Studio Veenweide | De Veldreportage - S0 / E04

Onderzoek naar microbiële processen in het lab van de Universiteit Utrecht

Laura: Ik ben nu net de monsters uit de koelcel gaan halen. We bewaren die daar tijdens de nacht en we gaan nu die monsters in het lab uitzoeken. Dus ik ga nu een eerste monster nemen. Ze zijn allemaal verpakt in plastic zakjes.

Inge Diepman: Is gewoon een koelbox, waar je het uithaalt?

Laura: Ja, ze zijn allemaal bewaard in een koelbox zodanig dat het monster niet opwarmt. Het moet altijd koel blijven. Daarom leggen we nu ook het monster op een bak met ijs zodanig dat tijdens het uitzoeken het monster niet opwarmt.

Inge Diepman: Marit, waarom is Laura het veen aan het mishandelen, als ik het zo mag noemen, ze is aan het fijn knijpen.

Marit Hefting: Laura is het monster aan het fijn knijpen door het zakje heen. Dat heeft ermee te maken dat veen heel heterogeen is met de samenstelling dus heel erg wisselt van plek tot plek, en wat ze aan het doen is, is dat veen heel erg homogeen maken. Dus mengen. Dat heeft ermee te maken dat we een sub monstertje willen nemen, en dat moet representatief zijn voor dat hele veen wat we gemonsterd hebben, dus ze mengt het monster door het zakje heen, zodat er geen verontreinigingen in komen.

Laura: Ik ga nu ook handschoenen aandoen voor dezelfde reden, zodanig dat wanneer ik het veen aanraak dat het niet verontreinigd wordt. Daarna gaan we een sub stempel van het monster uit het zakje halen en hier op het ijs liggen om de wortels en ander ongewenst materiaal er uit te halen zoals bijvoorbeeld stukjes gras of zo, dat willen we niet meenemen.

Inge Diepman: Waarom is dat Marit? Want ook dat is toch organisch materiaal?

Marit Hefting: Dat is ook organisch materiaal. Het is alleen van de korte c-cyclus waar wij naar op zoek zijn, is hoe micro organismen, dus bacteriën, schimmels en archaea, hoe ze het veen eten, en wij willen vooral monsters hebben van het veen zelf en daar onderzoek aan doen, dus we kijken naar de afbraak van veen. De afbraak van de wortels, en de afbraak van het gras zelf. Dat interesseert ons in dit geval niet.

Laura: Dit is nu wel oké. Daarna neem ik zo een potje die al gelabeld is en dan ga ik dat afwegen dus ik wil ongeveer 20 gram. Moet niet heel precies zijn.

Inge Diepman: Waarom 20 gram? Waar gaat dit naartoe?

Laura: Deze potjes worden dan daarna aan de respirometer aangesloten, dus die worden dan in flessen gezet, zoals hier. Ik neem hier nu een fles.

Inge Diepman: Een hele bak met flessen. Wat jij net van worteltjes hebt ontdaan dat heb je dus in dat potje gedaan en dat gaat in die fles.

Laura: Ja, hierna wordt eerst nog het vochtgehalte van het monster bepaald dus we gaan het drooggewicht wegen van het monster en ook het gewicht van dit veen en daarna willen we het op zeventig procent het veldcapaciteit brengen.

Marit Hefting: Wij brengen het op 70 procent van die Veldcapaciteit. Zodat er voldoende zuurstof in de bodem aanwezig is voor de micro-organismen.

Inge Diepman: En dan is het vergelijkbaar met de omstandigheid in het veld.

Marit Hefting: Dan is het vergelijkbaar met een omstandigheid op een bepaald moment in het veld, want in het veld gaat dat vochtgehalte natuurlijk de hele tijd heen en weer. Het kan helemaal verzadigd zijn. Dat alle poriën vol zitten met water en het kan helemaal droog zijn, dat er bijna geen water meer aanwezig is, in een hele droge zomer. Wij brengen het op een bepaald vochtgehalte zodat we de verschillende monsters, van de verschillende momenten, tussen het veen kunnen vergelijken. Dus we willen eigenlijk een bepaald vochtgehalte standaard vastzetten zodat we de verschillende activiteiten kunnen vergelijken.

Inge Diepman: Dit veen wordt nu klaargemaakt voor al die proeven die hier in de rest van de gang plaatsvinden?

Marit Hefting: We hebben de labs ook gescheiden met verschillende metingen in verschillende labs.

Laura: Dit is echt de eerste stap, dus we moeten eerst het veen afwegen en die sub samples verdelen en we kunnen ook niet alles meteen in de respirometer opmeten omdat er een respirometer niet genoeg capaciteit heeft. Dus een deel van deze monsters gaat meteen in de respirometer en de rest gaat terug in de koelcel. Zodanig dat we één van de volgende dagen dan de respiratie daarvan kunnen meten.

Marit Hefting: We gaan nu naar het respirometer lab. Dat is een paar deuren verderop en daar is Joost om ons uit te leggen hoe de respirometer verder werkt.

Inge Diepman: Dag Joost!

Joost: Ik zal nu de naar de respirometer lopen, die gebruiken we om de ademhaling van micro organisme te meten.

