Biofumigatie. Effecten in het kort

Vergelijkbare documenten
Grondontsmetting. Gera van Os, Wageningen UR

Groenbedekkers en bodemvruchtbaarheid. Bart Debussche Dept. Landbouw en Visserij dienst Voorlichting

Bodemweerbaarheid & bodemleven

Introductie. Zin en onzin van microbieel verrijkte producten. Onderwerpen. Het bodemleven. Rol van het bodemleven in de grond

van harte welkom Koolstof Kringlopen

Maatregelen ter beheersing van bodempathogenen

Anaerobe GrondOntsmetting (AGO) voor open teelten

Koepelproject Plantgezondheid bomen & vaste planten. Naar een toekomstbestendige boomkwekerij

Bodem, dood substraat of levend ecosysteem? Joeke Postma, Wageningen Plant Research Congres Beter Bodembeheer, 4 oktober 2016

Bodembiologie: praktische handvaten voor het behoud van een productieve bodem

Witloof. Nationale Proeftuin voor Witloof Lise Vanhaeren en Jonas De Win

Mengsels van groenbemesters vereisen verstand van zaken

Bodemweerbaarheid, hoe krijgen we er grip op?

Sturen op bodemweerbaarheid door toediening van organische materialen

Groenbemesters in het bouwplan. Wiepie Haagsma Wouter Klaasse Bos

De bodem, doorgronden

Opdrachten. Organische bemesting opdrachten 1

Organische stof: Impact op bodem en bodemleven

Groenbemesters: zaaitijden en opbrengst

Biologische bestrijding van Rhizoctonia in lelie

Groenbemesters Een vruchtbare investering

EAG COVERMENGSELS TIJDELIJKE WEIDEMENGSELS

Groenbemesters i.h.k.v de PPS groen Van GLB plicht naar bodemkans!

Biologische grondontsmetting met alternatieve grondstoffen ( bodemresetten ) in grondgebonden teelten.

LEVENDE BODEM. Natasja Poot

Het bodemleven helpt ons. Hoe helpen wij het bodemleven?

Biologische grondontsmetting met alternatieve grondstoffen ( bodemresetten )

Het nut van groenbemesters:

Biologische grondontsmetting met alternatieve grondstoffen BO

Beheer van bodemweerbaarheid

Organische stof: daar draait het om! Gouden Grond 26 januari 2018 Wim Stegeman. Saalland Advies 1

Weerbaarheid in grondgebonden teelten

De bodem leeft! Hoe draagt bodemleven bij aan een weerbare bodem bij de teelt van gewassen?

Waarom is de bodem belangrijk voor het waterbeheer?

Ritnaalden. Preventie, erkende middelen en proefresultaten

Groenbemesters Een vruchtbare investering

Groenbemester als vervanging vals zaaibed

RASSENADVIES: GROENBEMESTERS

Keurmerk voor bewezen groenbemesters. Garantie voor een gezonde bodem.

Bodemkunde. Datum: vrijdag 24 juni 2016 V 2.1. V3.1 V4.1

VITAL EARTH GLB-PROOF. Groenbemesters voor een gezondere bodem NU MET GROENBEMESTERS

Relatie bodemstructuurbodemschimmels

Arenasessie: Biologische grondontsmetting als alternatief voor stomen

Kansen voor weerbaar telen

5.2.4 Rhizoctonia De ziekte. In deze paragraaf wordt verwezen naar foto s. Deze kunt u vinden op de website als bijlage bij

Organisch (rest)materiaal als Bodemverbeteraar

Geeft bodemziekten geen ruimte!

