Peter Karssemeijer zoekt in zand naar larven. De Wageningen Universiteit onderzoekt hoe planten zichzelf kunnen verdedigen tegen schadelijke insecten.

Reportage Insecticiden

Ondergronds zoeken naar een remedie tegen plaaginsecten

Peter Karssemeijer zoekt in zand naar larven. De Wageningen Universiteit onderzoekt hoe planten zichzelf kunnen verdedigen tegen schadelijke insecten. Beeld Koen Verheijden

De landbouw kampt nog altijd met problemen met plaaginsecten, terwijl het gebruik van insecticiden vaker worden verboden. In Wageningen kijkt een onderzoeker hoe koolsoorten zich in de bodem beter kunnen verdedigen.

Ze zijn de schrik van elke koolteler: koolvliegen (Delia radicum). Of specifieker: de larven van dit insect. Ondergronds vreten ze zich een weg door de wortel van de koolplant en verschuilen zich onder het buitenste vliesje van de stengel, net onder de grond. Als ze daar eenmaal zijn, helpt het niet meer om gif te spuiten om een koolvliegenplaag te voorkomen. De larven zijn al onbereikbaar voor het gif. Uiteindelijk gaat de koolplant slap hangen, verkleurt en is ongeschikt voor verkoop.

Tot voor kort was de enige manier om de koolvlieg te bestrijden een coating op het zaaizaad van de kool, met zogeheten neonicotinoïden als imidacloprid of fipronil. Maar sinds vorig jaar zijn die middelen in de buitenteelt en in sommige kassenteelt verboden, vanwege de negatieve effecten op bijen en andere nuttige insecten.

Aan de Wageningen Universiteit zoekt promovendus Peter Karssemeijer naar manieren om de koolvlieg anders te bestrijden: via de eigen ondergrondse verdedigingsmechanismen van de koolplant. “We weten dat planten reageren op plaaginsecten, bovengronds en ondergronds. Wortels scheiden stoffen uit om de plant te verdedigen. De vraag is welke verdediging de koolplant precies inzet.” Het antwoord daarop moet uiteindelijk leiden tot koolplantenrassen die zichzelf tegen plaaginsecten kunnen beschermen. 

Melige bladluizen

In een van de vele kassen aan de Wageningse universiteit staan lange rijen met jonge spruitkool. Op sommige koolbladeren zitten rupsen van de koolmot, weer andere bevatten melige koolluis. Ook dit zijn insecten die een plaag vormen voor kooltelers. Om de stelen van iedere plant zijn watjes gewikkeld om te voorkomen dat de rupsen en luizen het blad verlaten. In de kas staan ook controleplanten, zonder insecten.

Een paar dagen geleden heeft Karssemeijer bovendien op de wortels van koolplanten larven van koolvliegen gezet. Hij wil weten of de planten zich ondergronds beter verdedigen wanneer er bovengronds al een ander insect aanwezig is.

In een ander experiment heeft de onderzoeker koolvliegen in de kas losgelaten. Een vrouwtjeskoolvlieg hoeft maar een keer te paren om honderden eitjes leggen op een koolplant. Voor dat doel ‘proeft’ ze eerst de kwaliteit van de plant met receptoren op haar voetjes. Op het blad loopt ze een paar rondjes. Daarna doet ze hetzelfde op de stengel. Is de plant goed bevonden, dan legt zij haar eitjes ondergronds, vlakbij de wortel. De larven vallen vervolgens het wortelstelsel aan.

“De logische keuze van de vlieg zou een plantje zijn dat helemaal schoon is”, zegt Karssemeijer. “Maar misschien kiest ze ook voor een plant waar al een insect op zit. Dat willen we zeker weten.”

Honderden eitjes

Na enkele weken oogst Karssemeijer de wortels van de koolplanten, om te tellen hoeveel eitjes de koolvlieg heeft gelegd. In koolvelden worden soms honderden eitjes per plant gevonden. Vermoedelijk maakt het aantal eitjes duidelijk of de koolvlieg de plant geschikt acht. Met het blote oog zijn de eitjes, kleine witte staafjes, nauwelijks zichtbaar.

De schade die larven aanrichten, is pas te zien als je de plant met wortel en al uit de grond trekt. Langs de tere stengel zijn lichte groeven zichtbaar. Na een paar weken verkleurt die donkerpaars. De planten gaan dan slap hangen, alsof ze te weinig water hebben gekregen. Pas dan is de plaag voor de boer zichtbaar. Bij watertekort zouden alle kolen slap hangen, bij een invasie van de koolvlieg is dat onregelmatig verdeeld.

