fytopathologie of
plantenziektenkunde

Direct en indirect zijn we volledig afhankelijk van planten voor ons voedsel. Dit verklaart waarom de plantenziektekunde of fytopathologie zo'n grote vlucht heeft genomen en er over de hele wereld duizenden onderzoekers op de een of andere manier op dit vakgebied actief zijn.

Fytopathologie houdt zich bezig met zowel de echte ziekten als de plagen: die laatste worden veelal veroorzaakt door insecten.

Ruim 90 % van de bekende plantenziekten worden veroorzaakt door schimmels, de rest door bacteriën, virussen, en mycoplasmas.

Al vanaf het moment dat de mens begon met het bedrijven van landbouw kreeg hij last van plantenziekten. Monocultures gaven aanleiding tot epidemiën.

• Aardappelziekte veroorzaakt door Phytophothora infestans. Rond 1845 greep deze ziekte sterk om zich heen, hetgeen aanleiding gaf tot grote hongersnoden. De bekenste was die in Ierland, die er de aanleiding voor was dat de Ieren massaal naar Amerika emigreerden.
• Valse meeldauw van de wijnrank, veroorzaakt door Plasmapara viticola, die rond het eind van de vorige eeuw vrijwel de hele Franse wijnbouw vernietigde
• de Kastanjekanker, veroorzaakt door Endothia parasitica die bijna alle tamme kastanjebomen in de Verenigde Staten deed afsterven
• de Iepziekte, veroorzaakt door Ceratocystis ulmi, die al sinds de dertiger jaren van de twintigste eeuw over het hele westelijk halfrond woedt en nog steeds veel slachtoffers maakt.

Het is in de praktijk vaak moeilijk de oorzaak van een ziekte vast te stellen. We gaan in de meeste gevallen uit van plantmateriaal dat is aangetast. Als we van het aangetaste weefsel gaan isoleren, treffen we een reeks van schimmels aan. Heb je eenmaal een schimmel geïsoleerd, dan moet je vaak eerst bewijzen of je ook werkelijk de ziekteverwekker te pakken hebt. Dat gebeurt nog altijd volgens de zogenaamde Koch postulaten. Koch was een bekende Duitse fytopatholoog die deze postulaten heeft geformuleerd:

• 1. De schimmel moet met de ziekte zijn geassocieerd
• 2. De schimmel moet in cultuur zijn geïsoleerd
• 3. Vervolgens moet je de gezonde waardplanten infecteren met een reincultuur van de te testen schimmel.
• 4. Indien dezelfde ziekteverschijnselen zich voordoen, moet de schimmel opnieuw uit aangetast weefsel te isoleren zijn.

Alleen op die manier kun je er achter komen bij een nieuwe ziekte of je de werkelijk ziekteverwekker te pakken hebt.

Bij al deze ziekten is het van groot belang inzicht te krijgen in de processen die een rol spelen bij het verloop van de ziekte, van infectie tot afsterven, van inoculatie tot sporulatie.

1. Waardplant-pathogeen relatie

De ideale strategie van een pathogeen is niet die van het doden van de waardplant. Dit zou immer niet voordelig zijn. Je ziet dan ook dat er zich in de loop van de tijd een subtiel evenwicht heeft ontwikkeld tussen waardplant en pathogeen, waarbij het pathogeen de waardplant niet doodt, en de waardplant de parasiet niet geheel verjaagt. De oorzaak ligt in een uitgekiende genetische balans tussen pathogeniteit van de schimmels en resistentie van de waardplant. Je ziet dan ook dat in het geval waarbij een pathogeen wordt geïntroduceerd op een nieuwe gastheer, er een catastrofe ontstaat omdat de waardplant in het geheel niet in staat is op de parasiet te reageren. Voorbeeld: Valse meeldauw op Lisianthus.
De adaptatie aan een parasitaire leefwijze vereist van de schimmels specialisatie, zoals de ontwikkeling van enzymen, zoals cellulasen en pectinases om de celwand binnen te kunnen dringen. Sommige schimmels, met name de necrotrofe onder hen, ontwikkelen mycotoxinen om de plantencel te doden. Weer andere schimmels raken zo intiem met hun gastheer dat zij afhankelijk worden voor hun voortbestaan van de levende cel, niet alleen voor voedsel, maar ook voor een aantal vitale enzymen en zelfs hele biosynthese lijnen. Sommige schimmels produceren groeihormonen voor de plant die de deling en groei van plantencellen reguleren. Dit verklaart het ontstaan van de verschillende soorten parasieten.

2. Studie van levenscycli

Voor het begrip van het ontstaan en verloop van een plantenziekte is het van vitaal belang om de levenscyclus van de schimmels te kennen. Dit is vooral het geval bij obligate parasieten.

