Nieuwe technologieën kunnen aardappelteelt verduurzamen

In een keynote op de voorbije aardappelbeurs Interpom noemde Geert Haesaert de verdubbeling van de wereldwijde voedselproductie tegen 2050 om de stijgende wereldbevolking te kunnen voeden dé grote uitdaging voor de landbouw. “Hiervoor moeten we meer steunen op kennis en innovaties, op een milieuvriendelijke en sociaal aanvaardbare manier. Dat kan door voedsel beter te verdelen, door voedselverliezen te beperken en/of door anders te gaan eten in het Westen”, stelde Haesaert. “De ‘klimaatverstoring’ leidt tot meer oogstmislukkingen en (a)biotische stress. Meer mensen betekent meer urbanisatie, industrie en infrastructuur, en minder landbouwgrond.”

Duurzame intensivering

Haesaert pleitte ervoor om goede landbouwgrond intensief maar op een duurzamere manier te verbouwen. Dat betekent innovaties juist gebruiken om meer te produceren, maar met minder milieu-impact. “Niet 1 maar het geheel van technologieën en technieken zal de wereld redden. Omarm die, maar vergeet ook de goede teelttechnieken niet: kijk naar je bodem, naar agro-ecologische aspecten en naar de ontwikkeling van nieuwe biostimulanten en gewasbeschermingsmiddelen.”

Betere stikstofbenutting

De professor-emeritus focuste in zijn lezing op de carbon footprint van de aardappelteelt. “De CO2-emissie van aardappelen ligt met 6 à 7% hoger dan die van andere gewassen zoals granen (2 à 3%). We kunnen die verminderen door een betere stik-stofbenutting en gewasbescherming.”

Stikstof (N) is belangrijk voor aardappelen omdat er een duidelijk positief verband is tussen stikstofbe-schikbaarheid, -opbrengst en sortering. “Door het oppervlakkige wortelstelsel van aardappelen is de kans op het uitspoelen van nutriënten groot. Een oplossing hiervoor is kiezen voor groene ammoniaknitraat als meststof, maar dat is voorlopig te duur voor de meeste akkerbouwgewassen.”

De N-benutting verbeteren via plantenveredeling en biotechnologie blijft een heel moeilijk verhaal. “Dat heeft te maken met het oppervlakkige wortelstelsel van de aardappel, met een slechte bodempenetratie tot gevolg. In het onderzoek zien we enkel progressie met het metabolisme in de plant: zodra de stikstof in de plant zit, zien we wel verschillen tussen genotypes. Er is ook een sterke interactie tussen het genotype en de omgeving wat betreft N-benutting, wat de klassieke veredeling moeilijker maakt. De laatste 10 jaar zetten grote bedrijven enorm in op moleculaire merkers. Zo krijgt men steeds meer zicht op welke genen belangrijk zijn voor N-opname, in het metabolisme en de verwerking van stikstof.”

Aardappelen komen uit Zuid- en Midden-Amerika, waar een daglengte van 12 uur geldt. “Daarom moest men dagneutrale types zoeken om knollen te krijgen. Net het gen dat verantwoordelijk is voor de dagneutraliteit (de Earliness locus) is negatief gelinkt aan N-benutting. Eigenlijk zouden we via biotechnologie dat gen moeten kunnen uitschakelen of een variant ervan moeten zoeken.”

Nog een stap verder is voorspellen wat de uitkomst zal zijn. “Met drones en sensoren planten observeren geeft een enorme output. Met genetische data kan je modellen opmaken en genetische achtergronden met elkaar combineren, waardoor je de N-benutting kan optimaliseren. Maar zover zijn we nog niet bij aardappelen. Big data, AI (artificiële intelligentie) en machine learning worden wel steeds belangrijker.”

Nieuwe genetische technieken

Wat met nieuwe genetische technieken? “Belang-rijk is de doelgenen goed te kennen, zodat je er eventueel iets aan kan veranderen. Zo kan er bij sommige aardappelrassen worden ingegrepen. Elk gen komt echter 4 keer voor bij de aardappel, wat de zaak bemoeilijkt. Op laboschaal is men al succesvol met de ontwikkeling van een prototype waarbij de wortel meer vertakt, waardoor de N-benutting kan verbeteren. Door wettelijke beperkingen zal het echter nog enkele jaren duren voor dit in de praktijk kan worden toegepast. Hybridever-edeling kan het veredelen vereenvoudigen en kan ervoor zorgen dat de doelstellingen sneller bereikt worden. Vooralsnog wordt er wereldwijd nog geen enkel hybride aardappelras in de praktijk geteeld, maar de introductie ervan zou een hele revolutie kunnen betekenen.”

