Tussen 1845 en 1852 werd Ierland getroffen door een langdurige hongersnood. Net als in de rest van Europa heerste er in die periode een grote uitbraak van ‘de aardappelziekte’. Overal in Europa mislukten de oogsten. Omdat in Ierland relatief veel mensen afhankelijk waren van de aardappel als stapelvoedsel, ging deze uitbraak internationaal de geschiedenis in als de ‘Irish Potato Famine’. Anderhalf miljoen mensen stierven en nog eens tweeëneenhalf miljoen emigreerden, waardoor Ierland in één klap bijna de helft van de bevolking verloor. In Ierland en elders ter wereld waar de immigranten neerstreken, zijn er zelfs speciale gedenktekens aan deze periode gewijd.
Onder andere door deze geschiedenis is de aardappelziekte waarschijnlijk een van de meest bekende plantenziekten. Ook diverse andere plantenziekten kunnen een groot probleem vormen in de land- en tuinbouw. De schade aan gewassen kan variëren van verminderde groei, en dus minder productie en inkomen voor de boer, tot complete verwoesting van een gewas. Dat dit niet alleen schadelijk is voor het inkomen van de boer bewijst de potato famine.
De aardappelziekte wordt veroorzaakt door Phytophthora infestans, een zogeheten oömyceet die lijkt op een schimmel, maar dat feitelijk niet is; vandaar de benaming pseudo-schimmel. De bron van infectie zijn veelal besmette aardappelknollen die na de oogst in de bodem achterblijven. Het aardappelopschot dat in het voorjaar verschijnt zit vol met sporen die zich verspreiden via de wind en de epidemie op gang brengen. Het geslacht Phytophthora wordt ingedeeld bij de oömyceten. Het merendeel van de ruim 120 Phytophthora-soorten is bodemgebonden, dat wil zeggen dat ze leven in de bodem en ook de verspreiding voornamelijk in de bodem plaatsvindt. Daarnaast zijn er veel andere bodemgebonden oömyceten, zoals soorten in de geslachten Pythium en Aphanomyces, die ook berucht zijn als ziekteverwekkers.
Ook onder de ‘echte’ schimmels zijn verschillende bodemgebonden soorten die schadelijk zijn voor landbouwgewassen. In Nederland veroorzaken onder andere soorten uit de geslachten Fusarium, Rhizoctonia en Verticillium grote problemen. Daarnaast kan de bodem een infectiebron zijn voor plantenziekteverwekkende bacteriën, zoals enkele Erwinia- en Ralstonia-soorten.
Zet daar ook nog eens de plantparasitaire aaltjes bij, en het lijkt wel of de bodem één grote bron van ellende is. In werkelijkheid is slechts een uiterst klein deel van de micro-organismen in de bodem schadelijk voor planten. Helaas is het wel een minderheid die zich sterk kan laten gelden.
Voorkomen beter dan genezen
De grote problemen die ziekteverwekkers (pathogenen) kunnen veroorzaken, hebben te maken met de manier waarop wij de meeste gewassen verbouwen: in een monocultuur van allemaal dezelfde planten, die vaak ook nog dezelfde genetische eigenschappen hebben en al dan niet vatbaar zijn voor bepaalde ziekteverwekkers. Als er dus één plant geïnfecteerd wordt, kan de ziekte zich snel verspreiden over het hele veld.
Vanuit het oogpunt van opbrengst en oogstbaarheid, is het telen van gewassen in monocultuur natuurlijk te begrijpen. Tegelijk creëert de boer ideale omstandigheden voor de in de bodem aanwezige ziekteverwekkers om zich sterk uit te breiden. Gedurende het groeiseizoen neemt hun aantal gestaag toe. Als de boer in een volgend jaar op hetzelfde perceel weer hetzelfde gewas verbouwt, krijgen deze ziekteverwekkers steeds meer kans om schade aan te richten. Dit fenomeen is al heel lang bekend. Daarom zijn landbouwers in de Middeleeuwen op een gegeven moment overgegaan op zogenoemde vruchtwisseling: niet steeds hetzelfde gewas verbouwen op hetzelfde perceel. Door de gewassen in een rotatie te verbouwen, hebben de ziekteverwekkers die gespecialiseerd zijn in het infecteren van een bepaald gewas geen kans om zich ongeremd uit te breiden. In de jaren dat er andere gewassen op het veld staan, gaan de ziekteverwekkers vaak sterk in aantal achteruit.
