Bestrijdingsmiddelen: gif of gewasbeschermingsmiddelen?

Met een serie vraaggesprekken willen we vanuit de WUR bijdragen aan deze discussies over de dilemma’s en grote vragen die er zijn rondom (duurzame) landbouw en voedselvoorziening. Op deze manier willen we laten zien wat er speelt en waarom, wat mogelijke oplossingen zijn en hoe daaraan gewerkt wordt.

In het eerste gesprek met Pieter de Wolf, projectleider van de Boerderij van de Toekomst, ging het over mest. In dit tweede gesprek vertellen Marleen Riemens, teamleider gewasgezondheid bij Wageningen Plant Research en Johan Bremmer, projectmanager plantgezondheid en gewasbescherming bij Wageningen Economic Research over het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen.

Gif, bestrijdingsmiddelen, gewasbeschermingsmiddelen. De gehanteerde term zegt veel over hoe men aankijkt tegen het gebruik. Een andere naam is pesticiden, waarbij weer onderscheid mogelijk is naar herbiciden (tegen onkruid), fungiciden (tegen schimmels), nematiciden (tegen aaltjes) en insecticiden (tegen insecten). Waarom worden er eigenlijk pesticiden gebruikt in de landbouw?

Boeren gebruiken gewasbeschermingsmiddelen om schade aan het gewas of oogstbaar product te voorkomen. Deze schade kan veroorzaakt worden door een ziekte (als gevolg van een schimmel, bacterie of virus), een plaag (veroorzaakt door aaltjes en insecten) of door onkruiden. Dat belemmert de groei van het gewas waardoor een gewas minder opbrengst heeft. Een ziekte of plaag vermindert ook de kwaliteit van het oogstbare product door bijvoorbeeld rotte plekken of vraatschade. Effectief gebruik van pesticiden verhoogt dus de opbrengst in kilo’s per ha, alsook de kwaliteit van het product. Daarnaast draagt het bij aan oogstzekerheid, en daarmee dus ook aan voedselzekerheid.

Afhankelijk van de schaal waarop géén gewasbeschermingsmiddelen worden gebruikt, kan de productie (fors) dalen. Om deze teruggang te compenseren, zal het nodig zijn om extra land in gebruik te nemen om in de wereldwijde behoefte aan voedsel te voorzien. Dit kan ten koste gaan van de natuur en door verlies aan habitat schadelijk zijn voor de biodiversiteit. Daar staat tegenover dat pesticiden kunnen leiden tot milieuschade.

Je leest wel over natuurlijke middelen en de chemische middelen, wat is het verschil?

Er zijn verschillende categorieën stoffen en middelen waarover gesproken wordt: gewasbeschermingsmiddelen, laagrisico-gewasbeschermingsmiddelen, basisstoffen, en natuurlijke bestrijdingsmiddelen.

Een gewasbeschermingsmiddel is een middel waarvan de werkzame stof is goedgekeurd voor gebruik bij de teelt van planten om deze tegen schadelijke organismen te beschermen. De werkzame stof geeft het middel zijn werkzaamheid.

Een laagrisico-gewasbeschermingsmiddel bevat een laagrisico-stof of een basisstof. Laagrisico-stoffen hebben een laag risico voor mens, dier of milieu. Dit blijkt uit de beoordelingsprocedures voor werkzame stoffen van de toelatingsinstanties.

Een basisstof is een stof die al voor een ander doel op de markt is (bijvoorbeeld als voedingsmiddel, zoals azijn of bier), maar die ook als gewasbeschermingsmiddel werkt en gebruikt mag worden. Eventuele risico’s zijn namelijk al bij het oorspronkelijke gebruik bepaald. De basisstof mag wél als gewasbeschermingsmiddel worden gebruikt, maar níet als zodanig worden verkocht. Een basisstof heeft per definitie een laag risico en heeft geen effect op de hormoonhuishouding, het immuunsysteem of (de ontwikkeling van) het zenuwstelsel.

Natuurlijke middelen hebben een natuurlijke oorsprong. Het is mogelijk om deze stoffen te winnen uit de natuur. Je kunt dezelfde chemische stof gebruiken, deze kan ofwel uit de natuur gewonnen worden of in een fabriek geproduceerd. Voor sommige chemische stoffen geldt dat deze niet in de natuur voorkomen.

Van natuurlijke gewasbeschermingsmiddelen wordt gedacht dat deze per definitie geen risico’s met zich meebrengen, of in ieder geval minder giftig zijn dan chemische middelen. Dit hoeft echter niet zo te zijn. Een stof als cyaankali is een natuurlijke stof die wel toxisch is, hetzelfde geldt voor het gif van een gifkikker. Veel synthetische werkzame stoffen in gewasbeschermingsmiddelen zijn gebaseerd op stoffen die planten uitscheiden om zich tegen belagers te beschermen. Daarnaast zijn er micro-organismen zoals bacteriën, schimmels en virussen die ingezet kunnen worden als gewasbeschermingsmiddel. Bacteriën kunnen de wortels van planten koloniseren zodat schadelijke bacteriën en schimmels geen kans krijgen, of ingezet worden om insecten te bestrijden. Schimmels kunnen ook schadelijke insecten aantasten of andere kwaadaardige schimmels bestrijden. Verzwakte varianten van een virus kunnen gebruikt worden als 'vaccinatie' om een plant te beschermen tegen een agressievere variant van dat virus.

