Planten worden voortdurend belaagd door insecten, schimmels, bacteriën en virussen. Hierdoor gaat elk jaar een zeer groot deel van de oogst in land- en tuinbouw verloren. Terwijl met het oog op de snel groeiende wereldpopulatie de voedselproductie juist moet toenemen, en het liefst op een duurzame manier waarbij gezondheid en milieu centraal staan.
Het gebruik van chemische gewasbeschermingsmiddelen wordt door strenge regelgeving steeds verder afgebouwd, waardoor er grote behoefte is aan de ontwikkeling van milieuvriendelijke alternatieven. Schimmels zijn daar één van. Bepaalde schimmels veroorzaken namelijk geen ziekte in planten, maar wel in andere schimmels of in insecten. Dit opent mogelijkheden om schimmels in te zetten als beschermer van planten tegen ziekten en plagen.
Keverkiller
Het gebruik van schimmels voor bestrijding van schadelijke insecten heeft een lange historie. Al in 1879 werd de schimmel Metarhizium anisopliae onderzocht op een beschermende werking tegen schadelijke kevers in tarwe en suikerbiet. Deze schimmel dringt insecten binnen door een combinatie van brute kracht en enzymen die de buitenkant van het insect oplossen. Dat gebeurt als volgt: de sporen van de schimmel ontkiemen op het oppervlak van het insect.
Deze vormen een aanhechtingsorgaan, het zogenaamde appressorium, waarin een zeer hoge druk wordt opgebouwd. Hierdoor kan de schimmel mechanisch de harde buitenlaag (cuticula) doorboren, geholpen door de uitgescheiden enzymen die het pantser van het insect oplossen.
Vervolgens groeit de schimmel door het lichaam van het insect heen terwijl het toxische stoffen uitscheidt waaraan de gastheer overlijdt. Uiteindelijk groeit de schimmel weer uit het dode insect dat weldra door massale productie van schimmelsporen een olijfgroene kleur krijgt. Metarhizium wordt commercieel toegepast in bijvoorbeeld de teelt van uien en aardbei ter bestrijding van trips, witte vlieg, mijt en snuitkevers.
Niet alleen plaaginsecten maar ook microbiële ziekteverwekkers van planten kunnen met schimmels worden bestreden. De best bestudeerde en meest toegepaste schimmel die plantengroei kan bevorderen door ziekte te onderdrukken is Trichoderma harzianum. Het ziekteonderdrukkend vermogen van Trichoderma werd al in 1932 voor het eerst beschreven waarbij werd waargenomen dat de beschermer parasiteert op de ziekteverwekkende schimmel. Trichoderma wordt commercieel toegepast in de teelt van groenten, fruit, snijbloemen, bloembollen, bomen en struiken en tegen een groot aantal ziekteverwekkers zoals Fusarium oxysporum, Pythium soorten, Rhizoctonia solani en Sclerotinia sclerotiorum.
Veelzijdige werking
Voor succesvolle toepassing is het belangrijk om te weten hoe Trichoderma de plant beschermt. Deze schimmel blijkt zeer veelzijdig en werkt niet alleen direct in op de ziekteverwekkers maar ook op de plant. Trichoderma remt ziekteverwekkende schimmels direct door parasitisme of de productie van toxines. Hierbij eet Trichoderma het slachtoffer letterlijk op door op en in de draden van de andere schimmel te groeien of het slachtoffer gaat dood door de toxische verbindingen die Trichoderma produceert.
Sommige ziekteverwekkende schimmels gaan pas ontkiemen als de plantenwortel verbindingen afscheidt die dat stimuleren. Trichoderma kan dit mechanisme saboteren door de betreffende verbindingen af te breken waardoor de ziekteverwekker niet ontkiemt.
Een andere bijzondere manier waarop planten kunnen worden beschermd door deze schimmel is een verhoging van de afweer van de plant zelf. Planten zijn in staat zich te verweren tegen ziekteverwekkers en insecten, maar dat verweer komt vaak te laat of is te zwak. Trichoderma kan de afweer van de plant op scherp zetten waardoor de plant sneller en effectiever kan reageren. De veelzijdigheid van Trichoderma wordt nog eens benadrukt doordat deze schimmel de groei van planten ook kan verbeteren in afwezigheid van ziekten of plagen.
Ook andere schimmels, die in staat zijn om de groei van planten te stimuleren en om ziekteverwekkers of plaaginsecten te onderdrukken, worden gebruikt voor de verdere ontwikkeling van milieuvriendelijke gewasbescherming. Voorbeelden zijn Beauveria bassiana, Coniothyrium minitans, Fusarium oxysporum, Gliocladium virens, Paecilomyces fumosoroseus, Phlebiopsis gigantea en Verticillium lecanii.
Voordat deze schimmels worden ingezet tegen schadelijke insecten is het belangrijk om na te gaan of ze niet ook nuttige insecten aantasten of andere gewassen. Zo is een schimmel als Trichoderma bijvoorbeeld wel een ziekteverwekker in de champignonteelt. Uitgebreide kennis van mechanismen van biologische gewasbescherming en van de ecologie van de schimmels is daarom onmisbaar voor een duurzame en veilige inzet van deze schimmels in land- en tuinbouw.