Eén bedrijf injecteert vloeibare klei in de woestijn van Californië om vocht vast te houden en fruit te helpen groeien, terwijl een ander bedrijf in Maleisië de bodem opkrikt met uitwerpselen van vliegenlarven. In een kas in Nova Scotia voegt de Canadese wetenschapper Vicky Levesque biochar - de verbrande resten van planten en houtafval - toe aan de bodem om appels beter te laten groeien.
Oude bodembeschermingstechnieken, zoals minder grond bewerken en gewassen buiten het seizoen zaaien, blijken niet opgewassen tegen frequentere droogtes, overstromingen en extreme temperaturen. Bodemerosie put het vermogen van de aarde om voedsel te produceren uit en zou volgens de Voedsel- en Landbouworganisatie van de VN kunnen leiden tot een verlies van 10% van de wereldwijde productie van gewassen tegen 2050.
Nieuwe "bodemverbeteringsoplossingen", die de fysieke eigenschappen van de bodem verbeteren, kunnen de traditionele manieren aanvullen -- als ze winstgevend en effectief blijken te zijn.
Biochar, vloeibare klei en uitwerpselen van vliegenlarven zijn allemaal in beperkte commerciële productie. De ontwikkeling van dergelijke oplossingen is de afgelopen jaren versneld naarmate de bodemaantasting erger werd, aldus Ole Kristian Sivertsen, directeur van het bedrijf Desert Control, dat vloeibare klei produceert en dat in december zijn eerste commerciële verkoop realiseerde.
Bayer AG, 's werelds grootste zaadbedrijf, is een van de bedrijven die via Leaps by Bayer, de durfkapitaalafdeling van Bayer, kijkt naar nieuwe manieren om de bodem te regenereren, zegt Matthias Berninger, hoofd duurzaamheid bij Bayer.
Bayer en andere bedrijven werken al aan niet-chemische manieren om voedingsstoffen aan gewassen toe te voegen, zoals het toevoegen van microben aan de bodem, maar producten die gericht zijn op het regenereren van landbouwgrond gaan verder. Sommige producten, zoals vloeibare klei en biochar, voegen voedingsstoffen toe terwijl ze ook het vermogen van de grond om water vast te houden verbeteren, en vereisen minder toepassingen dan kunstmest.
"We zijn ons echt op de bodem gaan richten op manieren die we vroeger niet zouden hebben gedaan," zei Berninger in een interview.
Donkere aarden
Biochar is een kunstmatige manier om een koolstofrijk product te maken om de bodem te stimuleren, gemodelleerd naar uitzonderlijk vruchtbare stukken regenwoud in het Amazonegebied die "Dark Earths" worden genoemd en na verloop van tijd werden geproduceerd als bijproduct van koken, dierlijke ontbinding en mest.
Biochar zou een "geweldige kans" kunnen zijn om plantaardige koolstof in de bodem vast te houden, aldus Levesque, die eraan toevoegde dat biochar ook werkt als een waterspons.
Haar onderzoek, dat in 2012 begon, heeft aangetoond dat met biochar behandelde kleigrond drastisch minder stikstofoxide uitstootte, wat goed is voor de atmosfeer en meer koolstof in de grond vasthoudt, waar het de plantengroei kan stimuleren.
Sommige soorten biochar verhoogden de opbrengst van kas-tomaten en paprika's met respectievelijk 32% en 54%, terwijl er minder kunstmest nodig was, doordat biochar de voortplanting stimuleert van bacteriën die de plantengroei bevorderen.
Er is echter meer onderzoek nodig voordat wetenschappers weten hoe effectief biochar verschillende soorten bodems over de hele wereld kan regenereren, zei ze.
Het Noorse Desert Control heeft 18 jaar en 25 miljoen dollar gespendeerd aan de ontwikkeling van vloeibare klei om de bodem te stimuleren. Vorig jaar injecteerde het zijn product in een stuk woestijn in de VS, waar de klei zich bindt met zand om water en voedingsstoffen beter vast te houden.
Voorlopige gegevens van een vijf jaar durende proef toonden aan dat in zand dat met klei behandeld was, de harten van romaine sla gemiddeld 21-53% groter waren dan romaine sla die onder dezelfde omstandigheden zonder klei gekweekt werd, aldus Robert Masson, een medewerker van de Yuma County Cooperative Extension van de Universiteit van Arizona, die de planten kweekte.
In november tekende Desert Control een contract van 182.000 dollar met Limoneira Company, dat aanvankelijk vloeibare klei zal toepassen op 4.000 bomen op twee van zijn citrusboerderijen in de door droogte geteisterde staten Californië en Arizona. Afhankelijk van de resultaten wil Limoneira de toepassing in het vierde kwartaal uitbreiden.
Elke toepassing gaat tot vijf jaar mee.
"Dekgewassen en no-till zijn goede praktijken, maar ze zijn bij lange na niet genoeg," zei Sivertsen.
In Maleisië produceert Nutrition Technologies "bodemverbeteraar" van kaf - het afval en de huid van larven van de zwarte soldatenvlieg. Gecomposteerd kaf leidde tot een toename van 12% in plantenvoedende organische stof in de bodem, iets dat anders na verloop van tijd afneemt, volgens het onderzoek van het bedrijf.
Nutrition Technologies, dat in 2015 van start ging, verkoopt maandelijks gemiddeld 200 ton frass in Maleisië, voornamelijk aan boeren die het toepassen op bladgroenten, komkommers en fruit, aldus Martin Zorrilla, hoofd technologie van het bedrijf.
Het bedrijf haalde in september $20 miljoen op, de meest recente financieringsronde.
Hoewel de meeste Maleisische kunstmestproducenten nu kunstmest verkopen, zijn de volumes nog te laag om de aandacht van internationale landbouwbedrijven te trekken, aldus Zorrilla.
"Uiteindelijk is de bodem een levend systeem, en dat is één van de redenen waarom natuurlijke processen er zo lang over doen om de bodem op te bouwen en waarom het zo gemakkelijk is om de bodem te verliezen," zei hij.
