De effecten van omgevingsfactoren op de samenstelling van zeewier

Dit artikel neemt je mee in het onderzoek wat is gedaan door Valerie van Assema, Research and Development Specialist van Holdfast and Stipe. Het onderzoek geeft inzicht in welke omgevingsfactoren van invloed zijn op de biochemische samenstelling van de zeewiersoort Saccharina latissima en wat de Europese limieten zijn voor zware metalen in meststoffen.
Tip: maak eerst de e-learning De wereld van wier om meer te leren over de basiskenmerken van zeewier en over de verschillende soorten zeewier.

Het onderzoek

De landbouwsector staat onder toenemende druk door uitdagingen zoals biodiversiteitsverlies, bodemdegradatie en strengere regelgeving rondom het gebruik van kunstmest. Deze ontwikkelingen stimuleren de zoektocht naar duurzamere alternatieven die zowel de productiviteit als de milieubelasting verbeteren. Biostimulanten op basis van zeewier spelen hierin een steeds belangrijkere rol, omdat zij de opname van nutriënten door planten bevorderen, de weerbaarheid tegen stress verhogen en bijdragen aan een betere bodemgezondheid.Een veelgebruikte zeewiersoort voor deze toepassingen is Saccharina latissima. Holdfast and Stipe ontwikkelt biostimulanten op basis van deze soort, maar ervaart variatie in de kwaliteit van het aangeleverde zeewier. Deze variatie wordt deels veroorzaakt door beperkte kennis bij zeewierboeren over de invloed van omgevingsfactoren op de biochemische samenstelling van het wier.

Doel van het onderzoek

Het doel van het onderzoek is om inzicht te krijgen in de invloed van licht, temperatuur en nutriënten op de kwaliteit en samenstelling van S. latissima, zodat Holdfast and Stipe gerichte interne adviezen kan formuleren voor optimale teeltomstandigheden. De centrale onderzoeksvraag luidt welke interne adviezen kunnen bijdragen aan kwaliteitsverbetering van S. latissima als biostimulant, rekening houdend met lokale variaties in licht, temperatuur en nutriënten.Voor dit onderzoek is gebruikgemaakt van data afkomstig van vier Europese teeltlocaties: Câr-y-Môr in Wales, Seaweed Solutions in Noorwegen, Ocean Rainforest op de Faeröer Eilanden en Nordic Seafarm in Zweden. De onderzoeksaanpak bestond uit een inventarisatie van de relevante omgevingsfactoren per locatie, een analyse van de biochemische samenstelling van het zeewier en een analyse van de relatie tussen deze omgevingsfactoren en de samenstelling van het wier. De benodigde informatie is verzameld via literatuuronderzoek, laboratoriumrapporten van zeewiermonsters en gesprekken met betrokken partijen.

Omgevingsfactoren

Uit de analyse blijkt dat de biochemische samenstelling van S. latissima in belangrijke mate wordt beïnvloed door lichtintensiteit, stikstofconcentratie en temperatuur. Op locaties waar relatief weinig stikstof beschikbaar is, wordt een hogere suikeraccumulatie in het zeewier waargenomen. Daarnaast is er een negatieve relatie gevonden tussen hogere lichtintensiteit en temperatuur enerzijds en de gehaltes aan kalium en calcium anderzijds.

Tegelijkertijd kan een hogere temperatuur leiden tot een verhoogd ijzergehalte in het zeewier. Deze resultaten laten zien dat lokale omgevingscondities een directe invloed hebben op de kwaliteit van S. latissima als grondstof voor biostimulanten en verklaren deels de verschillen in productkwaliteit tussen leveranciers.