Inge Diepman: Is dat te vergelijken met mensen die een longaandoening hebben en die respirometer heel goed kennen, omdat ze daar altijd in en uit moeten blazen?

Joost: Net zoiets, hierbij blazen de micro organisme kooldixoxide uit, net zoals dat bij mensen gemeten wordt. Alleen hier gaat het om hele kleine hoeveelheden, dus het kost ons wat meer tijd om dat goed te kunnen meten en dat doen we met deze respirometer dat zijn twee grote boxen die op mekaar staan, met in één de sensoren en daaronder een box die de sensoren koppelt aan flessen die we hier hebben staan, en in die flessen zitten verschillende bodemmonsters.

Inge Diepman: Wat hoor ik nu?

Joost: Je hoort hem net schakelen naar het volgende monster. Het apparaat gaat nu lucht rondpompen tussen de sensor en een buisje met daarin bodem, en op die manier kunnen we meten hoeveel ademhaling eruit elk monster komt, elk bodemmonster. Dus in het veen. Het veen verdwijnt langzaam, omdat bacteriën het veen opeten en daarbij ademen ze CO2 uit. Door nu CO2 te meten weten we hoe snel er gegeten wordt.

Inge Diepman: Hoe sneller die eet, hoe meer ze ademhalen, mag ik dat zo zeggen?

Joost: Hoe sneller ze eten, hoe meer ze ademhalen. Het kan zijn dat ze gaan groeien. Dan zie je heel veel ademhaling, maar het kan ook zijn dat ze gewoon veen aan het verteren zijn, en één van de producten die daarbij vrijkomt is CO2.

Inge Diepman: En dit zijn ook monsters, waar klei in zit?

Joost: Dit zijn monsters afkomstig uit een pilotproef waarin we graag willen weten of het mogelijk is om met klei de afbraak van veen te verminderen. In dit geval hebben we die perfect door de klei, door het veen, heen gemengd, niet zoals je dat in het veld ziet maar hiermee kunnen we het maximale effect van klei in veen zien.

Inge Diepman: Wat doet klei met veen?

Joost: Als je kei door veen heen mengt dan gebeuren er allemaal dingen met de structuur, waardoor er minder zuurstof beschikbaar is voor micro-organismen. Er worden nutriënten weggevangen en het kan zijn dat sommige organismen, die heel goed zijn in het afbreken van veen, daar last van hebben. Het kan ook zijn dat er meer vocht vastgehouden wordt in het veen door het klei, en dat gaan we in de toekomst onderzoeken.

Inge Diepman: Wat kunnen we hier nou uiteindelijk mee?

Joost: Wat je ermee kan, is heel precies zien wat er in het veen gebeurt. Dus naast de metingen die je buiten doet om te zien wat er in de echte wereld als het ware gebeurt, kan je hier heel mooi scheiden wat de planten verademen en wat er onder de grond gebeurt. Samen met de info van buiten kunnen we zo begrijpen wat er gebeurt als je een maatregel neemt in veen.

Inge Diepman: En dan kan je ook een beetje gaan manipuleren?

Joost: Ja, we kunnen hier heel goed gaan manipuleren. Klei en veen is daar een voorbeeld van. We kunnen ook zonder zuurstof meten of we kunnen er bijvoorbeeld een stof aan toevoegen waarvan we weten dat die in veen veel voorkomt en waarvan we denken dat dat helpt bij het voorkomen van de afbraak daarvan.

Inge Diepman: Joost, dank je wel.

Marit Hefting: We staan nu bij de incubator in het lab met de flowkamers en de eco plate reader. In de incubator is het 25 graden, dus dat is een soort koelkast, maar dan lekker warm. Laura gaat nu even dat monster pakken en het monster is een eco plate. Dat is een plastic bakje met 96 gaatjes daarin, en in die gaatjes zie je een soort vloeistof zitten en daar zie je ook een soort kleurtjes.

Laura: We hebben die plaatjes gevuld met een bepaald monster en in elk vakje zit een ander substraat en er zit ook een kleurstof. Wanneer de micro-organismen vanuit het bepaald tempo die substraat gaan afbreken, gaat dat gaatje van kleur veranderen en dat is wat we nu zien. We zien verschillende gaatje die paars zijn geworden en anderen zijn nog altijd gewoon doorzichtig. Dat wil zeggen dat enkel sommige substraten zijn afgebroken en anderen niet.

Inge Diepman: Dus ze vinden bepaalde dingen lekker en bepaalde dingen niet. Wat zijn die substraten dan? Je voert ze geen kaas en worst.

Marit Hefting: Substraten zijn koolstofbronnen die aanwezig zijn in het veen. Dat zijn gemakkelijker bronnen, dus bijvoorbeeld suikers, dat is voor de snelle snackers, zoals we dat noemen, de micro-organismen die alleen maar de snelle suikers willen en er zitten substraten in die wat moeilijker afbreekbaar zijn en waar je wat langer op moet kauwen, de volkoren boterham, waar je dus wat langer over moet doen. Dat zit dus in al die vakjes en we kunnen kijken of de micro-organismen die afkomstig zijn uit het veen of die deze substraten kunnen eten. We gaan dat nu meten want je kan het natuurlijk zien wat gegeten wordt door de kleuring maar sommige kleuring zie je niet helemaal zelf even goed, dus we gaan meten hoe die kleuring precies in de tijd ontwikkelt.

