Application of animal manure to soils results in the introduction of manure-derived bacteria and their antimicrobial resistance genes (ARGs) into soils. ResCap is a novel targeted-metagenomic approach that allows the detection of minority components of the resistome gene pool without the cost-prohibitive coverage depths and can provide a valuable tool to study the spread of antimicrobial resistance (AMR) in the environment. We used high-throughput sequencing and qPCR for 16S rRNA gene fragments as well as ResCap to explore the dynamics of bacteria, and ARGs introduced to soils and adjacent water ditches, both at community and individual scale, over a period of three weeks. The soil bacteriome and resistome showed strong resilience to the input of manure, as manuring did not impact the overall structure of the bacteriome, and its effects on the resistome were transient. Initially, manure application resulted in a substantial increase of ARGs in soils and adjacent waters, while not affecting the overall bacterial community composition. Still, specific families increased after manure application, either through the input of manure (e.g., Dysgonomonadaceae) or through enrichment after manuring (e.g., Pseudomonadaceae). Depending on the type of ARG, manure application resulted mostly in an increase (e.g., aph(6)-Id), but occasionally also in a decrease (e.g., dfrB3) of the absolute abundance of ARG clusters (FPKM/kg or L). This study shows that the structures of the bacteriome and resistome are shaped by different factors, where the bacterial community composition could not explain the changes in ARG diversity or abundances. Also, it highlights the potential of applying targeted metagenomic techniques, such as ResCap, to study the fate of AMR in the environment.
MULTIFILE
Biogas plays an important role in many future renewable energy scenarios as a source of storable and easily extracted form of renewable energy. However, there remains uncertainty as to which sources of biomass can provide a net energy gain while being harvested in a sustainable, ecologically friendly manner. This study will focus on the utilization of common, naturally occurring grass species which are cut during landscape management and typically treated as a waste stream. This waste grass can be valorized through co-digestion with cow manure in a biogas production process. Through the construction of a biogas production model based on the methodology proposed by (Pierie, Moll, van Gemert, & Benders, 2012), a life cycle analysis (LCA) has been performed which determines the impacts and viability of using common grass in a digester to produce biogas. This model performs a material and energy flow analysis (MEFA) on the biogas production process and tracks several system indicators (or impact factors), including the process energy return on energy investment ((P)EROI), the ecological impact (measured in Eco Points), and the global warming potential (GWP, measured in terms of kg of CO2 equivalent). A case study was performed for the village of Hoogkerk in the north-east Netherlands, to determine the viability of producing a portion of the village’s energy requirements by biogas production using biomass waste streams (i.e. common grass and cow manure in a co-digestion process). This study concludes that biogas production from common grass can be an effective and sustainable source of energy, while reducing greenhouse gas emissions and negative environmental impacts when compared to alternate methods of energy production, such as biogas produced from maize and natural gas production.
Manure application can spread antimicrobial resistance (AMR) from manure to soil and surface water. This study evaluated the role of the soil texture on the dynamics of antimicrobial resistance genes (ARGs) in soils and surrounding surface waters. Six dairy farms with distinct soil textures (clay, sand, and peat) were sampled at different time points after the application of manure, and three representative ARGs sul1, erm(B), and tet(W) were quantified with qPCR. Manuring initially increased levels of erm(B) by 1.5 ± 0.5 log copies/kg of soil and tet(W) by 0.8 ± 0.4 log copies/kg across soil textures, after which levels gradually declined. In surface waters from clay environments, regardless of the ARG, the gene levels initially increased by 2.6 ± 1.6 log copies/L, after which levels gradually declined. The gene decay in soils was strongly dependent on the type of ARG (erm(B) < tet(W) < sul1; half-lives of 7, 11, and 75 days, respectively), while in water, the decay was primarily dependent on the soil texture adjacent to the sampled surface water (clay < peat < sand; half-lives of 2, 6, and 10 days, respectively). Finally, recovery of ARG levels was predicted after 29–42 days. The results thus showed that there was not a complete restoration of ARGs in soils between rounds of manure application. In conclusion, this study demonstrates that rather than showing similar dynamics of decay, factors such as the type of ARG and soil texture drive the ARG persistence in the environment.
MULTIFILE
Gedurende het extern valideren van de Selectiemethodiek, ontwikkelt gedurende RAAK-mkb KONKRETER, bij Falco BV en AIP Partners is voor beide partijen eenzelfde potentiële toepassing interessant gebleken: De Parametrische Fundering. Funderingen van beton worden op dit moment in bekisting gegoten. Complexe vormen kosten additioneel materiaal en additionele manuren. Hierdoor ontstaan beperkingen in vormvrijheid en zijn betonnen funderingen vaak zwaar over gedimensioneerd. Beton heeft een notoire CO2 uitstoot component en het malmateriaal wordt vaak achter gelaten en is daarmee ook afval. Een casestudy van de firma Peikko laat zien dat materiaal reductie (op beton) van 75% mogelijk is wanneer gebruik wordt gemaakt van 3D betonprinten. 3D betonprinten heeft daarnaast geen bekisting nodig waardoor ook daar afval geëlimineerd wordt. Als laatste bied 3D betonprinten veel mogelijkheden voor functie integratie. Maar hoe te beginnen? Door de expertise van het Lectoraat Industrial Design op gebied van Parametrisch Modeleren en 3D betonprinten te combineren met kennis en kunde van construeren en het plaatsen van funderingen van Falco BV en AIP Partners kan onderzocht worden of dit te realiseren is. Daartoe zijn de volgende stappen opgenomen: 1) de normeringen en parameters vaststellen voor funderingen 2) een parametrisch model ontwikkelen 3) een testplan vaststellen en uitvoeren (validatie parametrische model) 4) de twee praktijkcases vervaardigen en testen 5) het parametrische model via een website beschikbaar maken, hier worden ook 3D betonprint bedrijven aan gekoppeld AIP Partners draagt een ‘Cross-Road vector’ in het Liberation Route Europe aan als case. Falco draagt een geschakelde fietsenstalling fundering als case aan waar waterinfiltratie als functie integratie een mogelijk is.
