Traditionele of conventionele landbouw is sterk afhankelijk van synthetische chemicaliën: meststoffen, pesticiden, herbiciden. Een groot aantal van deze stoffen staan, in toenemende mate, onder druk vanuit de maatschappij. Duurzame landbouw wordt gezien als een alternatief. Deze methode gebruikt minder (chemische) input en benut in plaats daarvan kringlopen en andere natuurlijke processen. De bodem en het microbioom staan hierin centraal omdat gezondere, veerkrachtigere bodems kunnen leiden tot gezonde gewassen. Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen voerden een veldexperiment uit om zeven vooraf geselecteerde aardappelrassen te evalueren onder zowel duurzamere als conventionele landbouwmethoden met hierbij speciale aandacht voor de plant-bodemmicrobioom relatie.
Drie beheer strategieën
In de veldproef werden drie vormen van landbouwmanagement toegepast: Controle, Biologisch en Chemisch.
- Controle: De beheersstrategie omvatte slechts minimale inzet van pesticiden om de groei van aardappelen te beschermen tegen Coloradokevers.
- Biologisch management omvatte twee behandelingen: Biostimulatie met:
- Een consortium van Bacillus sp., Pseudomonas sp. en Stenotrophomonas sp..
- Een consortium van bacteriën en protozoa die de plantengroei bevorderen, met Bacillus amyloliquefaciens en Bacillus pumilus en de protozoa Cercomonas lenta en Rosculus terrestris.
- Chemisch management omvatte drie behandelingen: Meststof, Pesticide en Meststof-Pesticide.
- Meststofbehandeling met 35 kg/ha kaliumfosfaat bij planten.
- Pesticidebehandeling tegen Phytophthora infestans en kieming van onkruid, met propamocarb (625 g/L) en prosulfocarb (800 g/L)
- De Meststof-Pesticidebehandeling combineerde beiden en representeerde de conventionele praktijk in de aardappelteelt.
Effecten op microben en microbiële netwerken
De bevindingen toonden dat microbiële gemeenschappen onder biologisch management sterker leken op de Controle-behandeling dan die onder chemisch management. Dit suggereert dat biologisch management de microbiële gemeenschap in de wortelzone minder verstoort dan chemisch management. De onderzoekers ontdekten verder dat biologisch management zorgde voor een veel diverser netwerk en meer microbiële verbindingen dan chemisch management. Hoewel conventioneel chemisch management de opbrengst op korte termijn kan verhogen, verstoort het vaak het microbioom in de wortelzone, wat de groei en productiviteit op lange termijn kan schaden.
Plant-eigenschappen en het microbiom
Ook de interactie tussen plantencultivars en het bodem-microbioom is van cruciaal belang voor de landbouwproductiviteit. Dit onderzoek laat zien dat het een slimme aanpak kan zijn om gebruik te maken van bestaande genetische diversiteit van planten om plantgenotypen te identificeren met eigenschappen die direct of indirect de samenstelling, activiteit of structuur van het microbioom beïnvloeden. Deze eigenschappen, bekend als Microbiome Interactive Traits (MITs), omvatten kenmerken zoals wortellengte, wortelbiomassa, wortelafscheidingen en de bijbehorende microbiële gemeenschap in de rhizosfeer. Samen bepalen deze eigenschappen de dynamische interacties tussen plant en microbioom en beïnvloeden ze de plantontwikkeling. Cultivars met hogere MIT-scores toonden hogere wortelbiomassa. Dit onderstreept het belang van deze aanpak voor toekomstige veredelingsstrategieën.
Conclusie
De interactie tussen plantencultivars en het bodemmicrobioom is essentieel voor de landbouwproductiviteit. Cultivars met hogere MIT-scores presteerden beter. De ondergrondse biomassa was positief gecorreleerd met de MIT-scores, wat het belang van deze aanpak voor toekomstige veredelingsstrategieën onderstreept. Biologisch beheer versterkte de interacties tussen micro-organismen uit verschillende rijken, waardoor de prestaties van de planten verbeterden. Chemisch beheer verstoorde deze interacties daarentegen, waardoor het microbioom zijn gunstige effecten op de plantengroei verloor.
Stukgewijze structurele vergelijkingsmodellen bevestigden verder het belang van het integreren van de keuze van cultivars met duurzame praktijken. Over het geheel genomen levert deze studie empirisch bewijs en legt het de basis voor verder onderzoek om robuuste interacties tussen planten en microbioom in duurzame landbouw te bevorderen.
Meer achtergrond en resultaten zijn te vinden in het volledige artikel: Zhao et al., 2025, npj Sustainable Agriculture.