Inge Diepman: Laura we staan voor een soort van printer?

Laura: Dit is een plate reader. Ik heb die nu net aangezet en ik ga de eerste plaat daarin inlezen, het is eigenlijk een soort van Cd-speler of zo.

Inge Diepman: Bijna ouderwets maar goed, vakje gaat open.

Laura: Die plaat kan hier worden ingelegd zo, ik haal het dekseltje eraf en dan doe ik het terug dicht en nu kan de plate reader beginnen te werken en dan wordt de data doorgestuurd naar de computer en in een excel file gezet. Daarna kunnen we daar dan verder analyses op doen.

Inge Diepman: Dat zegt ons wat over welke bacteriën erin zitten, wat ze lekker vinden. En wat kunnen we dan met die informatie?Eigenlijk is dit een soort vingerafdruk van de gemeenschap van de micro-organismen die daar zitten. Je hebt verschillende bacteriën die allemaal samen in die bodem zitten en door te kijken wat kunnen ze nou afbreken? Wat vinden ze lekker? Krijg je een soort vingerdruk. In deze gemeenschap zitten deze bacteriën, die deze substraten afbreken en door nou verschillende veenbodems uit van het NOBV met elkaar te vergelijken, kan je zien van wat voor gemeenschap zit hier en in hoeverre komt 'ie nou overeen of is 'ie heel anders dan een gemeenschap, bijvoorbeeld in Rouwveen en Zegveld, verschillen ze of zijn ze heel vergelijkbaar?

Inge Diepman: En kun je dan invloed uitoefenen op wie er woont en wie er wel en niet mag wonen? Om te zorgen dat die CO2-uitstoot terug wordt gebracht?

Marit Hefting: Dat is precies waar Laura haar uitdaging ligt voor haar promotieonderzoek. Laura gaat kijken of ze inderdaad de snelle snackers een soort voordeel kan geven en de trage veeneters die het veensubstraat, wat 1000 jaren geleden is vastgelegd. Dat veensubstraat, dat wil je beschermen. Dus die veeneters die dat eten, die wil je eigenlijk benadelen of in ieder geval op een achterstand zetten.

Inge Diepman: We staan weer in een ander lab voor een indrukwekkend apparaat. Dit is een apparaat van ongeveer een meter breed, 75 centimeter diep, hij ziet eruit als iets wat niet misplaatst was in een ruimtevaartcentrum uit de jaren zeventig. Beschrijf hem is want ik heb hier een kastje die je open en dicht kan doen.

Marit Hefting: Ja, dus dit is de sluis wanneer we een monster uit het veld hebben gehaald, onder zuurstofloze condities hebben vervoerd naar ons lab. Dan brengen we dat in deze sluis en dan kunnen we dat hier neerzetten en dan kunnen we alleen deze sluis flushen met stikstof. Vervolgens kan het monster dan overgebracht worden naar de kast. Anarobe kast, en die is helemaal zuurstofloos en daar zitten een soort handschoenen. Kijk hier, dan kunnen we dus werken zonder dat de monsters in aanraking komen met zuurstof. Dus op die manier kunnen we werken onder anarobe condities en dan kunnen we datzelfde uitzoekwerk, die worteltjes eruit halen en het behandelen van het veen, kunnen we doen onder zuurstofloze condities.

Inge Diepman: Kun je 'm aanzetten?

Marit Hefting: Ja, ik kan eventjes laten horen hoe dat klinkt als 'ie bezig is.

Inge Diepman: En dan ga je aan het werk daar?

Marit Hefting: Ja, dan gaan we hier aan het werk en dan zijn we de monsters hier aan het bewerken onder zuurstofloze condities.

Inge Diepman: We zullen hem maar even uitzetten zodat je kunt uitleggen.

Marit Hefting: Onderin het veen is geen zuurstof aanwezig, daar zijn er zogenaamde anoxi's of anarobe condities en normaliter hebben bacteriën zuurstof nodig om het veen op te eten. Maar er zijn ook bacteriën die zonder zuurstof toch nog het veen kunnen afbreken en dat zijn er veel minder, en dat is ook veel minder actief, veel minder snel. Maar we zijn wel geïnteresseerd in ook deze bacterie en hoe die dat veen kunnen opeten met behulp van andere stoffen dan zuurstof.

Inge Diepman: Omdat je ze dan kunt scheiden?

Marit Hefting: Dan kun je ze scheiden, en omdat we een dikke laag veen hebben en als de afbraak plaatsvindt, maar op een heel laag tempo, is dat toch significant, kan dat bijdragen aan de CO2 emissie. Het is absoluut niet zo snel als wat er in de bovengrond gebeurt wanneer het gedraineerd wordt, maar onderin gebeurt ook wel degelijk wat.


Over Studio Veenweide | De Veldreportage

Studio Veenweide | De Veldreportage