GROENBEMESTERS. iperen.com

BODEMBREED INTERREG Resultaten veldonderzoek 2009 nateelt groenbemesters

Vanggewas. na maïs. Informatie en productenoverzicht. Lid van :

Bodemmonster Bodemmonster

Biopol Natural, naturally inventive. Product: AgriNema. donderdag 11 februari 2016 Biopol Natural 1

Bodemweerbaarheid tegen ziektes

Ontwikkelingen analyses weerbaar substraat. Natasja Poot - Productmanager Bodemgezondheid

Hoe maak je een bemestingsplan binnen de gebruiksnormen

Evenwicht in de volkstuin? april 1, 2014 DLV Plant

Biologische grondontsmetting met alternatieve grondstoffen ( bodemresetten )

Composteren, waar doen we het voor? Gera van Os, Lector duurzaam bodembeheer

Biologische grondontsmetting

Aaltjes in de bollenteelt

Beheersing AM. AM beheersing met NemaDecide 20 februari Inhoud presentatie. Bemonstering 600 ml/ha: 180 steken/ha 1 steek = 3,3 ml = ca.

Valse meeldauw in zonnebloemen. Marjan de Boer, Suzanne Breeuwsma, Jan van der Bent, Rik de Werd en Frank van der Helm

Workshop. 28 November 2012 Leendert Molendijk (PPO agv)

Precies bemesten door meer meten!

Biologische grondontsmetting in roos Ondertitel: onderdeel van Koepelproject plantgezondheid bomen en vaste planten

Beter Bodem Beheer met Garnalen?

Beter Bodembeheer de diepte in

Groenbemesterkeuze bij schadelijke aaltjes in aardbei, prei, Chinese kool, peen, sla en asperge

Wat als de grond echt ziek is?? Een kennismaking met

bladrammenas Facelia Incarnaatklaver onkruid Structuur

Proeftuin Zwaagdijk Onderzoekscentrum voor de agrarische sector. Onderzoek biologische bollenteelt

Optimale groei met medewerking van bodem, bodembiologie en bemesting. Wilma Windhorst Boomteeltcursus Vlamings BV

Bodemweerbaarheid. Andre van der Wurff

Groenbemesters Akkerbouw Bodem verbeteren is resultaat oogsten 2018

Beter Bodembeheer de diepte in

Groenbemesters Bodem verbeteren is resultaat oogsten

Workshop Inunderen. Gerard Korthals, Johnny Visser en Bart Bruin Dronten

Sebastiaan ten Napel Wimjan Brasser Klaske Frietema

Report 1695.N.17. Mestbewerking en Waterkwaliteit. een case studie voor het beheergebied van waterschap Aa en Maas.

25 jaar biologische teelt op zandgrond: waar staan we nu?

landbouw en natuurlijke omgeving 2011 plantenteelt open teelten CSPE BB minitoets bij opdracht 17

Samenvatting van een presentatie gehouden op de bijeenkomst van de KNPV-werkgroep Bodempathogenen en bodemmicrobiologie op 27 maart 2014 te Lelystad

Maaimeststof: een volwaardig alternatief voor stalmest? Inleiding Doel en context Proefopzet Inagro ILVO (a) (b) Figuur 1 Tabel 1

Kennismiddagen 2017

Groenbemester: noodzakelijk voor een goede conditie van je grond. Groenbemesters. Aanbreng organische stof. Daling nitraatresidu

Biodiversiteit, levende bodem in relatie tot plantengroei

Weerbare bodemwijzer Leen Janmaat Willemijn Cuijpers

DUURZAAM BODEMBEHEER VOOR EEN VRUCHTBARE TOEKOMST

De bodem onder de kringloop Hou rekening met organische stof

Weerbaar bodem of substraat en sterke plant

Workshop: Overig ruwvoer en eigen krachtvoerteelt. Zijn er alternatieven? Huidige situatie voerteelt

VERHOGING ZIEKTEWEERBAARHEID IN LAND- EN TUINBOUWGEWASSEN DOOR GEBRUIK VAN COMPOST. ir. Koen Willekens

Het Wortelrapport 2017 De effecten van de toepassing van mycorrhiza, schimmels en bacteriën op de groei van wortels

Intro/conclusies 4. Mycorrhizae 5. Test met Micosat 5. Producten, toepassing en dosering 6. Methode 7. Algemene resultaten 8.

