Hieronder staat de vertaling van: Biologisch-dynamisch gezüchtete Sorten und Hybriden im Vergleich, Differenzierung mittels kupferchloridkristallisation. Een artikel van Gaby Mergardt in Einblicke in das Jahr 2018, een uitgave van Kultursaat e.V. (Kronstr. 24 61209 Echzell, Duitsland, www.kultursaat.org).

Een vergelijking van biodynamisch geteelde soorten en hybriden

Onderscheid maken met behulp van kristallisatiebeelden

Tekst: Gaby Mergardt, Vertaling: Luc Ambagts

In opdracht van Kultursaat zijn talrijke studies uitgevoerd. Daarbij werden veredelingslijnen, zaadvaste rassen uit de zadenbank (EHZ-Bank), of bestaande rassen uit de biologisch-dynamische groenteteelt vergeleken. Om een kwalitatieve beoordeling ten opzichte van de gangbare hybriden te verkrijgen, werd onder identieke omstandigheden naast elk zaadvaste ras één hybride ras gekweekt als referentie. In de loop van deze meerjarige onderzoekspraktijk zijn talrijke observaties en ervaringen verzameld.  Opvallend was dat de hybriden bij alle gewassen er meestal slechter uit kwamen dan de zaadvaste rassen.

Kristallisatiemethode op weg naar academische erkenning

Kristallisatie van koperchloride wordt al tientallen jaren gebruikt als holistische methode om de kwaliteit van voedselmonsters te beoordelen. Specifieke dendritische (boomachtige vertakte) kristallisatiepatronen worden zichtbaar als verschillende plantenextracten samen met een oplossing van koperchloridedihydraat in water kristalliseren op een glazen plaat. Er treed spontane kristallisatie in de vorm van naalden op wanneer de verzadigingsgrens van de zoutoplossing tijdens het verdampen van de vloeistof wordt overschreden. Dit gebeurt onder gestandaardiseerde omstandigheden met betrekking tot temperatuur en vochtigheid. De vorming van de kristallen kan worden opgevat als een zelf-organiserend proces dat wordt beïnvloed door de betreffende toevoeging (Busscher 2010a, 2010b). Het is aangetoond dat specialisten in staat waren om de kristalbeelden visueel toe te wijzen aan nauwkeurig gedefinieerde kweekmethoden of verwerkingsstappen (Balzer-Graf, 1991, 1994, 1996, 2001; Mäder et al., 1993; Weibel et al., 2001; Andersen, 2001). Niettemin moest van natuurwetenschappelijke kant opgemerkt worden dat de standaardisatie en validatie van de kristallisatiemethode voor een objectievere beoordeling nog ontbrak. Daarnaast moest een duidelijk gedefinieerde en overdraagbare taal worden ontwikkeld voor de beoordelingscriteria en verificatiemogelijkheden (Huber, 2010).

Om deze reden werd de methode sinds 2001 gestandaardiseerd. Verschillende invloeden, de robuustheid van de methode, de nauwkeurigheid  van het laboratorium en de herhaling werden parallel getest in vier identieke laboratoria in Europa. Hiervoor waren gedefinieerde en versleutelde monsters beschikbaar. Er werd software ontwikkeld voor de documentatie van alle laboratoriumprocessen en voor computerondersteunde textuur- en structuuranalyse. Op deze manier kunnen herhaalbare en statistisch betrouwbare resultaten worden geleverd, onafhankelijk van de menselijke visuele beoordeling van de kristalbeelden. Dit was een belangrijke stap om de validiteit van de koperchloridekristallisatie als methode te bereiken. (Andersen, 1999; Busscher, 2010; Kahl, 2008, 2009, 2013, 2015; Szulc, 2010).

Omdat de visuele beoordeling van kristallisatiebeelden tot op heden superieur is aan computerondersteunde beeldanalyse, ontwikkelden Huber et al. (2010) met behulp van de ISO-norm 11035 een gestandaardiseerde visualisatiemethode met duidelijk gedefinieerde overdraagbare taal voor de koperchloride-kristallisaties. Verdere studies beschrijven de geleidelijke ontwikkeling van de beoordeling van de beelden, waarbij vier niveaus van beoordelingscriteria onderscheiden worden. In eerste instantie gaat het om kwantificeerbare individuele kenmerken zoals de lengte van de naalden en aansluitend de kwantificeerbare en beschrijvende beoordelingscriteria, zoals regelmatigheid. Het volgende niveau bevat kwalitatieve oordelen die gebaren in het totaalbeeld beschrijven, zoals coördinatie of samenhang van kenmerken. Voortbouwend hierop verwijst het vierde niveau ten slotte naar de vorm-kenmerken die het beeld als geheel, als een waarnemingspatroon, definiëren.

