Lichtmanagement, een alternatieve methode om schimmels te bestrijden
In Frankrijk heeft het Ecophyto-plan tot doel het gebruik van fytosanitaire producten tegen 2025 met 50% te verminderen. Om deze doelstelling te bereiken en de milieu-impact van onze landbouw te verminderen, moeten alternatieve oplossingen worden ingevoerd.
16 november 2023
Twee verschillende werkingsmodi
Van de onderzochte alternatieve besturingsinstrumenten is geoptimaliseerd lichtbeheer veelbelovend. Naast de opmerkelijke effecten op de ontwikkeling en kwaliteit van planten, kan licht ook andere organismen in een kas beïnvloeden. Twee werkingsmechanismen maken het mogelijk de besmetting van een gewas door een schimmel onder controle te houden: directe actie door de ontwikkeling van het micro-organisme te remmen en indirecte actie door het stimuleren van de natuurlijke afweer van planten.
Figuur 1: symptomen van echte meeldauw (Pseudoidium neolycopersici) op tomaat Bron: Blancard, 2018
Directe actie tegen schimmels
Er zijn meerdere werkingsmechanismen van licht om de ontwikkeling van schimmels te voorkomen. Het gebruik van een geschikte verhouding rood en verrood (R/FR) voorkomt bijvoorbeeld de groei ervan, door de ontwikkeling van haustoria*, organen die verband houden met voeding, te remmen. Bovendien vermindert het gebruik van een deel van de ultraviolette straling, UV-B, ook de groei van schimmels, door de ontwikkeling van mycelium* te remmen. Dit helpt ook het begin van de kieming van sporen te vertragen. In andere gevallen remt het toepassen van een verhouding rood en blauw licht de sporenvorming ervan, waardoor de verspreiding ervan in het gewas wordt voorkomen. Ten slotte kan bepaalde UV-straling het DNA van schimmels veranderen en hun ontwikkelingsvermogen verminderen.
Een indirecte actie via de verdediging van de plant
Licht heeft ook effecten op de plant en stimuleert het afweersysteem. Tijdens lichte stress produceren planten moleculen, reactieve zuurstofsoorten (ROS), die verantwoordelijk zijn voor het opzetten van het afweersysteem. Deze moleculen hebben echter een negatieve invloed op de ontwikkeling van planten. Rood licht helpt de ROS-concentratie in een plant te verlagen, terwijl een snel alarmsignaal behouden blijft. Verschillende golflengten, zoals UV-C, maken het door de productie van ROS mogelijk om de accumulatie van secundaire metabolieten te stimuleren, moleculen die betrokken zijn bij het afweersysteem van planten. Bovendien maken bepaalde R/FR-verhoudingen het, door een effect op de plantenbiomassa, moeilijk voor een gewas om door een schimmel te koloniseren. Het is dus mogelijk om de dikte van de bladeren van planten te vergroten en te voorkomen dat de ziekteverwekker zich ontwikkelt door de toegang tot de voedselbron te verwijderen.
Figuur 2: Slabladeren blootgesteld aan gedestilleerd water (DW, links) en aan de schimmel Botrytis cinerea (rechts), afhankelijk van het gebruikte lichtspectrum. Bron: Kook et al., 2010
Bewezen effectiviteit
Wat de werkingsmechanismen ook zijn, de effectiviteit van specifieke golflengten is aangetoond tegen bepaalde schimmels die wijdverspreid voorkomen in gewassen. Tegen komkommermeeldauw zijn Podosphaera xanthii, UV-B en een hoge R/FR-verhouding effectief gebleken. Ook in de strijd tegen de schimmel Botrytis cinerea is de effectiviteit van UV-C en blauw licht bewezen op respectievelijk tomaten en sla. Ten slotte is de combinatie van rode en blauwe golflengten effectief tegen valse basilicummeeldauw, Peronospora belbahrii.
Figuur 3: effecten van verschillende lichtbehandelingen op de ontwikkeling van echte meeldauw Podosphaera xanthii op komkommerbladeren.
1: natuurlijk licht + hogedruknatriumlampen (HPS) gedurende 16 uur
2: natuurlijk licht + HPS gedurende 16 uur + UV-B
3: natuurlijk licht + HPS gedurende 16 uur + hogedrukkwiklampen (HPM) gedurende 2 uur
4: natuurlijk licht + UV-B + HPM gedurende 2 uur.
Bron: Suthaparan et al., 2014
Het beheersen van de verlichting is een essentiële parameter voor het succes van een gewas, om de opbrengst te verhogen en de kwaliteit ervan te verbeteren, maar ook om de ontwikkeling van schimmels te voorkomen en te beheersen. Het dagelijkse lichtmanagement maakt het mogelijk om het lichtspectrum aan te passen aan de aanwezigheid van ongewenste organismen en te voorkomen dat deze het gewas schade toebrengen. Een geschikt lichtspectrum garandeert het succes van een gewas, zowel in termen van productiviteit als kwaliteit, terwijl de impact op het milieu wordt beperkt.