De organische stof balans: nuttig instrument voor bouw- èn grasland. NMI, Marjoleine Hanegraaf. Opstellen van een balans. Principe van een OS- balans

1 Stoffen worden omgezet. Stofwisseling is het vormen van nieuwe stoffen en het vrijmaken van energie. Kortom alle processen in organismen.

ILVO. Bodemleven stimuleren Gereduceerde bodembewerking en organische bemesting/bodem-verbeteraars!

Stikstofinhoud van groenbemesters. van. Bij een lager (kunst)mestgebruik neemt het belang van een goede inschatting

Bewerken. Bewerken en inwerken van groenbemesters. Groenbemesters Wageningen University & Research

De bodem, weerloos én weerbaar

Transcriptie:

Biofumigatie

Biofumigatie Vanaf het jaar 2000 is de biofumigatie-methode in opkomst voor de bestrijding van bodemgebonden ziekten en plagen. Gewassen uit de familie van de kruisbloemigen produceren stoffen die omgezet kunnen worden in giftige verbindingen, de isothiocyanaten. Deze verbindingen zijn verwant aan de actieve stof van het chemische grondontsmettingsmiddel metamnatrium. Effecten in het kort a biofumigatie krijg je een hogere opbrengst vanwege het ontsmettingseffect. Het telen en onderwerken van een mosterdgewas geeft een groenbemestingseffect. Dàt zie je terug in de opbrengst. In de praktijk worden regelmatig positieve effecten gevonden van de teelt en het onderwerken van de zogenaamde biofumigatiegewassen. Dit manifesteert zich over het algemeen in een verhoging van de opbrengst. Dat is niet verwonderlijk. De positieve effecten op de gewasontwikkeling zijn toe te rekenen aan effecten die algemeen voorkomen bij groenbemesters, zoals verbetering van de bodemstructuur, verhoging van het organisch stofgehalte en het vrijkomen van nutriënten. Op grond van de bestaande onderzoeksresultaten is het niet realistisch om bij de teelt en het onderwerken van een glucosinolaathoudend gewas te rekenen op een extra biofumigatie-effect bovenop het groen bemestingseffect. Door de lage concentratie isothiocyanaten die vrijkomt en de korte tijd dat deze stoffen aanwezig zijn in de grond, heeft biofumigatie géén effect van betekenis op de besmetting met ziekteverwekkers. De kosten voor het uitvoeren van biofumigatie bedraagt circa 660 per ha. Dit is inclusief de teelt van een biofumi gatie gewas. De kosten zijn daarmee circa 300 per ha hoger dan bij de teelt van een normale groenbemester. Plantencelwand Mechanische beschadiging vindt plaats Glucosinolaten + Myrosinase (enzym) + H Water = Isothiocyanaten () 2 O Figuur 1 Schematische weergave van het principe van biofumigatie: het vrijkomen van giftige verbindingen () uit een plantencel van kruisbloemigen bij mechanische beschadiging.