Een panel van negen met elkaar in contact staande wetenschappelijke experts op het gebied van de kristallisatiemethode werd getraind in de beeldvormen van rijping en veroudering met behulp van duidelijk gedefinieerde referentiebeelden. Dit leren van concepten stelde de commissie in staat om een statistisch significante en uniforme beoordeling te maken. Op gecodeerde beelden kunnen verschillende graden van rijpheid of veroudering duidelijk en onafhankelijk van elkaar worden vastgesteld. Kristalbeelden van organische of conventionele productiesystemen werden met een hoge mate van overeenstemming onderscheiden op basis van de verouderingsverschijnselen. Biologisch geteelde monsters vertoonden minder kenmerken van veroudering dan conventioneel geteelde monsters (Doesburg, 2015; Fritz, 2018).

De methode “leeft” van vergelijking

De beeldvormende methoden zijn vergelijkende methoden. Dat wil zeggen dat de resulterende beelden van een experiment met elkaar in verband gebracht worden, beschreven worden en vervolgens kwalitatief geëvalueerd kunnen worden. Elk onderzoek maakt door de kristallisatiebeelden een soort van vingerafdruk van het te onderzoeken monster. Alle omgevingsinvloeden waaraan dit levensmiddel is blootgesteld, worden hier weerspiegeld: de bodem waarop het monster is geteeld, de bemesting, de beregening of andere teeltmethoden, de klimatologische omstandigheden tijdens de groei, zoals de temperatuur, de zonnestraling, maar ook de tijd van de oogst, de opslag of de verwerking. Om een zinvolle vergelijking te kunnen maken, moet er echter rekening mee worden gehouden dat in elk experiment slechts één beïnvloedende factor wordt veranderd voor alle te onderzoeken monsters. Alle andere worden constant gehouden om de invloed van de gewijzigde factor (ceteris paribus) te kunnen bepalen.

Dit artikel richt zich op verschillen tussen hybriden en zaadvaste of biologisch-dynamisch veredelde rassen. In alle experimenten werden de te vergelijken soorten/variëteiten naast elkaar geteeld op dezelfde locatie, zodat ze onder dezelfde omgeving-, bodem- en bemestingsomstandigheden en met dezelfde zaai- en oogsttijd werden geteeld. Ze zijn door de respectieve kwekers geselecteerd en bij elkaar gebracht op basis van geschiktheid voor de markt.

Criteria voor de visuele beoordeling

Het vermogen om verschillende structuren en vormen te creëren is de basis voor de beoordeling van kwaliteiten door middel van beeldvormende methoden. Door middel van gestandaardiseerde visuele beoordeling kunnen kenmerken voor onrijpheid, rijping en veroudering (degeneratie) worden benoemd. De volgende drie kristallisatiebeelden van wortelen tonen een opeenvolging van onrijpheid (Fig. 1) via rijping (fig. 2) tot veroudering, d.w.z. processen van rotting en degeneratie (fig. 3). In verband met de specifieke criteria die hiernaast worden genoemd, zijn de verschillende beeldgebaren mee te beleven in de drie afbeeldingen.

Fig. 1: Onrijpe wortel (oogst 8 weken na het zaaien)

Onrijpheid wordt zichtbaar door:

  • Verdichte, verkleefde naalden zonder duidelijke structuren
  • Vroeg uitwaaieren van de naaldlijnen aan de rand van het beeld
  • Afzetting van “ongebruikte” CuCl2 aan de rand van het beeld
  • Weinig doorstraling van de hoofdtakken
  • Weinig centrumcoördinatie en een centrum dat als het ware samentrekt
  • Onvolledige bedekking van de plaat
  • Hoofdtakken kunnen niet in een vloeiende beweging naar het randgebied vervolgd worden

 

 

Fig. 2: Oogstrijpe wortel

Rijpheid wordt zichtbaar door:

  • Vermindering van verdichte en verkleefde gebieden
  • Duidelijke, sterke structuren worden gevormd
  • Afzonderlijke beeldzones worden met elkaar verbonden, samenhangende beelden
  • Toename van: centrumcoördinatie, , beweeglijkheid van de hoofdtakken,  integratie en gelijkmatigheid

 

 

 

Afb. 3: Wortelsap van twee dagen oud

Veroudering wordt zichtbaar door:

  • Verdichte, niet-specifieke en vage gebieden zonder duidelijke structuren
  • De samenhang van het beeld en de differentiatie gaat verloren
  • Naaldlijnen komen verlept en zwak over, zonder eigen impuls
  • Naalden worden bros
  • Vermindering van: centrumcoördinatie, doorstraling, beweeglijkheid, integratie en gelijkmatigheid

 

 

 

Voorbeelden van resultaten

 

Op basis van enkele voorbeelden van veredelingslijnen en rassen in vergelijking met gangbare hybride rassen worden de verschillende kwaliteiten gepresenteerd vanuit de vormcriteria voor onrijpheid, rijpheid en veroudering.

