Bodem/substraat ecosystemen en hun invloed op plantgezondheid. Martijn Bezemer Netherlands Institute of Ecology

Transcriptie

1 Bodem/substraat ecosystemen en hun invloed op plantgezondheid Martijn Bezemer Netherlands Institute of Ecology

2 De bodem zit vol met leven!

3 In een goede bodem krioelt het van het leven Aantal per gram grond Bacterien Schimmels Algen Protozoen Aantal per liter grond Nematoden Mijten 250 Potwormen 50 Geleedpotigen 50 Springstaarten 220 Regenwormen 2

4 Wat doen bodemorganismen voor de plant? -Bodemstructuur (aggregaten, doorwatering) -Nutrientenhuishouding (Beschikbaar maken, N fixatie) -Groei van de plant (modulering, hormoon huishouding, stress) -Gezondheid van de plant (plant weebaarheid, biologische bestrijding)

5 Bodemorganismen kunnen planten meer (maar ook minder) weerbaar maken tegen bovengrondse plagen

6 Bodemorganismen kunnen bovengrondse plant-insect relaties beinvloeden

7 Bodemorganismen zorgen voor andere verdeling van verdedigingstoffen in katoen Bezemer & Van Dam TREE (2005)

8 Groeisnelheid van insect Insecten doen het slechter op planten met bodemorganismen 0.12 a ab 0.08 b Controle BGH AGH Bezemer et al. Oikos (2003)

9 Minder vraat door andere verdeling van verdedigingsstoffen

10

11

12 Soil organic matter x 1000 Root x 300 Detrivorous Arthropods Herbivorous Nematodes Herbivorous Arthropods AMF Earthworms Bacteria Fungi Bacterivorous Nematodes Protozoa Enchytraeids Omnivorous Nematodes Fungivorous Nematodes Oribatida Collembola Carnivorous Nematodes Uropodina Gamasina & Prostigmata Predacious Arthropods Bezemer et al. Ecology (2010)

13

14 Simpele visie van het bodemvoedselweb vanuit plant perspectief Goed Een bodemvoedselweb bestaat altijd uit goede en slechte organismen! pathogens detritus food web Neutraal Alleen goed is onrealistisch, het gaat om de balans mycorrhiza root feeding slecht

15 Iedere plant beinvloedt de bodem op een andere manier 3 Bacterien 3 Schimmels Geen plant Kruiden grassen vlinderbloemigen forbs grasses legumes uncond Geen plant

16 Overeenkomst in nematode gemeenschappen tussen 2 planten Zelfs in het veld heeft elke plant een unieke nematodengemeenschap Strong effects bacterivores and predators -No effects for plant feeders 0.4 -No effects of plant functional groups 0.3 Gras G G F F F L L 0.2 Festuca ovina Holcus Anthox. Leucanth. Plantago Tanacetum Vicia Lotus zelfde plantesoort, zelfde plantengemeenschap zelfde plantesoort, andere plantengemeenschap andere plantesoort, zelfde plantengemeenschap Andere plantesoort, andere plantengemeenschap

17 Overeenkomst in nematode gemeenschappen tussen 2 planten Zelfs in het veld heeft elke plant een unieke nematodengemeenschap G G G F F F L L Festuca Holcus Anthox. Leucanth. Plantago Tanacetum Vicia Lotus zelfde plantesoort, zelfde plantengemeenschap zelfde plantesoort, andere plantengemeenschap andere plantesoort, zelfde plantengemeenschap Andere plantesoort, andere plantengemeenschap Bezemer et al. Ecology (2010)

18 (e) (f) (g) Response Bodem gemeenschap Perception by plant species 1 Perception by species 2 Perception by plant species 3 Plantengroei Perception of one soil by different plant species Postief effect Negatief effect Effect van plant soort 1 Effect van plant soort 2 Effect van plant soort 3 Neutraal effect Invloed van verschillende plantensoorten op dezelfde grond

19 Hoe kun je het bodemvoedselweb veranderen? pathogens detritus food web pathogens detritus food web pathogens detritus food web mycorrhiza root feeding fauna Via de plant Via inoculatie Via bodembeheer (toevoeging compost, bodembewerking etc)

20 Uitdaging: Heel veel relaties binnen het bodemvoedselweb -Inoculatie van individuele soorten -Verandering van hele gemeenschap

21 Belangrijk: een goed bodemvoedselweb voor gewas A hoeft niet goed te zijn voor gewas B Bodem gemeenschap Postief effect Negatief effect Neutraal effect

22 Hoe kunnen we gebruik maken van deze plant-bodem relaties: sturen Crop rotatie (cover crops) combinatieteelt Plantenveredeling Vermijden vs stimulatie van de bodem Positieve effecten van buurplanten Invloed van planten op bodemorganismen reactie van planten op bodemorganismen

23 Inoculeren met bodemgemeenschappen om chrysant weerbaarheid te verhogen Uitdaging: kunnen we een bodemvoedselweb introduceren in gestoomde grond (zonder web...)

24 Haikun Ma -> groeiomstandigheden volgens advies Rene Costen

25 Bodemsturing: 11 weken Test fase (7 weken) 9 grassen grassland 22 kruiden 10% steriel inocul. controle inocul. Pythium steriel controle steriel Pythium 6 vlinderbloemigen Steriele grond Levende grond

26 Invloed van bodem inoculatie op groei van Chrysant Sterile FF LP AO BH RA FR AC HL TV ArM AcM PP GV JV AS AT PV CR CaC MR TO TR VC TrP LC HP LV PL CB ThP TM MS VS CrC HR CJ TA Inocula: *** Grass Forb Legume 14 Drooggewicht (g) Ma et al. Front. Plant Sci (2017)

27 Wortel drooggewicht (g) Geen sterke onderdrukking van Pythium, maar ook weinig effect van Pythium 2,5 Controle Pythium Controle 2 1,5 Pythium 1 0,5 0 Sterile Uncond. Grass Forb Legume -> geen effect van pythium op scheut gewicht Ma et al. Front. Plant Sci (2017)

28 Effecten van bodem inoculatie op bovengrondse plaaginsecten Thrips Mites Aphids

29 Specifieke inocula verhogen resistentie van chrysant tegen trips Proportion of thrips pre-pupae 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 * * * * Sterile ST HL LP FO AP AM GM TM RA GRASSES FORBS n=10

30 Trips aantallen in een open tunnel kas veel lager bij geinoculeerde planten Thrips (no./plant) * * * * * 0 Sterile ST HL LP FO AP AM GM TM RA GRASSES FORBS

31 Werkt inoculatie van microbiele gemeenschappen ook voor andere substraten? -> onderzoek PPO Bleiswijk -> onderzoek PRI Joeke Postma

32 Levende grond inoculeren in veen/boomschors substraten werkt niet (pelargonium) Grond inoculum met plant Zonder plant Bukovska et al. (2016) Applied Soil Ecology

33 Microben inoculeren van steenwol naar steenwol werkt wel! (Pythium in komkommer) Joeke Postma et al. (2002) Phytopathology

34 Vervolgstappen in het onderzoek Identificeren van sleutelsoorten in het microbioom Creeren van consistente inocula (samenstelling vs effectiviteit) Meer inzicht in reactie van plant op bodeminvloeden (positieve en negatieve tegelijkertijd) -> Suggesties voor onderzoek vanuit de praktijk?

35 Andre van der Wurff Anna Pineda Ian Kaplan Rene Costen Haikun Ma