‘De Verenigde Naties schatten dat we in 2050 met bijna tien miljard mensen op aarde zijn,’ zegt microbioloog Roeland Berendsen van de Universiteit Utrecht, ‘dat betekent dat we in 2050 twee keer zo veel voedsel moeten produceren als in 2009. Dat willen we niet doen door meer land te gebruiken, want dan blijft er geen regenwoud meer over. We willen ook niet meer bestrijdingsmiddelen en kunstmest gebruiken.’
Wat dan wel? De hoop is gevestigd op microben: schimmels, bacteriën en andere micro-organismen. Planten zetten met behulp van zonlicht, water en kooldioxide om in suikers, die ze via hun wortels doorgeven aan microben, in ruil voor mineralen als stikstof en fosfor. En bescherming.
‘Op het moment dat een plant wordt aangevallen door een ziekteverwekker, gaat hij andere stoffen uitscheiden, die beschermende bacteriën stimuleren,’ legt Berendsen uit. De symbiose tussen het microbioom en planten ontwikkelde zich over miljoenen jaren, maar is in onze moderne landbouw deels verloren gegaan. Intensieve bemesting en het grootschalig gebruik van pesticiden hebben planten ‘lui’ gemaakt.
‘Planten investeren alleen in de symbiose als ze die echt nodig hebben,’ zegt Berendsen. Tot voor kort was het onmogelijk om de samenwerking tussen planten en microben goed te analyseren. In één gram aarde leven wel tienduizend verschillende soorten. Dankzij DNA-sequencing en kunstmatige intelligentie kunnen onderzoekers die samenwerking nu in kaart brengen. ‘Dit vakgebied heeft zich zo explosief ontwikkeld dat we nu bijna realtime kunnen bepalen welke microben aanwezig zijn, en in welke aantallen.’ Met deze data kunnen machinelearningmodellen getraind worden. Volgens sommigen is dit het begin van een nieuw tijdperk in de landbouw, waarin microbiologie en kunstmatige intelligentie samenkomen.
‘We hebben net een publicatie uit waarin we het aardappelmicrobioom hebben onderzocht. Op basis van het type aardappel en het veld waar die vandaan komt, kunnen we met kunstmatige intelligentie voorspellen of een partij aardappelen goed of slecht zal zijn. Dat is enorm waardevol. Zo kunnen we de goede microbiomen identificeren en op een duurzame manier mislukte oogsten voorkomen.’