Op basis van deze bevindingen kan worden geconcludeerd dat kwaliteitsverbetering van S. latissima een systematische benadering vereist, waarbij teeltlocaties worden geselecteerd op stabiele en gematigde omgevingscondities. Teelt bij temperaturen tussen circa 8 en 15 °C, met voldoende lichtintensiteit van ongeveer 150 tot 250 μmol/m²/s en een nutriëntenverhouding die aansluit bij de Redfield-ratio van stikstof en fosfor (N:P ≈ 16:1), draagt bij aan een gunstige biochemische samenstelling van het zeewier.

Om consistentie en transparantie in de kwaliteit te waarborgen is het noodzakelijk om omgevingsfactoren zoals licht, temperatuur en nutriënten structureel te monitoren en de biochemische samenstelling van iedere batch zeewier te analyseren. Teeltlocaties die structureel de Europese limieten voor zware metalen overschrijden, dienen daarbij uitgesloten te worden van inkoop. Daarnaast is het aan te bevelen om een duidelijk voorkeursprofiel voor de gewenste samenstelling van S. latissima vast te stellen en een uniforme analysemethode te hanteren voor alle leveranciers, zodat de kwaliteit van het eindproduct betrouwbaar en onderling vergelijkbaar blijft.

Regelgeving

Naast de invloed van omgevingsfactoren speelt regelgeving een belangrijke rol bij de inzet van zeewier als biostimulant. De maximaal toelaatbare gehaltes van verschillende stoffen worden grotendeels bepaald door nationale en Europese wetgeving. Binnen de Europese Unie vallen biostimulanten onder de Meststoffenverordening (EU) 2019/1009, waarin eisen worden gesteld aan de samenstelling, veiligheid en effectiviteit van deze producten. Deze verordening bevat echter niet voor alle componenten specifieke grenswaarden. Bovendien is de regelgeving rondom zeewier als biostimulant nog in ontwikkeling en kunnen vereisten per land of regio verschillen.

‍

TABEL 1 BEPERKENDE COMPONENTEN IN MESTSTOFFEN EN BIOSTIMULANTEN (EUROPESE MESTSTOFFENVERORDENING, 2024; EUROPEAN UNION, 2019)

Uit literatuuronderzoek blijkt dat voor een aantal zware metalen wel duidelijke bovengrenzen zijn vastgesteld binnen de meststoffenwetgeving. Het betreft onder andere cadmium, lood, koper, zink, chroom, kwik, nikkel en arseen. Wanneer deze stoffen in de droge stof onder de vastgestelde limieten blijven, kunnen zij niet als belemmerend worden beschouwd en zelfs als acceptabel worden gezien. Voor sommige componenten geldt echter een nultolerantie. Zeswaardig chroom en salmonella mogen niet aanwezig zijn in de droge stof en worden altijd als belemmerend aangemerkt. Voor aantrekkelijke componenten zoals eiwitten, vetten en suikers zijn in de Nederlandse meststoffenverordening geen onder- of bovengrenzen vastgesteld.

Naast de algemene meststoffenwetgeving gelden binnen de Europese Unie aanvullende limieten die specifiek gericht zijn op biostimulanten. Zo mag het gehalte aan anorganisch arseen maximaal 40 mg/kg droge stof bedragen. Voor zeswaardig chroom geldt een maximum van 2 mg/kg, voor cadmium 1,5 mg/kg en voor kwik 1 mg/kg in de droge stof. Deze limieten onderstrepen het belang van zorgvuldige monitoring en kwaliteitscontrole bij de inkoop en verwerking van zeewier.

Vervolgonderzoek

Tot slot wijzen de resultaten en bevindingen van dit onderzoek op het belang van vervolgonderzoek. Aanbevolen wordt om de effecten van omgevingsfactoren over een langere periode en met een bredere dataset te onderzoeken, uitbreiding naar andere regio’s en zeewiersoorten te overwegen en een uitgebreide risicoanalyse uit te voeren met betrekking tot zware metalen. Door deze aanbevelingen te implementeren kan Holdfast and Stipe bijdragen aan een duurzamere, transparantere en kwalitatief hoogwaardige productie van biostimulanten op basis van Saccharina latissima.