Om tot een beoordeling van de afzonderlijke soorten/variëteiten te komen, wordt uiteraard niet alleen een enkele kristallisatiebeeld als basis gebruikt (zoals hier ter illustratie wordt getoond), maar minstens 5 herhalingen van beelden van de verschillende sapconcentraties van elke variant.

Het eerste paar beelden (afb. 4 en 5) zijn Nantes wortelen (gekweekt in 2013 in Hilvarenbeek, NL). De zaadvaste Kultursaat-soort Fine toont in de kristallisatiebeelden compacte naaldconstructies zonder enige verklevingen. De afzonderlijke hoofdtakken kunnen van het midden tot aan de rand van de glasplaat zonder weerstand met de ogen gevolgd worden. De zetting van de naalden is zeer regelmatig, de afzonderlijke takken zijn organisch gebogen. En de algemene indruk van het beeld is harmonieus geïntegreerd. Deze beschrijving komt overeen met een rijpe wortel van hoge kwaliteit.

 

Bij het bekijken van de Hybrid Senator F1 zijn veel verkleefde en verdichte gebieden zichtbaar, die geen duidelijke naaldlijnen vertonen. Als je probeert de hoofdtakken te volgen tot aan de rand van het beeld, dan is dit slechts met moeite mogelijk. Er is een gebrek aan regelmaat, beweeglijkheid en vloeiend met elkaar verbonden gebieden. Al deze kenmerken wijzen erop dat de wortel niet rijp is.

 

 

 

Een vergelijkbaar resultaat kan ook beschreven worden bij het onderzoek van een heel andere cultuur, namelijk paprika. De monsters waarop de figuren 6 en 7 zijn gebaseerd, zijn afkomstig van de kwekerij Rengoldshausen en werden begin augustus 2017 geoogst. Opnieuw kan bij Lady Lou, een nieuwe soort van Kultursaat, die in het najaar van 2018 door de overheid is goedgekeurd, zeer duidelijk een beknopte naaldstructuur zonder verklevingen worden waargenomen. De samenhang in het beeld is harmonieus, regelmatig en verbonden. De afzonderlijke hoofdtakken lopen rechtstreeks, zonder hoeken van het midden naar de rand van het beeld. Een vergelijking met de kristallisatiebeelden van de paprikahybride Ferrari F1, die vaak wordt geteeld in de biologische landbouw, toont onmiddellijk de verdichte, ongestructureerde gebieden die geen scherp gedefinieerde naaldlijnen laten zien. De beeldelementen zijn stijf, alsof ze samengebald zijn, en laten geen mee te voelen samenhang in het beeld zien. De vrij slappe naaldlijnen vertonen kenmerken van een soort die niet tot een fruitachtige rijping is gekomen.

Prei is een van de belangrijke groentegewassen in dit land. De onderstaande resultaten zijn afkomstig van een rassenvergelijking op de locatie Bingenheim in 2017. Ook hier laat het hybride ras Megaton F1 (fig. 9) een hele andere kwaliteit zien dan het in fig. 8 getoonde zaadvaste vergelijkingsbeeld. Bij deze hybride ligt de nadruk niet zozeer op de karakteristieke kenmerken van onrijpheid, maar veeleer op kenmerken van veroudering of rotting. Wazige en onscherpe naalden die zich zonder een algemene samenhang en met minder doorstraling op de glasplaat afzetten.

De prei kweeklijn daarentegen vormt heldere structuren die vanaf het kristallisatiecentrum tot ver in de rand van het beeld met elkaar verbonden zijn en met verve een geïntegreerd geheel laten zien.

Om een zo breed mogelijk spectrum van verschillende groentesoorten te tonen, is als laatste voorbeeld gekozen voor spruiten. De studie werd uitgevoerd in de winter van 2014/15 met gebruikmaking van in totaal zes monsters  van de teelten op Dottenfelderhof; ook hier zijn er weer slechts twee uitgekozen. Het vergelijkingspaar toont de aanwezigheid van duidelijke, geïntegreerde en coherente structuren bij de Kultursaat soort Idemar (Fig. 10) in tegenstelling tot de vage en verkleefde naaldlijnen van de hybriden. In Idemar doorstralen de sterke hoofdlijnen energiek de glasplaat, terwijl de Nautic F1 aarzelende verkleefde naaldlijnen zonder eigen dynamiek laat zien. Er zijn dus ook duidelijke kwalitatieve verschillen te zien bij spruiten.

