Robuust teeltsysteem tegen ziekteverwekkers

Een stapeling van maatregelen is nodig om ziektes en plagen beheersbaar te houden, zeker met het afnemende aantal gewasbeschermingsmiddelen. Tijdens een water- en plantgezondheidEvent bij WUR werden onderzoeken besproken die handvatten bieden om de plantgezondheid te verbeteren.

Wortelziektes zijn één van de redenen dat teelten uit de grond zijn gegaan, en overgeschakeld naar teelten op water of substraat. Maar veel van die ziekteverwekkers blijken goed in staat zich te verspreiden, ook in substraten los van de grond. Zo maken oömyceten zoals Pythium en Phytophthora sporen die naar de wortelpunten zwemmen, aangetrokken door wortelexudaten die deze wortels daar uitscheiden. Ze hechten zich aan de wortelpunten en dringen daar naar binnen.

‘Echte’ schimmels, zoals Fusarium, Verticillium en Rhizoctonia, vormen schimmeldraden en heel veel sporen. Die kunnen ook via de lucht verspreidt worden. Zo is Fusarium oxysporum in staat om zijn sporen zo’n 10 meter ver weg te schieten. In proeven met Fusarium-mutanten, met groen fluoriscerende eigenschappen, is zichtbaar te maken hoe de schimmel zich binnenin de plant gedraagt. Het is tevens goed te gebruiken om te testen hoe gewasbeschermingsmiddelen werken binnenin de plant.

Fusarium ineens op een heel andere plek

Deze fluoriscentie-beelden tonen dat Fusarium eerst tussen cellen in groeit. Het blijkt lastig voor de schimmel om door het kurklaagje heen de vaatbundels binnen te dringen. Maar is dat eenmaal gelukt, dan is daar volop voeding voor de schimmel, en raken de vaatbundels verstopt door explosieve groei. Verder is te zien dat er ook binnenin de plant sporenvorming optreedt. Die vorming en verspreiding van sporen verklaart dat Fusarium ineens op een heel andere plek in de plant dan de oorspronkelijke infectielocatie de kop kan opsteken. Sporen komen ook aan de buitenkant van de plant terecht, wat bevestigt dat zieke planten altijd heel voorzichtig afgevoerd moeten worden in een plastic zak, om verdere verspreiding in de kas tegen te gaan. Maar ook planten zonder symptomen blijken vaak schimmels te bevatten, dus ook bij gezond ogende planten blijft basishygiëne geboden.

De schimmel laat sporen die aan de buitenkant van de plant zitten daar vallen. Bij grondteelten is daarom direct rondom de plant de hoogste concentratie te meten. Met lopen over de grond kan daarna snel verspreiding plaats vinden. Zo liet een onderzoeker na een bezoek aan een kas zijn schoeisel in het laboratorium toetsen, waar zo’n 300 sporen op werden geteld.

Ontsmetting noodzaak

In drainagewater vanuit de grond of substraat zijn flinke hoeveelheden pathogenen te vinden. Bij het gewenste recirculeren is ontsmetting daarom noodzaak. Maar sommige sporen zijn lastig te pakken. Ze kunnen, zelfstandig of in combinatie met andere bacteriën, soms biofilms vormen. In het laagje met uitgescheiden suikers plakken ze dan vast in leidingen, vanwaar steeds sporen los kunnen komen en een constante bron van besmetting blijven.

Niet elke ontsmettingsvorm, zoals UV, ozon of waterstofperoxide, werkt even sterk op specifieke ziekteverwekkers. Zo kunnen sommige sporen bijvoorbeeld een kleurtintje hebben, waardoor ze minder gevoelig zijn voor UV.  Het is dus goed om een installatie te kiezen die de meest agressieve voorkomende ziekteverwekker in een gewas of teelt het best aanpakt. De dosering en lengte van blootstelling zijn bepalend voor het resultaat. Voorkomen moet worden dat een dosis onvoldoende groot is om pathogenen volledig af te doden, want dan ontstaat er gelegenheid voor ze om resistentie op te bouwen.

Met het wegvallen van gewasbeschermingsmiddelen wordt een stapeling van andere maatregelen steeds belangrijker voor de ziektebeheersing. Resistenties inbouwen is er daar eentje van. Plantweerbaarheid wordt ook steeds belangrijker als beheersmaatregel. De werking van elicitors, stoffen die de plant aanzetten tot weerbaarheid, is bij wortelziektes echter lastiger dan bij bovengrondse schimmels. Dit omdat bodemschimmels in het begin vaak zonder symptomen kunnen beginnen, en planten daarna ineens snel dood gaan.

