Weerbare planten en weerbare bodem, die woorden liggen gemakkelijk in de mond, maar wat betekenen ze nu precies? Een goede definiëring was er nog niet. En dan zijn er nog de nodige vragen: welke hiaten in kennis zijn er en kun je de weerbaarheid sturen en meten. Genoeg reden om de uitdaging aan te gaan. Deze vragen vormen een van de drie ‘Green Challenges’.
In 2015 is de PPS Green Challenges gevormd. Doel van dit vierjarige project is het robuuster en weerbaarder maken van teelten onder glas, zodat ziekten en plagen minder kans krijgen. De Topsector T&U en het tuinbouwbedrijfsleven (vanuit het PT) hebben hiervoor ieder één miljoen euro aan onderzoeksgeld bij elkaar gebracht.
“We zoeken naar systeemoplossingen op gebied van plantgezondheid en denken daarbij aan verschillende richtingen: biodiversiteit, de gesloten kas als groene oplossing en plantweerbaarheid. Op dit laatste onderdeel ligt nu de nadruk. Hierin werken we samen met Wageningen University & Research”, schetst programmamanager Helma Verberkt van LTO Glaskracht Nederland.
De Green Challenge plantweerbaarheid werd in 2016 geformuleerd. Na vooronderzoek, een expert meeting en kennisdeling starten er in het najaar twee proeven met drie verschillende gewastypen, die een beter beeld moeten geven van de mogelijkheden om planten weerbaarder te maken, waardoor telers minder afhankelijk zijn van chemische gewasbeschermingsmiddelen.
Ondergrondse plantweerbaarheid
“Plantweerbaarheid wordt voor een belangrijk deel bepaald door de genetische bouwstenen met daarin een aantal resistentie- of vatbaarheidsgenen. Daarnaast spelen de productie van planteigen stoffen en morfologische eigenschappen, zoals bladbeharing, een rol. Het meest interessante stuk is echter de resistentie die te induceren of bij te sturen is met teeltmaatregelen, producten en meststoffen”, legt projectleider Jantineke Hofland-Zijlstra uit. Zij heeft zelf ervaring met meeldauw in tomaat en het opwekken van systemische geïnduceerde resistentie: producten die het natuurlijk afweersysteem van planten stimuleren, zodat de plant minder gevoelig wordt. “Een voorbeeld van zo’n stof is Fado van Nufarm. Met dit product kunnen we gericht de afweer tegen meeldauw stimuleren. Een vergelijkbare reactie zien we in meer producten terug. We kunnen ook maatregelen en producten stapelen die elkaar goed aanvullen.”
Er is al veel aan plantweerbaarheid gewerkt, vooral tegen bovengrondse schimmelziektes. In de Green Challenge komt de focus op boven- én ondergrondse plantweerbaarheid. “Ook wat er in de bodem gebeurt, heeft effect op de weerbaarheid. De bodemziektes gaan we net als meeldauw in tomaat aanpakken door het natuurlijke afweersysteem van zowel de plant als de bodem te stimuleren. We werken de proeven verder uit samen met bodemecoloog Annemieke van der Wal.”
Natuurlijk afweersysteem
“Zowel voor het onderzoek als de praktijk is het van belang om te ontrafelen welke weerbaarheidssystemen actief zijn, tegen welke ziekten of plagen ze werken, of je ze aan en uit kunt zetten en of je ook kunt meten wat er gebeurt. Daarvoor is meer achtergrondkennis nodig”, aldus Verberkt.
Uit eerder onderzoek is bekend dat de plant twee belangrijke afweerroutes heeft. Via de salicylzuurroute bouwt de plant een verhoogde weerbaarheid op tegen belagers, die uitsluitend op levend materiaal leven (biotrofe pathogenen), zoals meeldauw. Via de jasmonzuurroute reageert de plant meestal op necrotrofe pathogenen, bijvoorbeeld Botrytis en Phytophthora die ook op afstervend materiaal leven.
“Het fijne is dat deze afweer breedwerkend is en tegen veel schimmels werkt. In het begin dachten we dat of de ene of de andere route wordt aangeschakeld na belaging, maar in de praktijk ligt dat genuanceerder en blijken ziekteverwekkers door beide afweerroutes in enige mate te worden geremd. Verder hangt dit ook samen met het ontwikkelingsstadium van de belager. Nu is gebleken dat bijvoorbeeld Fusarium eerst door het biotrofe afweersysteem wordt aangepakt en vervolgens door het necrotrofe systeem. Bij een systeemaanpak hoef je dus niet te volstaan met één route. Maar je moet wel goed kunnen meten wat er gebeurt”, legt Hofland uit.