Sommige roesten hebben een complexe strategie om te overleven door van waard te wisselen, teneinde de periode dat een waardplant niet beschikbaar is te overbruggen. Kennen we die waardplantwisseling, dan kunnen we cyclus onderbreken en zo soms herinfectie van de voor ons belangrijke waardplant voorkomen.

Het best bekende voorbeeld hiervan is de cyclus van Puccinia graminis die van granen overgaat op Berberis. In de graangebieden van Noord Amerika kon de graanroest succesvol worden bestreden door de Berberis in de omgeving uit te roeien.

3. Kennis vergaren over de vectoren van de ziekteverwekker:

• wind
• insecten
• menselijke activiteit: het wereldwijd verslepen van voedsel en voedingsproducten hebben in heel belangrijke mate bijgedragen tot de verspreiding van plantenziekten.

Bij de meeste andere ziekten hangt de epidemie niet alleen af van het succes van de eerste infectie, maar tevens van de hoeveelheid geproduceerd secundair inoculum in de loop van het seizoen.
En dit laatste is natuurlijk een complex van factoren: ten eerste de mate van virulentie van de schimmel en de resistentie van de waardplant, maar daarnaast ook weersomstandigheden en niet in de laatste plaats, acties van de mens om de ziekte in te dammen. De voor het ontstaan van epidemieën gunstige omstandigheden doen zich niet elk jaar voor, maar sommige gewassen worden altijd bedreigd.
voorbeeld: als de telers van fruit niet elk seizoen een aantal malen spuiten tegen appelschurft, zullen de vruchten zeker worden aangetast. Voor pindatelers geldt, dat als ze niet spuiten tegen bladschimmels, ze zeker tussen de 25 en 59 % van hun oogst verliezen. Aardbeikwekers moeten ook vrij intensief spuiten om te voorkomen dat een groot deel van de oogst door vruchtrotschimmels verloren gaat. Granen daarentegen kunnen doorgaans goed tegen de meeste ziekten worden beschermd door het zaad te behandelen.

In sommige gevallen volgen ziekten en ook epidemieën elkaar op: zo zijn jonge aardappelplanten gevoelig voor bladziekten veroorzaakt door een Alternaria soort, terwijl de volwassen platen juist door Phytophthora worden aangetast. Als maat voor de ernst van een epidemie zijn waarderingsschalen ingevoerd: aantal bladvlekken of aantaste graankorrels is maat voor de ernst van de epidemie en geeft aanleiding tot bepaalde maatregelen.

1. Uitsluiting.

• -Houd de schimmels buiten de deur. Door een uitgebreide quarantaine wetgeving proberen uitsluitend gezond plantmateriaal te importeren.
• -Gebruik van ziektevrij zaad of ander uitgangsmateriaal. Tegenwoordig gebruikt met bijvoorbeeld bij bepaalde gewassen in vitro gekweekt materiaal.

2. Uitroeiing

• -Vernietigen van aangetast materiaal: vernietigen van hele planten of aangetaste plantendelen.
• -Spuiten met fungiciden.

3. Preventie

• Het preventief spuiten met fungiciden die de vestiging van het pathogeen onmogelijk maken. Voorbeeld bij Phytophthora infestans: zoosporen extreem gevoelig.

4. Immunisatie

• Immunisatie wordt bereikt door het ontwikkelen van resistente rassen.

Preventie van epidemieën kan ook op andere manieren gebeuren:

• 1. Goede hygiënische maatregelen. We spraken al over de appelschurft (Venturia): opruimen van dood plantmateriaal opdat de ziekte niet kan overleven: verbranden, onderploegen.
• 2. Vruchtwisseling. Het afwisselen van gevoelige gewassen door niet gevoelige om zodoende de opbouw van inoculum te verminderen. Bekende voorbeelden zijn schurft bij aardappel en de aardappelmoeheid. Maar ook door knolgewassen afwisselen door granen. Hierbij is belangrijk te weten hoe lang de rust- of saprofytische stadia van de schimmels in de bodem overleven.
• 3. Ontsmetting: dit kan op verschillende manieren: chemisch of hitte. Stomen van grond in kassen tegen Fusarium bij anjers.
• 4. Ontwikkelen van resistentie: voorbeeld van Cladosporium cucumerinum
• 5. Het kweken in andere substraten van grond waardoor je het systeem beter kunt controleren.

Ook al in het licht van de roep om beperking van het gebruik van chemische bestrijdingsmiddelen is een uitgebreid waarschuwingssysteem ontwikkeld die de telers van bepaalde gewassen inlicht over te nemen maatregelen. Zo kunnen aardappeltelers tegenwoordig al een computergestuurd systeem raadplegen waarin ze te weten kunnen komen hoe groot het gevaar is voor Phytophthora, wat de potentiële inoculumdruk is en was de adequate dosering en intensiteit van de te nemen maatregelen moet zijn. Ook wordt van een aantal pathogenen het inoculumpotentieel in de lucht gemeten, die via de media worden bekend gemaakt.