Gezond bodemleven

In de bodem of het substraat is het daar aanwezige bodemleven, het microbioom, in staat om de bodemweerbaarheid te vergroten. Zelfs in steriele steenwolmatten, nadat deze vol water zijn gezet, zijn al micro-organismen aanwezig. In een milliliter steenwol zitten aan het eind van de teelt al meer micro-organismen dan dat er mensen in Nederland wonen. Bij organische substraten is de complexiteit en variatie van het bodemleven groter dan bij een inert materiaal als steenwol.

Nuttig microbioom kan op verschillende manieren effectief zijn. Als het zich rond de wortels vestigt, en daar alle plek inneemt, kan het als barrière dienen tegen schadelijke organismen. Dit is algemene weerbaarheid. Nadeel daarvan is dat het niet zomaar over te dragen is naar een ander substraat of een andere grond: het daar inbrengen resulteert niet vanzelfsprekend in bodemweerbaarheid. Sommige micro-organismen kunnen wel direct bestrijdend werken, bijvoorbeeld door schimmeldraden van pathogen te parasiteren, of door antibiotica aan te maken tegen specifieke schimmels. Dit type is wel goed overdraagbaar naar andere substraten.

Ondersteunende composten

De vorming van microbioom kan gestimuleerd worden, bijvoorbeeld door toevoeging van compost of organische stof met chitines. In komkommer is in een proef geprobeerd om Fusarium oxysporum te beheersen met champostthee. Er was een flinke vertraging van de ziekte waar te nemen dankzij micro-organismen. Verder bleek uit laboratoriumanalyses dat er een verschuiving optrad in de samenstelling van het microbioom, met meer bacteriën in de Firmicutes-groep, waar Bacillus-soorten deel van uitmaken.

Bij Pythium is in een komkommerproef compost toegevoegd aan met Pythium geïnfecteerd zaad en tevens in de ring van het steenwolblok. De eerste resultaten geven aan dat er een weerstand verhogend effect lijkt te zijn, al waren de verschillen aan het eind niet significant.

In een proef met tuinkers op een volledig hernieuwbaar groeimedium, bestaand uit vier organische componenten waar in de verschillende behandelingen een deel van werd gesteriliseerd, bleek dat er veel verschil in Pythium-aantasting optrad. Dat geeft aan dat de afwijkende samenstelling van het microbioom, beïnvloed door de specifieke organische stof component, belangrijk is voor de weerbaarheid. Dit biedt kansen, door te kijken welke groepen bodemleven er in het meest effectieve microbioom aanwezig zijn. Uit andere proeven blijkt dat het geteelde soort gewas veel minder invloed heeft op de samenstelling van het microbioom dan de gekozen substraat-variant.

Er zijn diagnostische technieken beschikbaar om een indicatie te geven voor de hoeveelheid microbioom en de hoofdgroepen waaruit dit samengesteld is. Maar er is nog heel weinig bekend over specifieke combinaties tussen ziekteverwekkers en bijbehorende schimmel- en bacteriesoorten die daar actief tegen bestrijden. Ondertussen kunnen pathogene schimmels zich ook aanpassen. Of er vinden andere verschuivingen plaats. Zo is te constateren dat er een verschuiving optreedt van Fusarium oxysporum richting Fusarium solani bij problemen in de paprikateelt.

Het zuurstofgehalte in gietwater heeft geen primair direct effect op schimmels. Maar heel weinig zuurstof in het medium biedt wel kans aan zuurstfloze (anaerobe) bacteriën om zich te ontwikkelen. Deze kunnen wortelrot veroorzaken, met wortelbeschadigingen die een invalspoort vormen voor aanwezige schadelijke schimmels, zodat een schimmelziekte harder kan toeslaan.

Invasieve plagen

Herkenningskaarten helpen om de juiste maatregelen te nemen tegen een specifieke plaagsoort.

In de vruchtgroententeelt is biologische bestrijding al stevig ingeburgerd. Er zijn bij importcontroles echter incidentele meldingen van nieuwe plagen op plantmateriaal of geïmporteerd product. Vaak worden die als quarantaine-organisme aangemerkt, zodat kassen geruimd moeten worden als zo’n soort in de kas aangetroffen wordt. Maar als het een soort eenmaal lukt om zich hier te vestigen, dan moet daar een passende inzet-strategie tegen gevonden vonden.

Bij het zoeken naar een goede bestrijdingsstrategie is kennis nodig van het specifieke gedrag van een tripssoort, van de gewassen waar ze zich thuis voelen en op voeden, de invloed van de omgeving (zoals temperatuur en substraat) en het gedrag van natuurlijke vijanden op de plaag. Biologische bestrijders van trips, zoals roofmijten, kunnen moeite hebben met lage temperaturen, bovengrondse watergiften, met het dieven van zachtere plantendelen waar juist eieren op afgezet worden, blad met een gladde waslaag of juist sterk met klierharen behaard blad. Zo lopen er al proeven met veredelingsmateriaal uit de tomatenteelt met minder behaarde bladeren, om te kijken of biologie het daar beter op doet.