Hulp van de chemie
Helaas lost gewasrotatie niet alle problemen met ziekteverwekkers op. Er zijn soorten die heel lang in gewasresten kunnen overleven. Een bekend voorbeeld is Fusarium, een schimmel die vele jaren kan overleven in percelen waarop asperge is verbouwd. Daarnaast zijn er ook minder kieskeurige soorten. Die kunnen zich op verschillende gewassen vermeerderen, zonder dat ze bij al die gewassen ziektes veroorzaken. En er zijn ziekteverwekkers die zich heel snel binnen één seizoen kunnen uitbreiden als de gewassen verzwakt raken, bijvoorbeeld door extreme weersomstandigheden. Voor die ziekteverwekkers waartegen gewasrotatie niet volstaat worden vaak chemische bestrijdingsmiddelen ingezet.
Fungicides en nematicides – synthetische middelen die schimmels en aaltjes bestrijden – zijn op dit moment de meest gebruikte chemische bestrijdingsmiddelen in de Nederlandse landbouw. Bekende fungicides zijn Maneb en Mancozeb, met dicarbamaten als werkzame stof. Maar de maatschappij en de overheid willen liefst zo veel mogelijk van al die synthetische middelen af. Er zijn ontegenzeggelijk giftige bijwerkingen en de consument vraagt meer en meer om duurzaam geproduceerd voedsel.
Biologische bestrijding
Er bestaan ook steeds meer biologische alternatieven voor chemische bestrijdingsmiddelen. Voor de bestrijding van ziekteverwekkende bodemschimmels zijn dit vaak andere bodemmicro-organismen, die de ziekmakende organismen zouden moeten doden of wegconcurreren bij de wortels van gewassen.
De ontwikkeling van een microbiologisch bestrijdingsmiddel begint met testen in het laboratorium. Bacteriën en schimmels worden vanuit de bodem of plantenwortels opgekweekt en daarna gescreend op hun vermogen om ziekteverwekkende schimmels in een kweekschaaltje te remmen. De bacteriën en schimmels die dat het beste doen worden verder getest in kasproeven, om te zien of ze ook daadwerkelijk de aantasting van de planten door pathogene schimmels onderdrukken.
Als de geselecteerde microben ook de ziekteverwekkers op de plant remmen, worden ze getest in veldexperimenten. Er zijn ondertussen al veel producten in de handel die dit soort onderdrukkende microben bevatten, en dus als (micro)biologisch bestrijdingsmiddel kunnen worden toegepast. Toch is het succes van deze middelen helaas nog beperkt. Het lijkt erop dat in veel gevallen de variatie in biologische, chemische en fysische omstandigheden in de bodem te groot is om een consistente onderdrukking van ziekten te krijgen.
Een van de problemen is dat de beschermende microben zich, na verspreiding op het gewas, moeten vestigen op plaatsen langs het wortelstelsel waar ook ziekteverwekkers actief zijn. In de bodem zitten echter ook veel andere soorten micro-organismen die zich rond de wortel vestigen. Die wortel is namelijk een bron van voeding voor microben. Wortels scheiden onder andere suikers, aminozuren, en andere organische producten uit. De natuurlijke microben zijn goed aangepast aan de bodemomstandigheden. Ze winnen doorgaans dan ook de slag om de uitgescheiden voedingsstoffen van de microben die door de boer worden toegediend bij wijze van biologische bestrijding. Het resultaat is dat de toegediende microben vaak niet aanslaan, en er dus ook geen beschermende werking optreedt.
Een ander probleem is dat de werking van micro-organismen in bestrijdingsmiddelen vaak is gebaseerd op de productie van een of andere chemische component door de microbe, die de ziekteverwekker moet remmen of doden. Eigenlijk is biologische bestrijding dus chemische bestrijding op microschaal! De productie van die remstoffen is weer afhankelijk van de groeiomstandigheden van de microben. Die groeiomstandigheden zijn in de bodem vaak heel anders dan op de kweekmedia in laboratoria of in de gesteriliseerde potgrond die vaak in kasproeven worden gebruikt.
Onderzoek naar verbetering van de microben die de boer over zijn gewas kan verspreiden is in volle gang. Tegelijk wordt er ook naar andere mogelijkheden gekeken om ziekteverwekkers in de bodem in toom te houden.