Wat is biofumigatie? Biofumigatie is een vorm van anaerobe grondontsmetting. Het werkingsmechanisme van beide methoden is compleet verschillend. Bij biofumigatie komen de giftige gassen vrij na het hakselen en inwerken van glucosinolaat-houdende gewassen in de bodem. Glucosinolaten zijn zwavelverbindingen die in veel gewassen voorkomen. De hoogste concentraties worden gevonden in plantensoorten die behoren tot de familie van de kruisbloemigen (Brassicaceën), zoals bladrammenas, zwaardherik, mosterd- en koolsoorten. Chemische omzetting De giftige stoffen komen vrij door de microbiologische afbraak van de gewasresten. Concentraties: beschikbare glucosinolaten en myrosinase in de plant Zuurgraad van de bodem: bij een ph lager dan 4 wordt voornamelijk nitril gevormd, dat veel minder giftig is dan isothiocyanaat. Bij een ph tussen 5 en 7 worden voornamelijk isothiocyanaten gevormd. Bodemtemperatuur: een lage bodemtemperatuur remt de enzymactiviteit en daarmee de omzetting van glucosinolaten Vochtgehalte: vrij water is nodig voor de chemische omzetting Grondsoort en organisch stof gehalte: isothiocyanaten worden gebonden door kleideeltjes en organische stof en verliezen daarmee hun effectiviteit. Glucosinolaten Momenteel zijn er meer dan 130 verschillende glucosinolaten beschreven, verdeeld in drie groepen met verschillende chemische opbouw: aromatisch, alifatisch en indol (zie figuur 2). Afhankelijk van deze opbouw en de omstandigheden bij de omzetting worden verschillende producten gevormd (zie tabel 1). De verschillende typen isothiocyanaten verschillen in giftigheid voor ziekteverwekkers. Het vrijkomen van de giftige stoffen vereist een fysisch en een chemisch proces. Daar zijn geen micro-organismen bij nodig. O S S Glu O SO - 3 S Glu O SO 3 - Glucosinolaten zijn verbindingen die van nature in planten voorkomen en waarschijnlijk een rol spelen bij de afweer tegen insecten en andere planteneters. Glucosinolaten zelf zijn niet giftig, maar zodra ze in contact komen met het enzym myrosinase, worden ze omgezet in o.a. het giftige isothiocyanaat (zie figuur 1). In plantencellen zijn de glucosinolaten opgeslagen in de vacuole, een met water gevuld blaasje, en zo fysiek gescheiden van het enzym myrosinase. Wanneer de plantencellen en de vacuolen kapot gaan door mechanische beschadiging, komen de glucosinolaten in contact met het enzym en vindt de omzettingsreactie plaats. Hierbij is ook water nodig. De omzetting van glucosinolaten in isothiocyanaten in de grond is afhankelijk van: Alifatisch glucosinolaat H Indol glucosinolaat S Glu O SO 3 - Figuur 2 Chemische structuurformule van glucos inolaten met verschillende zijketens. Aromatisch glucosinolaat Veel kruisbloemigen bevatten een mengsel van verschillende glucosinolaten. De samenstelling en de gehaltes zijn sterk afhankelijk van:

