Wanneer atmosferisch stof op de bladeren van landplanten valt, kan de plant voedingsstoffen direct uit de stofdeeltjes opnemen.
De miljarden tonnen voedingsrijke stofdeeltjes die jaarlijks over de hele wereld door de lucht dwarrelen, blijken al voor afzetting in de bodem relevant voor planten. Landplanten kunnen nutriënten uit atmosferisch stof namelijk rechtstreeks via hun bladeren opnemen, en niet uitsluitend via de wortels uit de bodem, rapporteren wetenschappers 8 april in New Phytologist. ‘Dat opname via het blad mogelijk is voor nutriënten in oplossing was al bekend, maar dit is nieuw’, vertelt Martijn Bezemer, hoogleraar community ecology aan Universiteit Leiden.
Om deze tot voor kort onbekende opnameroute te testen, voeren de onderzoekers een veldexperiment uit in een mediterraan ecosysteem in Israël, waar natuurlijke stofafzetting hoog is. Hiervoor selecteren ze drie binnen het gebied veelvoorkomende struiksoorten: Cistus creticus, Salvia fruticosa en Teucrium capitatum – elk met dichte bladbeharing, wat de hechting van stofdeeltjes verbetert.
Stofstormen
Ze verdelen de planten over een controlegroep zonder toevoeging van stof en twee experimentele groepen. In de ene behandelingsgroep brengt het team stofdeeltjes direct op de bladeren aan, in de andere op de bodem rond de wortels. Om natuurlijke stofstormen na te bootsen, vinden drie afzonderlijke toedieningsmomenten over een totale periode van drie maanden plaats. Het gebruikte stof bevat zeldzame aardmetalen, wat de onderzoekers later in staat stelt te onderscheiden of nutriënten wel of niet afkomstig zijn van de experimentele stoftoevoer.
‘Een veldstudie is natuurlijk uitdagend, maar heel relevant’, zegt Bezemer. ‘Vorig jaar lieten de auteurs in een potproef al zien dat dit principe van nutriëntenopname via stof bestaat. Nu presenteren ze overtuigend dat het werkt in het veld.’
Micronutriënten
Na de drie maanden meet het team de chemische samenstelling van gedroogd en vermalen plantmateriaal. De resultaten laten zien dat op bladeren aangebracht stof leidt tot een sterke vermeerdering van nutriënten in deze takken. Vooral micronutriënten zoals ijzer, mangaan, nikkel en koper nemen significant toe, met stijgingen tot ongeveer vier keer hoger dan in de controleplanten. In tegenstelling tot de bovengrondse delen, veranderen de niveaus in de wortels nauwelijks. Voor de planten die de stofdeeltjes niet via het blad, maar via de bodem verkregen, is de toename van nutriënten significant beperkter.
Laboratoriumexperimenten
Door de specifieke aardmetalen te traceren bevestigen de onderzoekers dat de verhoogde nutriëntgehaltes daadwerkelijk het gevolg zijn van de stofvariabele en niet simpelweg van verontreiniging van de bladeren. Aanvullende laboratoriumexperimenten laten bovendien zien dat de licht zure pH van het bladoppervlak een belangrijke rol speelt in het vrijmaken van nutriënten uit stof. Onder deze omstandigheden is de oplosbaarheid van nutriënten beter dan in de bodem, waar alkalische omstandigheden en interacties met bodemdeeltjes de opname beperken.
Voedselvoorziening
Door hun eigen bevindingen te combineren met globale data, schat het onderzoeksteam de globale bijdrage van atmosferisch stof aan de voedselvoorziening van planten. In sommige regio’s kan stof tot circa 17 procent van de ijzer- en 12 procent van de fosforvoorziening leveren, concluderen ze. ‘Dat is een substantiële bijdrage, zeker onder voedingsarme omstandigheden’, aldus Bezemer. Tijdens perioden met hoge stofdepositie kan de dagelijkse nutriëntentoevoer via stof zelfs gelijk zijn aan of hoger dan die uit de bodem.