Winning teams voor toekomstige voedselproductie

Als student heb ik een half jaar stage gelopen bij TropenBos. Tijdens die stage woonde ik in het regenwoud in Brits Guyana. Daar sliep ik in een hangmatje en waste ik me bij het riviertje dat langs het kamp liep. Ik genoot van de aanblik van de enorme diversiteit in het bos. Het leek wel of iedere boom of plant daar stond, omdat zijn buurman er was. Een perfecte balans tussen de verschillende soorten, puur omdat het ecosysteem erop gericht is dat echt alle beschikbare bronnen – nutriënten, water en zonlicht effectief gebruikt worden. En er zijn enorm veel belangrijke interacties: competitie op leven en dood, maar ook wederzijdse hulp. Ik help jou, jij helpt mij. Tussen bomen onderling, maar ook tussen bomen en lianen, bomen en schimmels, vogels en insecten. Kunnen we dit dynamische systeem van het regenwoud met een grote diversiteit aan soorten als voorbeeld voor onze toekomstige productiesystemen nemen?

Productiesystemen in transitie

Iedereen kent de zorgen over klimaatverandering. We weten dat er te veel bestrijdingsmiddelen en meststoffen worden gebruikt. Dankzij de stikstofcrisis weten we van de te hoge stikstofdepositie voor natuur en milieu. En, zeer urgent, de biodiversiteit neemt snel af. Het verlies van biodiversiteit is zelfs zo ernstig dat het functioneren van de planeet in gevaar komt. Daarom zitten we in Nederland midden in een transitie in de land- en tuinbouw, de veehouderij en ondergaat ook de bosbouw een transitie. Biodiversiteitsdoelen moeten een integraal onderdeel zijn van deze transitie, want biodiversiteit draagt bij aan duurzame en weerbare productiesystemen. Hierbij is de gedachte dat biodiversiteit allereerst leidt tot beter en efficiënter gebruik van de beschikbare voedingsstoffen en grondstoffen. Ook de weerstand tegen ziekten en plagen neemt toe. Biodiversiteit werpt verder een buffer op tegen klimaatverandering. En – niet te vergeten – biodiversiteit zorgt voor een variatie aan goed aangepaste, robuuste soorten gewassen, landbouwhuisdieren en bomen. Het kan ons veel opleveren als we goed gebruikmaken van biodiversiteit in de toekomstige productiesystemen.

Levert monocultuur de juiste basis?

Om de agrobiodiversiteit in de plantaardige productie te verhogen werken we binnen Wageningen University & Research aan mengteelt, strokenteelt en zelfs pixel cropping. We onderzoeken diersoorten en rassen die een belangrijke rol kunnen spelen in een meer natuurinclusieve kringlooplandbouw. En we werken aan uitbreiding en duurzaam beheer van bossen, want bossen moeten een belangrijke bijdrage leveren aan het vastleggen van CO₂ en grondstoffen leveren voor de circulaire economie. Meer diversiteit aan boomsoorten en rassen kan de duurzaamheid en vitaliteit van bossen vergroten.
Het probleem is dat de plantenveredeling en dierfokkerij vooral nog gericht zijn op een beperkt aantal soorten en rassen voor gespecialiseerde systemen en vooral voor monoculturen. We gebruiken zaden die veredeld zijn op een maximale productie in een monocultuursysteem. We fokken ons vee om hen ‘topsport’ te laten leveren, waardoor ze veel melk of vlees opleveren. En we planten nog steeds veel fijnsparren bij elkaar terwijl die juist -zeker bij droge zomers – gevoelig zijn voor de letterzetterkever.

Slim combineren

Zou het niet slim zijn als we in onze productiesystemen de voordelen van biodiversiteit benutten, of dat nou in bosbouw, veeteelt of land- en tuinbouw is? Dat we leren van de biodiversiteit in het regenwoud? In een systeem met slimme combinaties vullen de gewassen elkaar aan en versterken ze elkaar. Stel je voor dat ons vee gefokt is zodat het onderdeel is van de kringlooplandbouw en de nieuw aangeplante bossen veerkrachtig en vitaal zijn?

Dat zou betekenen dat we in onze nieuwe systemen dus op zoek moeten naar combinaties van soorten en rassen. Deze hebben eigenschappen waarmee gewassen, vee en bomen een belangrijke extra bijdrage kunnen leveren aan een duurzaam productiesysteem. In de tijd van onze grootouders groeiden uien nog naast de worteltjes in de moestuin, omdat dit de wortelvlieg op afstand hield. De waarde van biodiversiteit ligt in de interactie tussen soorten en optimaal aangepaste rassen. Soorten nemen verschillende voedingsstoffen op en samen doen ze het beter. En de ene soort blokkeert de ziekteverspreiding bij de andere soort. Bij bodemschimmelziektes zijn er zelfs buurplanten die de groei van de boosdoener kunnen stoppen in de gastheer. Het geheel is dan meer dan de som der delen. Als we dit echt willen, moet er wel een omslag plaatsvinden. We kunnen niet langer stap-voor-stap de huidige rassen verbeteren, maar we zullen vol moeten zoeken naar ‘winning teams’. We gaan voorbij de combinatie wortel-ui van onze grootouders op zoek gaan naar gouden combinaties in een bos, op een akker en  in de hele kringloop. En daarin heeft ons vee een belangrijk rol.