Resume

Na bijna 20 jaar intensief werken met kristallisatie, de productie van meer dan 100.000 kristallisatiebeelden, de uitwisseling van ervaringen en de gezamenlijke verdere ontwikkeling van deze methode met een team van specialisten komt de koperchloridekristallisatie naar voren als een veelbelovende aanvulling op conventionele analysemethoden.

De kwaliteit wordt hierbij niet beschreven en gewaardeerd door het opsommen van afzonderlijke  bestanddelen, maar door het intrinsieke vermogen om op verschillende manieren structuren te vormen.

De kwaliteit van het voedsel wordt zo op een omvattende manier zichtbaar. Waardevolle conclusies kunnen worden getrokken over raskenmerken, teeltmethoden, de vooruitgang van individuele veredelingslijnen, het effect van biologisch-dynamische preparaten, de afhankelijkheid van de locatie van de rassen of de invloed van verschillende intensiteiten van verwerking.

In alle vier de voorbeelden tonen de hierboven gepresenteerde resultaten fruitachtige tot rijping gekomen resultaten bij de zaadvaste teelten van Kultursaat rassen. De referentiehybriden daarentegen vertonen onrijpe kenmerken, of kenmerken van veroudering. Deze verschillen wijzen op de hoge kwaliteit van biologisch-dynamisch veredelde rassen en hun enorme potentieel.

Zolang de teelt en handel echter gericht zijn op opbrengst en uniformiteit, zullen hybride rassen de biologische commerciële productie blijven domineren. Het is daarom belangrijk om de consument voor te lichten over deze kwaliteitsverschillen. Door de publicatie van de testresultaten van de koperchloride-kristallisatiemethode kan men aan bewustzijn werken en aan de vaardigheid tot het beoordelen van de kwaliteit van rassen. Voor telers van Kultursaat maakt het gebruik van beeldvormende methoden het mogelijk om interne kwaliteit als selectiecriterium in het veredelingsproces op te nemen. Op deze manier kunnen er specifiek hoogwaardige rassen worden ontwikkeld.

(De bibliografie kan opgevraagd worden via kontakt@kultursaat.org.)

Gaby Mergardt is vanaf 2001 tot op heden betrokken bij de methodologische ontwikkeling van koperchloride kristallisatiebeelden. Sinds 2012 werkt ze als zelfstandige voor Kultursaat. Ze heeft al meer dan 50 verschillende onderzoeken met deze beeldvormende methode beoordeeld.

De volgende vijf duidelijk gedefinieerde termen worden herhaaldelijk gebruikt in de beschrijvingen en worden daarom hier uitgelegd voor een beter begrip:

Centrumcoördinatie
“Centrum” is hier het punt waarop de kristallisatie begint en van waar het verloop van de groei van de hoofdtakken kan worden gevolgd. Een min of meer ordenende functie werkt vanuit het kristallisatiecentrum naar de midden-zone en de rand van de beelden toe. In hoeverre zijn de naaldlijnen te volgen zonder stagnatie? Ook de dynamiek waarmee de naar buiten gaande takken vorm krijgen, is hier van belang.

Doorstraling
De hoofdtakken die zich vanuit het centrum naar de rand toe vormen en voor het gevoel nog daarbuiten. Het gebaar, de expressie van de beweging moet gevoeld worden. We beginnen in het midden en kijken naar de uitbreiding tot het punt waar de beweging is uitgedoofd. Beoordeel niet in millimeters, maar hoe ver  de expressie van de beweging reikt.

Beweeglijkheid
De expressieve beweging van de hoofdtakken in hun ontwikkeling van het centrum naar de periferie kan meer rigide en radiaal of meer organisch en gebogen zijn.

Integratie
De verschillende vormelementen in het beeld hebben een meer of mindere organische relatie  met elkaar ( totaalindruk). Ze tonen een samenhang in hun uitdrukkingsvorm en tonen een eenheid.

Gelijkmatigheid
Over het hele plaatje, maar vooral in de middelste zone, is de vertakking van de takken meer of minder gelijkmatig verdeeld. Er wordt rekening gehouden met de ruimte tussen de knooppunten, de ordening en de plaatsing van de zijnaalden.

Dit bericht is onderdeel van het dossier Zaadgoed en veredeling.