Afweereiwit glucanase
Er is inmiddels ‘meetervaring’ opgedaan binnen het meeldauwonderzoek. Voor het biotrofe systeem is er al een soort meetmethodiek. Voor het necrotrofe systeem nog niet.
“In een plant zit een groep van eiwitten die alleen wordt geproduceerd na de aanval door een van de biotrofe organismen. Een van deze karakteristieke stoffen is het afweereiwit glucanase. Door de hoeveelheid van dit afweereiwit te meten, meet je de specifieke stress als de plant wordt belaagd.”
De gebruikte meetmethode is nog omslachtig, niet echt geschikt voor de praktijk. “We verzamelen bladpuntjes en vriezen deze gelijk in bij -80ºC om het eiwit heel te laten. Na het malen van het monster wordt dit geëxtraheerd. Vervolgens bepalen we de hoeveelheid glucanase in het extract.”
Het is wel een prima hulpmiddel voor het onderzoek. “We kunnen volgen in hoeverre de producten die we toevoegen of bepaalde teelthandelingen die we doen ook echt bijdragen aan een betere plantweerbaarheid.”
Voorbereidingen
Op dit moment zijn de voorbereidingen gaande voor twee uitgebreide proeven met daarin: drie gewassen, drie substraattypen, verschillende soorten ziekten in beide weerbaarheidstypen en acht verschillende producten om het natuurlijk afweermechanisme zowel in de plant als in de bodem in paraatheid te brengen. De gewassen zijn tomaat, lisianthus en kalanchoë. De planten worden besmet met Fusarium en twee soorten Phytophthora. De substraten zijn potgrond voor lisianthus en kalanchoë en kokos en steenwol voor pottomaat. Tomaat is in de proef tegelijk zowel een onderzoeksgewas als referentiegewas omdat de weerbaarheidsmetingen voor dit gewas zijn ontwikkeld.
Op dit moment lopen er wat voorbereidende proeven om bijvoorbeeld planten effectief te kunnen besmetten. De succesvolle besmetting van de planten met een ziekteverwekker is een essentieel onderdeel van de proef.
Uitgebreide proef
“We kiezen voor acht behandelingen die ingrijpen op verschillende mechanismen waarmee we willen gaan sturen op de weerbaarheid. Dit zijn producten waarmee we de plant in paraatheid willen brengen en producten die ingrijpen op het bodemecosysteem zelf, zoals het toevoegen van directe antagonisten tegen de ziekteverwekkers, middelen die de groei van de reeds aanwezige antagonistische bacteriën stimuleren en een compleet product met onder andere mycorrhiza schimmels, die een relatie aangaan met de plantenwortels. Door dit laatste product willen we ook meer inzicht krijgen in wat mycorrhiza schimmels bij kunnen dragen aan een vermindering van de gevoeligheid voor ziekten”, vertelt Hofland.
Gedurende de proef zullen de onderzoekers na iedere stap meten hoe het met het afweermechanisme van de plant is gesteld. “We beginnen met schone jonge planten. Na twee à drie weken voegen we de producten toe die de plant op scherp moeten zetten. Weer twee tot drie weken later infecteren we de plant actief. Doordat we na iedere handeling het effect meten en ook nog eens vergelijken met een controle kunnen we zien of het systeem werkt.”
Van curatief naar preventief
Een van de doelen is meer inzicht in plantweerbaarheid: met welke acties, wanneer en hoe, zodat je nog nauwkeuriger kunt nadenken over een systeem dat de plant minder gevoelig maakt, zodat de teler minder in hoeft te grijpen. Alleen dan kun je de transitie maken van curatief naar preventief. De koppeling van een handeling en zien dat het werkt, is een proces van jaren.
Verberkt voegt daar nog aan toe dat dit uiteindelijk moet leiden tot een blauwdruk voor een natuurlijk afweersysteem van de plant en een advies.
Samenvatting
In het kader van de Green Challenge plantweerbaarheid start binnenkort een proef met tomaat, lisianthus en kalanchoë. Deze planten worden versterkt door diverse producten, opgekweekt in verschillende substraten en vervolgens ziek gemaakt. Na iedere stap meten de onderzoekers hoe het met het afweersysteem van de proefplanten is gesteld. Doel is om meer inzicht te krijgen in de plant- en bodemweerbaarheid en welke producten of acties ervoor zorgen dat planten paraat staan.
Tekst en foto’s: Marleen Arkesteijn.