Naast dit onderzoek in de kas, zit Karssemeijer vooral in het lab, voor moleculair onderzoek. Dat moet duidelijk maken welke van zijn 60.000 genen een koolplant in welke situatie aanzet.

Peter Karssemeijer en hoogleraar Marcel Dicke. Beeld Koen Verheijden

Grootste onderzoek

Elk gen heeft zijn eigen verantwoordelijkheid, bijvoorbeeld: de verdediging van de plant. Bij een aanval van een larve activeert de plant zo’n 10 procent van zijn genen.

“Bij het grootste onderzoek tot nu toe gebruik ik 132 spruitkooltjes die op verschillende momenten zijn geoogst”, zegt Karssemeijer. “Door de tijd heen kijk ik naar de genen die op dat moment actief en inactief waren.” Om een indruk te krijgen van de complexiteit daarvan: hij heeft een excel­sheet met 132 kolommen en 60.000 rijen in zijn computer staan.

“Wat we hier doen, is een heel nieuw terrein in het onderzoek naar afweermechanismen bij planten”, zegt zijn promotor Marcel Dicke, hoogleraar entomologie in Wageningen. “We weten nog veel te weinig van het ondergrondse leven van planten. Niet alleen van hun afweermechanismen, maar ook van alle micro-organismen die rond het wortelstelsel leven. Kunnen planten bijvoorbeeld ook ondergronds de hulp inroepen van de natuurlijke vijanden van het insect dat hen aanvalt? Als we dat weten, kunnen bedrijven daarop plantenrassen selecteren en veredelen.”

Om die de reden besloot Syngenta een deel van Karssemeijers onderzoek te ondersteunen. De analyses van de activiteit van de 60.000 genen zijn uitbesteed aan het biotechnologiebedrijf dat expertise op dit terrein heeft. Hoewel Syngenta vooral bekend staat als producent van bestrijdingsmiddelen, heeft het concern ook een grote divisie voor plantenveredeling. Die zakelijke poot heeft grote interesse in de resultaten van het Wageningse onderzoek. Karssemeijer: “Zij zien ook dat chemische bestrijding steeds ingewikkelder wordt, en dat de oplossing binnen de plant kan worden gezocht.”

Natuurlijke weerbaarheid

Een van de grootste verrassingen tot nu toe is de snelheid waarmee spruitkool reageert op een aanval van koolvlieglarven. Nog voordat de boer zelfs maar weet dat er koolvlieglarven aan zijn planten eten, is de plant zelf al bezig met zijn verdediging. Hij zet daarvoor onder meer genen in die betrokken zijn bij de productie van een soort eigen natuurlijk pesticide, dat aanvallers bestrijdt. “Die reactie begint al na drie uur”, zegt Karssemeijer. “We dachten dat het pas veel later zou beginnen. Hoe snel het echt gaat, moeten we nog onderzoeken.”

Karssemeijer en Dicke zien het koolplantenonderzoek als een onderdeel van een veel bredere oplossing voor de problemen met plaaginsecten in de landbouw. Zij pleiten ervoor de natuurlijke weerbaarheid van gewassen te versterken. Boeren zouden bijvoorbeeld kunnen werken met resistente gewassen, in combinatie met de teelt van verschillende gewassen in stroken op het veld. En ze zouden rond de velden meer natuur kunnen aanleggen die natuurlijke vijanden van de plaaginsecten aantrekt, zoals sluipwespen. Dan is chemische bestrijding nauwelijks nog nodig. Dat kost tijd, erkent Dicke. “Een omslag is hard nodig. Onze huidige landbouw met veel monocultuur is een picknick voor plaagdieren.”

Lees ook: 

‘Insecten zijn aan het verdwijnen’

Voor het eerst is met harde cijfers aangetoond dat in Europa insecten op grote schaal aan het verdwijnen zijn. In 27 jaar is de hoeveelheid met meer dan 75 procent afgenomen, blijkt uit Duits-Nederlands onderzoek.

Bijengif en fipronil zijn onnodig, zeggen wetenschappers; alternatieven zijn er volop


De landbouw kan rendabel produceren zonder de omstreden bestrijdingsmiddelen waarvan is aangetoond dat ze veel meer insecten doden dan alleen plaagdieren die oogsten bedreigen. Negen wetenschappers publiceren vandaag een overzichtsstudie, die volgens hen bewijst dat er genoeg milieuvriendelijke alternatieven zijn voor neonicotinoïden, het ‘bijengif’.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden