Schaalvergroting van plant-plant-processen naar veld en boerderij /
Bodemziekten en microbiële interacties in gemengde teeltsystemen
Onderzoeker
Margherita Berri
PhD-kandidaat
Wageningen University & Research
Ik heb mijn bachelor Landbouwwetenschappen behaald aan de Universiteit van Milaan, waar ik een grote interesse heb ontwikkeld in gewastechnieken, agronomie en ziektebeheer. Tijdens mijn master Plant Sciences aan Wageningen University, en mede dankzij mijn scriptie op het Fytopathologisch Laboratorium, heb ik mijn interesse in fytopathologie verdiept, samen met aanverwante gebieden zoals biologische bestrijding en bodemonderdrukking. Deel uitmaken van CropMix is een geweldige kans om eindelijk mijn passie voor micro-organismen te combineren met een breder landbouwperspectief. Ik ben blij dat ik kan werken binnen een hechte gemeenschap van onderzoekers en promovendi die hun kennis bundelen om gezamenlijk de ingewikkelde ecologische en sociale interacties te begrijpen die ontstaan bij intercropping.
Onderzoeksproject
Project: 1.1.2. Bodemziekten en microbiële interacties in gemengde teeltsystemen
In mijn onderzoek wil ik nagaan hoe gewasdiversiteit in tijd en ruimte het risico op uitbraken van bodemgebonden ziekten en de functionele biodiversiteit van de bodem beïnvloedt. Ik wil ook de wortels bestuderen en onderzoeken hoe verschillende worteleigenschappen en exsudaten de aanwezigheid van diverse microbiële gemeenschappen kunnen beïnvloeden. Naast het verwerven van wetenschappelijke kennis hoop ik dat mijn project in staat zal zijn om deze kennis te vertalen naar praktische inzichten ter ondersteuning van een meer op ecologie gebaseerde landbouw.
Tot de belangrijkste doelen van mijn onderzoek behoren het identificeren van gewascombinaties en ondergrondse planteigenschappen die gunstig zijn voor de onderdrukking van bodemgebonden ziekten en het beoordelen van de invloed van gewasrotaties op de aanwezigheid van pathogenen in het veld.
Gerelateerde projecten
- Bodemvoedselweb en nutriëntencyclus > Franklin Harris
- Modellering van belangrijke ondergrondse ecologische processen in gewasmengsels > Kostas Kypros
Resultaten en nieuws
Update november 2024
Wortels zijn de thuisbasis van een enorm aantal micro-organismen die een wisselwerking hebben met de plant en de bodem, en vormen wat bekend staat als een holobiont – een complexe biologische entiteit waar de plant en zijn microbiële gemeenschappen als één geheel functioneren. Het is werkelijk verbijsterend om te bedenken dat er in slechts één gram grond rond wortels wel 10 miljard micro-organismen kunnen zitten van mogelijk duizenden verschillende soorten, waardoor het een verrassend complexe wereld is op een kleine ruimte.
Momenteel onderzoek ik hoe plantendiversiteit de microbiële gemeenschappen in de wortels beïnvloedt. Door specifieke wortelexsudaten af te geven – chemische stoffen die bepaalde microben aantrekken of afschrikken – geven planten actief vorm aan de samenstelling van hun wortelmicrobioom. Aangezien verschillende plantensoorten verschillende microbiële gemeenschappen herbergen, kunnen meer diverse teeltsystemen, zoals strokenteelt, leiden tot een meer divers ondergronds microbioom.
Mycorrhizaschimmels zijn een klasse van nuttige micro-organismen die de wortels van de meeste planten koloniseren. Deze schimmels staan erom bekend dat ze planten helpen bij de opname van voedingsstoffen, maar ze spelen ook een belangrijke rol bij de bescherming van planten tegen ziekteverwekkers. Onderzoek heeft aangetoond dat interspecifieke interacties in strokenteelt de activiteit van arbusculaire mycorrhizaschimmels (AMF) kan verbeteren, wat mogelijk hun beschermende effecten tegen ziekteverwekkers verbetert. [1] [2]
Om dit te onderzoeken, gebruik ik verschillende methoden. Eén techniek is wortelkleuring, waarbij ik een inkt-azijnoplossing op de wortels aanbreng. Deze kleuring brengt AMF selectief naar voren, waardoor het mogelijk wordt om belangrijke schimmelstructuren, zoals hyfen, arbusculen en blaasjes, onder de microscoop te zien. Dit deel van het werk wordt uitgevoerd in het laboratorium voor bodembiologie, waar ik de gekleurde wortels prepareer en onderzoek. Daarnaast extraheer ik momenteel DNA uit de wortels voor DNA-sequencing om de schimmelgemeenschap te analyseren. Hiervoor werk ik samen met het NIOO (Nederlands Instituut voor Ecologie). Ik word ook ondersteund door Enza Zaden, het moederbedrijf van Vitalis, partner in CropMix. Enza zal helpen bij het sequencingproces en de sequencinganalyses financieren.
Samen zullen deze methoden me helpen om een uitgebreid beeld te krijgen van de schimmeldiversiteit in wortels en hoe deze verandert tussen strokenteelt en monocultuursystemen. Blijf kijken om te zien wat dit onderzoek zal onthullen over de verborgen wereld van ondergrondse microben in strokenteelt!
Referenties
[1] Guzman, A., Montes, M., Hutchins, L., DeLaCerda, G., Yang, P., Kakouridis, A., … & Kremen, C. (2021). Crop diversity enriches arbuscular mycorrhizal fungal communities in an intensive agricultural landscape. New Phytologist, 231(1), 447-459.
[2] Trinchera, A., Migliore, M., Warren Raffa, D., Ommeslag, S., Debode, J., Shanmugam, S., … & Willekens, K. (2022). Can multi-cropping affect soil microbial stoichiometry and functional diversity, decreasing potential soil-borne pathogens? A study on European organic vegetable cropping systems. Frontiers in Plant Science, 13, 952910
Betrokken onderzoekers
- Liesje Mommer
- Jasper van Ruijven
- Gerlinde B. de Deyn
- Marie J. Zwetsloot
Gerelateerd onderzoek
- Bodemvoedselweb en nutriëntencyclus
- Modellering van belangrijke ondergrondse ecologische processen in gewasmengsels
Ander onderzoek uit werkpakket 1
Onze werkpakketten
In dit werkpakket staan bovengrondse en ondergrondse interacties centraal. We kijken naar de interacties tussen planten, gewassen, insecten en andere diersoorten die op de akker leven en de verschillen tussen strokenteelt en monocultuur.
Werkpakket 2 bekijkt de economische haalbaarheid van investeringen voor boeren om over te schakelen naar meer gewasdiverse systemen, zoals strokenteelt, en welke factoren van invloed zijn op hun bereidheid om ecologisch verantwoorde landbouw te gaan bedrijven.
We willen verschillende transitiepaden identificeren, die van toepassing zijn op verschillende situaties. Denk aan boeren met brede stroken en lange waardeketens, maar ook kleinschalige boeren met smalle stroken die afzetten in een korte keten. Of misschien wel hele andere teeltsystemen die gebruik maken van gewasdiversiteit, zoals agroforestry. Daarnaast kijken we naar wat consumenten en andere stakeholders vinden en hun rol in de transitie naar duurzamere landbouw.