Precisielandbouw

De N-efficiëntie verbeteren kan ook via de inzet van bodem- en gewassensoren, drone- en satellietbeelden… “Met bodemsensoren kan je diverse vruchtbaarheidszones in je perceel detecteren. Met de meest geavanceerde bodemsensoren kan je ook bepaalde nutriënten (kalium, fosfor, magnesium…) vrij goed inschatten. Op basis daarvan kan je zones in je perceel onderscheiden en die dan anders gaan behandelen naar stikstofbemesting. Je kan daar ook diverse lagen van info aan toevoegen, zoals opbrengstcijfers en info van satellietbeelden. De volgende stap is via gps-coördinaten zones afbakenen en variabel gaan bemesten. Perceelsafhankelijk kan je het best meer stikstof toedienen op de meest vruchtbare zones van je perceel. Met bodemsensoren minerale stikstof meten blijft wel moeilijk. Met gewassensoren kan je gewasindexen berekenen, waarmee je de gewastoestand kan evalueren. Met deze technologie ben je vrij goed in staat om een soort bijbemestingssysteem te sturen. Moeilijker is om op basis van het reflectiepatroon te bepalen hoeveel je precies moet bijbemesten. Er is dus nog veel vertaalwerk nodig om hier goede modellen uit te krijgen en om die om te zetten naar adequate adviezen.”

Gecoate meststoffen en biostimulanten

Ook gecoate meststoffen gebruiken is een optie. “Die zijn vrij duur, maar bieden veel mogelijkheden doordat de nutriënten langzaam (vanaf 6 weken tot 18 maanden) vrijkomen, parallel met de gewasbehoeften. Er wordt nu gezocht naar coatings die voor 100% afbreekbaar zijn, zodat er niets van in de bodem achterblijft. Biostimulanten, die het wortelstelsel en ‘opnamepoorten’ van de plant activeren, hebben een bewezen maar geen gegarandeerd effect”, aldus Haesaert.

Denitrificatie – het proces waarbij nitraat in de bodem door bacteriën in gasvormige stikstof wordt omgezet – verminderen is moeilijk, want dat is een natuurlijk proces dat moeilijk intoombaar is. “Maar met een goede bodemstructuur, organisch materiaal dat zorgt voor stabiele bodemaggregaten en het verhinderen van uitspoeling kan je de denitrificatie verminderen.”

Betere gewasbescherming

Ook een betere gewasbescherming kan de carbon footprint van aardappelen verlagen. “We onderzoeken de aanpak van alternaria al jaren met sensoren en dronebeelden. Een precies behandelingstijdstip bepalen blijft echter moeilijk. Phytophthora is nog een ander probleem. Kan je dat met een digitale camera zien, dan merk je het ook met het blote oog en ben je hopeloos te laat. Als je een plant onder stress plaatst, dan zendt die signalen – chemische stoffen of volatielen – uit. Die worden gecapteerd door andere planten en dan hangt het af van het genotype van die andere planten wat ermee gebeurt.” Haesaert en zijn team behandelden en testten het ras Bintje met diverse isolaten van phytophthora en behaalden daarmee prachtige resultaten, waardoor ze echte resistentie creëerden.

“Met nieuwe technologieën kunnen we beter resistentiegenen – ook van wilde verwante soorten – isoleren, kwantificeren en karakteriseren. Als we beginnen kruisen, kunnen we merkers opsporen, wat ons de mogelijkheid geeft om meerdere resistentiegenen te stapelen.”

Bij gene editing spreekt men in de literatuur vaak over S-genen (succeptable genes). “Phytophthora en veel andere schimmels hebben een eiwitstructuur in het celmembraan nodig om in de cel te geraken. Met gene editing kan je de S-genen vrij makkelijk uitschakelen, door een soort van guide-sequentie te maken, complementair aan wat er in het gen zit. Daar plakken we het CAS-enzyme aan. Zodra dat in de cel zit, gaat het naar de kern en zoekt het de gewenste sequentie. De schaar (het CAS-enzyme) knipt het in 2, waardoor het gen niet meer actief is. Je moet je dan wel afvragen wat het effect van het uitschakelen van het S-gen is op de groei van de aardappelplant.”

Agro-ecologische toepassingen

Duurzaamheid omarmt ook agro-ecologische toepassingen, die heel vaak in de rotatie zitten. “Er is niets mis met een bloemenrand die ervoor zorgt dat je in de eerste 20 m van je gewas minder bladluizen hebt. Vergeet ook de bestaande realisaties niet, zoals het Viaverda-waarschuwingssysteem op perceelsniveau. Dat is een prima instrument”, besloot Haesaert.

Jan Van Bavel