fundamenteler aangepakt. Meestal wordt hiervoor in het kader van een project samengewerkt met andere onderzoeksgroepen of universiteiten.

Het Laboratorium voor Analytische Chemie en Toegepaste Ecochemie behoort tot de Universiteit Gent (faculteit Bio-ingenieurswetenschappen), een kenniscentrum op academisch niveau, waar onderwijs op academisch niveau geruggensteund wordt door fundamenteel en toegepast wetenschappelijk onderzoek. De onderzoeksgroep werkt rond het gedrag van voedingselementen, sporenelementen en toxische metalen in natuurlijke ecosystemen en landbouw. De onderzoeksgroep heeft hierin een ruime en jarenlange expertise, en is zeer goed uitgerust voor het bepalen van totale gehalten en chemische vormen van voorkomen van zware metalen in biologische matrices.

CODA-CERVA (Centrum voor Onderzoek in Diergeneeskunde en Agrochemie) is een wetenschappelijke instelling van de FOD Volksgezondheid, Leefmilieu en Veiligheid van de Voedselketen,wiens opdracht het is om door wetenschappelijk onderzoek, expertadvies en dienstverlening bij te dragen tot een pro-actief beleid inzake veilige voedselproductie en volksgezondheid. De Operationele Directie “Chemische veiligheid van de Voedselketen” is gevestigd in Tervuren.