Als gevolg van de opwarming van de aarde neemt het aantal droge periodes wereldwijd toe. Ongeveer 60 procent van de graanboeren in de wereld doen aan zuivere regenlandbouw – zonder kunstmatige irrigatie. Dit brengt de voedselvoorziening van de wereldbevolking in gevaar – vooral in regio’s die reeds door hongersnood zijn getroffen. Maar ook de landbouw in westelijke gebieden komt steeds meer onder druk te staan door de klimaatverandering: tropische hittegolven doen oogsten instorten en extreme regenval doet vruchtbare gronden wegspoelen. Bovendien is het waterverbruik voor landbouwirrigatie nu al goed voor meer dan 70 procent van de totale zoetwatervoorraden. Biologische hydrogel zou de gevolgen van stijgende temperaturen en afnemende neerslag aanzienlijk kunnen verzachten.
Bestaande technologieën
Hydrogel wordt gewoonlijk in korrelvorm op de bodem aangebracht. Het kan grote hoeveelheden water opnemen en slechts langzaam weer afgeven aan het milieu. De beschikbare hydrogeltechnologieën bevatten echter vaak nog synthetische grondstoffen en mogen niet in de landbouw worden gebruikt. Op basis van fossiele grondstoffen komt bij de ontbinding giftig acrylzuur vrij”, verklaart dr. Gibson Stephen Nyanhongo, oprichter van Agrobiogel en hoofd van de onderzoeksgroep Biomaterialentechnologie aan de BOKU Wenen.
Synthetische hydrogels werden in de jaren zestig ontwikkeld voor de landbouw, maar waren toen ongeschikt omdat hun prestaties achterbleven bij de verwachtingen. Het probleem: synthetische hydrogels binden het water, maar geven het nauwelijks weer vrij. Daarom worden zij nu gebruikt in producten die de absorptie van vloeistoffen vereisen, zoals medische en hygiënische producten. De bestaande technologieën voor biologische hydrogel zijn nog niet krachtig genoeg om in de praktijk goed te kunnen gebruiken.
Ook interessant: Plantlab investeert €20 miljoen in nieuwe Vertical Farms in Nederland, de VS en de Bahama’s
Biologisch hydrogel
De biologische hydrogel van Agrobiogel is gebaseerd op natuurlijke grondstoffen en is volledig biologisch afbreekbaar. Het idee werd geboren in een universitair onderzoeksproject dat oplossingen zocht voor het wereldwijde probleem van de klimaatverandering. Aarde die vermengd is met deze hydrogel, kan tot 95 procent van het binnensijpelende water absorberen. Zo kan tot 40 procent worden bespaard op irrigatie. Agrobiogel absorbeert regenwater en voedingsstoffen uit meststoffen in de bodem, slaat deze op en geeft ze weer af aan de bodem wanneer deze uitdroogt. Op die manier kan de gel uitdroging tegengaan en een onregelmatige of verminderde watertoevoer compenseren. Daarmee zou het product een antwoord kunnen zijn op de wereldwijd toenemende droge periodes en helpen het zoetwaterverbruik te verminderen.
Technologiesprong
Agrobiogel betekent een technologische sprong voorwaarts ten opzichte van conventionele hydrogels op fossiele basis en voldoet aan de EU-meststoffenverordening ((EU) 2019/1009), die in juli 2022 van kracht wordt. De verordening bevat technische specificaties over de toegestane grondstoffen, de procesvoorwaarden, de kwaliteitseisen en de eisen voor het kwaliteitsbeheersysteem.
Verbeterde bodemproductiviteit
Agrobiogel komt voor in korrelvorm en wordt op landbouwgrond aangebracht door beregening. Pas als er water wordt toegevoegd, wordt het gel. De korrels bestaan uit ligninehoudende planten die biopolymeren in de plantencelwand kunnen opslaan en zo uitzonderlijk grote hoeveelheden water kunnen opslaan.
Nyanhongo: “Het productieproces van onze hydrogel is geheim. Maar we gebruiken reststoffen van de bio-distilleerderij en pulp- en papierverwerking.”
Agrobiogel is biologisch afbreekbaar. Hout is een natuurlijke voorloper van humus, dat in de loop der jaren wordt afgebroken en vervolgens tot vruchtbaarder bodems leidt. Zelfs zandgronden worden weer productief. Aangezien het hout afkomstig is van afvalhout uit de houtindustrie, past het product ook in een functionerende circulaire economie. De biologische hydrogel bevordert ook de bodemvruchtbaarheid en de wortelgroei. Dit betekent dat de plantenwortels groter worden, de grond beter vasthouden en sterkere en gezondere planten voortbrengen. Dit kan de opbrengst van de oogst verhogen en mislukking van de oogst in droge jaren voorkomen.
Bescherming tegen uitwassing
Agrobiogel kan alleen of in combinatie met elk type irrigatie worden gebruikt. Het helpt om water te besparen door de frequentie van de irrigatie te verminderen. Bovendien blijven eventueel toegevoegde landbouwchemicaliën, zoals meststoffen, in de bodem opgeslagen en worden zij niet uitgespoeld. “Veel boeren strooien te veel kunstmest en dat is schadelijk voor het milieu en duur,” legt Nyanhongo uit. “Met agrobiogel bespaar je kosten in de vorm van kunstmest en energie en arbeid die gepaard gaan met irrigatie en bemesting.”
Vergeleken met andere biologische hydrogels heeft Agrobiogel een veel grotere wateropnamecapaciteit en blijft het veel langer in de grond, zo stelt de onderneming. Het duurt tot 20 jaar voordat de houtkorrels in de bodem zijn afgebroken en humus zijn geworden. Tests hebben uitgewezen dat ze na drie jaar nog steeds een waterabsorptiecapaciteit van 89 procent hebben. Daardoor kan het product ook zuiniger worden toegepast, zegt Nyanhongo: “Als 40 gram hydrogel per liter grond al genoeg is om in het eerste jaar het gewenste effect te bereiken, dan hoef je in de jaren daarna nog maar zo’n tien tot twintig gram hydrogel per liter grond aan te brengen.”
Hobbytuinders
De biologische hydrogel kan zowel in open velden als in kassen en andere kunstmatige landbouwsystemen worden gebruikt. Er zijn nauwelijks grenzen aan de toepassingsgebieden. De lancering is gepland voor het voorjaar van 2022. Hydrogel zal dan wereldwijd via de groothandel verkrijgbaar zijn voor zowel hobbytuinders als voor landbouwers. De productie vindt plaats in Tulln bij Wenen. De start-up werkt momenteel aan een uitbreiding van de productie, aangezien de vraag de productiecapaciteit reeds overstijgt. De volgende stap is het toevoegen van meststoffen aan de hydrogel – aangepast aan specifieke plantensoorten.
Ook interessant: Diepere wortels maken planten beter bestand tegen periodes van droogte en verhogen de opbrengst per meter
Op de foto: de oprichters van Agrobiogel (van links): Enrique Nacif, Gibson Stephen Nyanhongo, Johannes Paul Schwarz.