Mensen met (zeer) ernstige verstandelijke (en meervoudige) beperkingen, afgekort tot ZEVMB, hebben een IQ van minder dan 35 en kunnen vaak niet goed bewegen. Daarom worden ze geholpen door familie/zorgmedewerkers. Mensen met ZEVMB worden steeds ouder en gaan achteruit. Familie/zorgmedewerkers weten nog heel weinig over het herkennen van dementie bij hen. Ze willen daarom graag leren van elkaars ervaringen. In dit project staan twee praktijkvragen centraal: 1. Hoe kunnen we dementie bij mensen met ZEVMB op tijd herkennen en de diagnose stellen?2. Wat willen familie/zorgmedewerkers leren en weten over dementie bij mensen met ZEVMB?Methode praktijkvraag 1: Welke symptomen zijn aanwijzingen voor dementie bij mensen met ZEVMB? In twee jaar tijd (2019-2020) werken we stapsgewijs met een combinatie van kwalitatief en kwantitatief onderzoek aan het herkennen hiervan. De symptomen gaan we op een rij zetten en toetsen in de praktijk.Methode praktijkvraag 2: In groepsgesprekken vragen we familie/zorgmedewerkers wat ze belangrijk vinden om te weten, en hoe ze dit willen leren (scholingsbehoefte). Dan kunnen we ze dat op deze manier aanbieden. Naast twee handreikingen (eentje voor familieleden en eentje voor artsen/gedragskundigen), ontwikkelen we een online cursus over dementie bij mensen met ZEVMB, geschikt voor alle niveaus.Opbrengsten: Gezien de beperkte kennis over dementie bij ZEVMB, richten we ons op drie opbrengsten: 1. Samenwerkingsverband en website: We zetten een groot samenwerkingsverband over dementie bij ZEVMB op. We maken een website en organiseren informatie- en ervaringsbijeenkomsten, zogenaamde ‘Dementietafels’, een soort Alzheimercafés over verstandelijke beperking en dementie voor familie/zorgmedewerkers. Zo kunnen we van elkaar leren en ervaringen delen.2. Ophalen en bundelen van praktijkkennis en –ervaringen: Hierdoor worden familie/ zorgmedewerkers bewust van mogelijke symptomen van dementie. Ook wordt duidelijk wat we nog niet weten en welk onderzoek nog gedaan moet worden. 3. Ontwikkeling van nieuwe kennis: We maken een nieuwe lijst met symptomen van dementie bij mensen met ZEVMB. Hierin staat wat we gehoord hebben van familie/zorgmedewerkers en de informatie uit de literatuur en medische dossiers. Bovendien ontwikkelen we twee handreikingen en een nieuwe cursus.Verbetering praktijk: Familie/zorgmedewerkers weten straks beter waarop ze moeten letten en herkennen sneller dat iemand achteruitgaat. Dan kan ook de diagnose van dementie gesteld worden. Het is beter als dit op tijd gebeurt, kunnen ze de dagelijkse begeleiding, verzorging en ondersteuning veranderen zodat het beter bij de persoon met ZEVMB en dementie past. Voor familie is het belangrijk om te weten waarom hun dierbare zo verandert en wat ze kunnen verwachten. Begroting: Voor dit project vragen we 200.000 euro aan (twee jaar). De belangrijkste kosten zijn de inzet van onderzoekers en zorgmedewerkers, reiskosten, het maken van de website en de cursus, het oprichten van de stichting en het organiseren van Dementietafels. De samenwerkende partijen nemen zelf ook een aanzienlijke bijdrage in manuren voor hun rekening.
Circular agriculture is an excellent principle, but much work needs to be done before it can become common practice in the equine sector. In the Netherlands, diversification in this sector is growing, and the professional equine field is facing increasing pressure to demonstrate environmentally sound horse feeding management practices and horse owners are becoming more aware of the need to manage their horses and the land on which they live in a sustainable manner. Horses should be provided with a predominantly fibre-based diet in order to mimic their natural feeding pattern, however grazing impacts pasture differently, with a risk of overgrazing and soil erosion in equine pastures. Additionally, most horses receive supplements not only with concentrates and oils, but also with minerals. Though the excess minerals are excreted in the manure of horses, these minerals can accumulate in the soil or leach to nearby waterways and pollute water resources. Therefore, the postdoc research aims to answer the main question, “What horse feeding practices and measurements are needed to reduce and prevent environmental pollution in the Netherlands?” The postdoc research is composed of two components; a broad survey-based study which will generate quantitative data on horse feeding management and will also obtain qualitative data on the owners’ engagement or willingness of horse owners to act sustainably. Secondly, a field study will involve the collection of detailed data via visits to horse stables in order to gather data for nutritional analysis and to collect fecal samples for mineral analysis. Students, lecturers and partners will actively participate in all phases of the planned research. This postdoc research facilitates learning and intends to develop a footprint calculator for sustainable horse feeding to encompass the complexity of the equine sector, and to improve the Equine Sports and Business curriculum.