Onzekerheid remt

Maar ja, dat is natuurlijk makkelijker gezegd dan gedaan. Veredeling en fokprogramma’s zijn langdurige processen. Enkele basisprincipes van de toekomstige systemen zijn wel duidelijk. Op precies te zijn:  een gezonde bodem als basis, een inherente weerstand tegen ziektes, minder pesticiden en kunstmest, kringlopen sluiten, klimaatadaptatie, integratie van landbouw, natuur en biodiversiteit op het niveau van productiesysteem en in het landschap en optimaal en efficiënt gebruik van biomassa.
Dus hoge productie is niet langer het enige doel. Toch is het nog niet zeker wat die toekomstige eisen van de landbouw- en bosbouwsystemen precies zijn. Hoe zijn de systemen verbonden? Welke combinaties van soorten, rassen en genetische diversiteit zijn nodig om optimaal te profiteren van de toegevoegde waarde van biodiversiteit? Hoe kunnen we die samenvatten in de eigenschappen van gewassen, landbouwhuisdieren en bomen? Hoe zorgen we dat biodiversiteit en genetische diversiteit goed worden geïntegreerd in voedsel en bosbouw productiesystemen?
Al met al best een setje indrukwekkende vragen waar we met elkaar snel antwoorden op moeten zien te vinden; onderzoek, de leveranciers van uitgangsmateriaal (zaden en stekken) en de gehele voedsel- en bosbouwketen. Zeker is dat we de omslag alleen kunnen maken als we met een nieuwe kijk op zoek gaan naar combinaties om optimaal te profiteren van biodiversiteit.

“In plaats van eindeloos te proberen in het veld of in de kas, kunnen we nu virtuele plantencombinaties maken en testen of een duo meerwaarde heeft. Zo kunnen we met modelleersessies heel gericht gaan zoeken naar gouden combinaties.”

Saskia Visser, Programmaleider Circulaire en klimaatneutrale samenleving

Deel deze quote:

Technologie en modellen maken veel mogelijk

Dat ui en wortel een goede combinatie vormen, weten we van onze grootvaders. In Zuid Amerika is zo’n zelfde voorbeeld. Daar worden mais, boon en pompoen samen gekweekt als de ‘drie zussen’. De strokenteeltproeven laten al veelbelovende positieve interacties zien tussen gewassen: stabielere oogst, ziektebestrijding is minder nodig. Daarbij is gewoon begonnen met de monocultuurrassen.

Wat als we dat nog verder gaan optimaliseren met echte ‘winning team-rassen’? Om als winning team sneller te kunnen groeien moeten de ondergrondse eigenschappen geoptimaliseerd worden. Hoe kunnen de verschillende wortelsystemen complementair nutriënten opnemen uit verschillende lagen van de bodem? Hoe kan de stikstof uit de lucht, die wordt vastgelegd door een vlinderbloemige soort als de boon, ten goede komen aan mais of pompoen? Hoe kunnen we de ondergrondse wortelnetwerken zo ‘sturen’ dat de verspreiding van bodemziekten wordt gehinderd in plaats van versneld? Hoe kunnen we de ‘vijand van de vijand’ aantrekken door slimme soort combinaties te creëren? En voor de dierlijke productie: welke fokdoelen en dierrassen zijn geschikt of het meest waardevol voor specifieke productiesystemen? Denk aan variaties van natuurinclusieve kringloopsystemen met kruidenrijk grasland, aan kringloopsystemen die optimaal gebruik van zij- of reststromen of aan ‘gemengde’ systemen met gewassen, vee en bomen.

En vooral – dat willen wetenschappers altijd graag – hoe kunnen we de bevindingen uit onze proeven veralgemeniseren? We hoeven dan niet steeds opnieuw voor iedere combinatie het wiel uit te vinden. Wageningse onderzoekers kunnen planten goed modelleren: bovengronds, maar sinds kort ook ondergronds. En in plaats van eindeloos te proberen in het veld of in de kas, kunnen we nu virtuele plantencombinaties maken en testen of een duo meerwaarde heeft.
Zo kunnen we met modelleersessies heel gericht gaan zoeken naar gouden combinaties; en zelfs detecteren welke eigenschappen daaraan ten grondslag liggen. De computer berekent de diversiteitseffecten van een groeiseizoen in een paar nachten. De uitkomsten van deze modelleersessies geven ons richting. Zo kunnen we slimmer en sneller gaan zoeken naar een combinatie. En wellicht kunnen we zelfs dankzij kringlooplandbouw, met specifiek zijstromen ons vee weerbaarder maken tegen ziekten.

Hoe gaan we verder?

De vraag die direct volgt is: wie zorgt voor de diversiteit aan uitgangsmateriaal? Wat zijn de consequenties voor veredeling en fokprogramma’s?  In het project Breeding4Diversity werken we aan de eerste stappen. Graag verkennen we met elkaar – wetenschappers en bedrijfsleven – manieren om de eisen vanuit een diversiteit aan duurzame en weerbare systemen in landbouw en bosbouw te vertalen naar optimaal benutte diversiteit in soorten en rassen van gewassen, landbouwhuisdieren en bomen. Dit soort grote vragen kunnen we alleen samen tackelen, met een diversiteit aan expertises om de tafel.

We nodigen partijen dan ook uit om met ons samen te werken en de onderzoeksagenda op dit terrein verder te ontwikkelen. De transitie naar nieuwe productiesystemen op basis van biodiversiteit kunnen we alleen op tijd maken als we samen onze verantwoordelijkheid nemen. Zodat we over tien jaar meer ‘winning teams’ hebben dan de oude, vertrouwde ‘ui en wortel’.

Dit blog is tot stand gekomen met input van Liesje Mommer, Guusje Bonnema en Sipke Joost Hiemstra.

Leadfoto: Jan Peter van der Hoeve

Denk met ons mee over de transitie naar een circulaire biobased en klimaatslimme samenleving. Ga naar Circular@WUR.