Gewassoort en ras Plantendelen, zoals wortel, blad of zaad (hoogste concentratie wordt gevonden in zaad) Groeiomstandigheden, zoals temperatuur, ph en nutriëntenbeschikbaarheid (o.a. zwavel) Groeistadium (hoogste concentratie bij zaadzetting) Tabel 1 Enkele kruisbloemige gewassen met hun dominante type glucosinolaat en het isothiocyanaat dat na omzetting wordt gevormd. Gewas Sarepta mosterd (Brassica juncea) Bladkool (Brassica napus) Ethiopische mosterd (Brassica carinata) Zwaardherik (Eruca sativa) Gele mosterd (Sinapis alba) Bladrammenas (Raphanus sativus) Dominant glucosinolaat Sinirgin Gluconapin Sinirgin Glucoraphenin Glucosinalbin (aromatisch) Glucoerucin De uitvoering Isothiocyanaat 2-propenyl 3-butenyl 2-propenyl 4-methylsulfinyl- 3-butenyl 4-hydroxybenzyl 4-methylthiobutenyl Tijdens de bloeifase en de zaadzetting is de concentratie glucosinolaten in het gewas het hoogst. Voor een maximale dosering isothiocyanaten in de bodem moet het gewas op dat moment zeer fijn verhakseld worden om de plantencellen te beschadigen en vervolgens direct gemengd worden door de bouwvoor. Hoe meer biomassa des te groter de hoeveelheid werkzame stof. Om een snelle vervluchtiging van de werkzame stof naar de lucht zoveel mogelijk te beperken, kan de grond worden dichtgerold. Beregening zorgt voor het benodigde water voor de chemische omzetting en zorgt er bovendien voor dat de bovenlaag van de grond enigszins dichtslaat. Tabel 2 Overzicht van de kosten per hectare voor biofumigatie en een reguliere groenbemester. Kostenpost Biofumigatiegewas Reguliere groenbemester Aanschaf zaaizaad 60-130 40-100 Loonwerk: Spitten en zaaien Bemesting (50 kg ) + strooien Klepelen, inwerken en dichtrollen Inwerken 125 65 300 Beregening 70 125 65 75 Totaal 620-690 305-365 in de bodem Het effect van een bestrijdingsmiddel is altijd afhankelijk van de concentratie en de tijd dat de werkzame stof aanwezig is. Dit geldt voor chemische bestrijdingsmiddelen en ook voor biologische bestrijdingsmiddelen zoals de isothiocyanaten () die ontstaan bij biofumigatie. Concentratie Bij biofumigatie komt minder dan 20% werkzame stof vrij in vergelijking met chemische grondontsmetting. De hoogste concentratie isothiocyanaten die ooit in de bodem is gemeten na het inwerken van een biofumigatiegewas bedroeg 100 nanomol per gram grond (1 nanomol = 1 miljardste mol = 1 x 10-9 mol). Bij de toepassing van metamnatrium wordt meer dan 500 nanomol per gram grond aangetroffen. De concentratie isothiocyanaten die vrijkomt bij biofumigatie wordt beperkt door de lage hoeveelheid glucosinolaten in het gewas, en vooral door de geringe omzetting; in de praktijk wordt slechts 1% tot maximaal 50% van de glucosinolaten omgezet in isothiocyanaten. De grote hoeveelheid biomassa die nodig is (advies 110 ton/ha) en het verhakselen van het gewas zijn belangrijke, beperkende factoren. Slechts een klein deel van de cellen wordt kapot geslagen. Omdat de glucosinolaten en het enzym in de plantencellen gescheiden van elkaar zijn opgeslagen, is de mate waarin het gewas wordt fijngemaakt (cellen kapot maken) sterk bepalend voor de omzetting in isothiocyanaten. Tijd De hoogste concentratie isothiocyanaten wordt circa drie uur na inwerken van het biofumigatiegewas waargenomen. Daarna neemt de concentratie snel af, met circa 50% in de volgende drie uur. a 24 uur is meer dan 90% van de isothiocyanaten uit de bodem verdwenen. De belangrijkste oorzaken voor de snelle afname zijn vervluchtiging, adsorptie, biologische en chemische omzetting. Soedangras Soedangras wordt ook gebruikt voor biofumigatie. Dit gewas bevat cyanogene glucosideverbindingen. Als soedangras wordt ingewerkt, worden deze verbindingen omgezet in blauwzuurgas (waterstof cyanide) met een biocidewerking. In veldproeven onder ederlandse omstandigheden zijn echter nooit ziekte bestrijdende effecten aangetoond na de teelt en het onderwerken van soedangras. Het gewas is echter een goede waardplant voor wortellesieaaltjes. Het inzetten van Soedangras is riskant in geval van een besmetting met wortellesieaaltjes.

Effect op bodempathogenen Als aaltjes een biofumigatiegewas parasiteren, dan gaan ze dood. Bij het aanprikken van de wortels door aaltjes komen géén giftige stoffen vrij. In tegendeel, sommige biofumigatiegewassen zijn uitstekende waardplanten voor aaltjes. In veel laboratorium- en kasproeven onder geconditioneerde omstandigheden is de toxiciteit van verschillende isothiocyanaten aangetoond voor diverse ziekteverwekkers, zoals schimmels en plant-parasitaire aaltjes. Deze proeven laten vaak een sterke doding en/ of remming zien van de ziekteverwekkers. De positieve berichten over de ziektebestrijding door biofumigatie zijn voor een groot deel gebaseerd op dit soort proeven onder geconditioneerde omstandigheden. Resultaten van veldproeven zijn veel minder eenduidig. Veelal is er geen of een zeer gering effect van het biofumigatiegewas op de besmetting en/of de aantasting van een volggewas. Veel Brassicaceën zijn een goede waardplant voor het wortellesieaaltje, waardoor deze besmetting toeneemt tijdens de teelt van het gewas, terwijl er géén bestrijding optreedt wegens te lage concentratie isothiocyanaten (zie www.aaltjes - schema.nl). Vergelijkbare voorbeelden zijn er voor Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum en Plasmodiophora brassicae (veroorzaker van knolvoet). Effect op bodemleven Recent onderzoek (Vervoort et al, 2015) heeft aangetoond dat het onderwerken van biofumigatiegewassen kortstondig (1 dag) leidt tot een geringe afname van het aantal aaltjes als gevolg van de grondbewerking, gevolgd door een verdrievoudiging van het totale aantal aaltjes door een overmaat aan voedsel (gewasresten). Van aaltjesbestrijding is geen sprake. Zaadmeel als alternatief? In plaats van de teelt van een biofumigatiegewas kan ook zaadmeel worden toegepast voor biofumigatie. Zaadmeel is een restproduct dat ontstaat bij de verwerking van Brassicazaad voor de extractie van olie (biodiesel). Zaadmeel van B. carinata en B. juncea bevat naast een hoog glucosinolaatgehalte ook het enzym myrosinase. Bij het inwerken wordt echter slechts een klein deel van de glucosinolaten omgezet, maximaal 20%. Hierdoor is een relatief hoge dosering nodig (tot 7 ton/ha) voor een bestrijdende werking. In ederlandse veldproeven is bij een dosering van 7 ton zaadmeel per ha, een afname gevonden van Verticillium dahliae met 35% tot 80%, maar er was géén effect op de besmetting met wortellesieaaltjes. Het is dan ook niet met zekerheid te zeggen of de behandeling feitelijk leidt tot een biofumigatie-effect of dat andere processen een rol spelen. De toepassing van zaadmeel heeft een aantal voordelen ten opzichte van de teelt van een biofumigatiegewas. Het is makkelijk in te passen binnen de gewasrotatie en er is geen risico op vermeerdering van ziekteverwekkende aaltjes. Zaadmeel is vrij kostbaar: circa 1.250 per ton. Bij een zaadmeeltoepassing wordt veel extra stikstof aangevoerd: circa 60 kg per ton zaadmeel. Dit is een hoeveelheid die bij de huidige gebruiksnormen moeilijk is in te passen binnen de bedrijfsvoering. De stimulering van het bodemleven kan direct en indirect effect hebben op de bodemweerbaarheid en de onderdrukking van ziekteverwekkers. Biofumigatiegewassen verschillen daarin niet van de gangbare groenbemesters. Perspectief voor biofumigatie? Om het perspectief voor biofumigatie te verbeteren zou aan de volgende voorwaarden voldaan moeten worden: Glucosinolaat-houdende gewassen/rassen die resistent zijn tegen aaltjes Veel hogere gehaltes van glucosinolaten èn myrosinase in het gewas Grotere groeikracht van het gewas voor meer biomassa onder ederlandse omstandigheden Betere omzettingsefficiëntie door volledige celdisruptie (betere technieken om te klepelen en in te werken)

Colofon Beter Bodembeheer Samenstelling uitgave: Johnny Visser en Gera van Os Uitgever: Wageningen UR, in het kader van PPS Duurzame Bodem. Beeld: Wageningen UR en Shutterstock. Ontwerp en vormgeving: Wageningen UR, Communication Services. 2016, Wageningen UR Contact Wageningen UR Gera van Os, gera.vanos@wur.nl De PPS Duurzame Bodem wil door een integrale aanpak de kennis van bodem en bodemprocessen vergroten. Dit project is mede tot stand gekomen met financiële steun van het ministerie van Economische Zaken en TKI Agri & Food. Meer over onderzoek binnen de PPS Duurzame Bodem, achtergronden bij dit onderwerp en onderbouwende literatuur is te vinden op ww.beterbodembeheer.nl.