Stel, boeren zouden helemaal geen pesticiden meer gebruiken, welke mogelijkheden zijn er dan om ziekten, plagen en onkruiden te voorkomen/te bestrijden?

Het is goed om onderscheid te maken tussen het voorkomen en het bestrijden van ziekten, plagen en onkruiden. Voorkomen is natuurlijk altijd prettiger dan genezen. Om schade door ziekten, plagen en onkruiden te voorkomen, is het belangrijk om goed na te denken over het bouwplan. De gewas- en raskeuze en de gewasvolgorde zijn belangrijke aspecten. Zo is een waardplant een gewas dat als gastheer kan fungeren voor een ziekte of plaag. Een teler moet er op letten dat er zo min mogelijk gewassen/rassen na elkaar worden geteeld, waarop een ziekte of plaag zich kan voeden en/of vermeerderen (anders gezegd: niet opeenvolgende waardplanten opnemen in het bouwplan). Anders neemt de populatie van de ziekte of plaag in de loop van de tijd toe en loopt de schade steeds verder op. Door gewassen in het bouwplan op te nemen waarop een ziekte of plaag niet vermeerdert, kan de populatie van een ziekte of plaag gereduceerd worden.

Ook bij onkruiden is de gewaskeuze en de gewasvolgorde van belang. Door te kiezen voor gewassen die verschillen in bijvoorbeeld zaaitijdstip of snelheid in de begingroei en die verschillende mogelijkheden bieden voor mechanische bestrijding (schoffelen, eggen, vingerwieden, etc), voorkom je dat een populatie van een onkruidsoort het te veel naar de zin krijgt in het bouwplan en voor grote problemen gaat zorgen.

Voor ziekten en plagen is vervolgens veel te behalen met een slimme raskeuze. Door te kiezen voor rassen die resistent of tolerant zijn, voorkom je ziekte of aantasting en zo ook schade. Helaas is het zo dat voor een groot aantal gewassen nog geen gecombineerde resistenties tegen meerdere ziekten of plagen beschikbaar zijn. Ook kunnen deze rassen vanuit commercieel oogpunt minder aantrekkelijk zijn, omdat bijvoorbeeld de consument of de verwerkende industrie graag andere eigenschappen zien (denk aan smaak of bakkwaliteit). In de ideale situatie zouden boeren bijvoorbeeld niet meer hoeven te kiezen tussen rassen die óf resistent zijn tegen aardappelziekte P infestans (phytophthora) óf tegen aaltjes (Globodera pallida).

Er wordt nu geëxperimenteerd met strokenteelt, waarbij in plaats van een groot perceel met een gewas, twee of meer verschillende gewassen elkaar afwisselen in smalle stroken. Het kunnen bijvoorbeeld stroken peen en ui van 3, 6, 9, 12 of 24 meter breed zijn die elkaar afwisselen, of een grasklavergewas met aardappelen. Het idee achter strokenteelt is dat ongewenste organismen zoals ziekten en plagen zich minder snel verspreiden in het perceel, maar ook dat gewenste organismen zoals natuurlijke vijanden meer ruimte krijgen door voedsel en beschutting te bieden in naastgelegen stroken. Dit wordt nu onderzocht. Bepaalde gewascombinaties kunnen positief voor de gewasgezondheid uitpakken, maar anderen juist negatief.

Bodembeheer en alles wat daarmee samenhangt is een instrument waarmee je ziekten, plagen en onkruiden kunt beïnvloeden en schade aan het gewas kunt beperken. Daarbij spelen de keuze van type en hoeveelheid bemesting waardoor een gewas gezonder is en minder snel of minder ernstig aangetast kan worden door ziekten of plagen een rol. Een kerende bodembewerking is effectief voor onkruidbeheersing, omdat onkruidzaden diep weggestopt worden en wortelonkruiden worden uitgeput. Wanneer er dan toch een ziekte, plaag of onkruid in het gewas komt die voor schade kan zorgen, is een goede monitoring belangrijk.

Door goed te waarnemen (welke soort is het? Welke hoeveelheden?) en daar, eventueel via een beslissingsondersteunend systeem, de juiste aanpak bij te kiezen kan ook onnodige inzet van een gewasbeschermingsmiddel voorkomen worden. In veel gewassen is het mogelijk om herbiciden te vervangen door schoffelen of eggen. Deze methode is wel veel afhankelijker van het weer: als het te nat is, kun je niet rijden door een gewas, als het te droog is, komt de schoffel of eg niet goed in de grond. En als een natte periode lang duurt, is het onkruid soms te groot om machinaal weg te halen en moet er met de hand gewied worden.

Biologische bestrijding van ziekten en plagen, bijvoorbeeld met virussen, bacteriën, schimmels of insecten, is in de open teelten nog zeer beperkt mogelijk; het aantal producten is nog beperkt. Dat komt ook omdat biologische bestrijding in het open veld minder effectief is: wisselende weersomstandigheden in het open veld zorgen ervoor dat biologische bestrijders het moeilijk hebben en hun populatie niet stabiel is. In kassen speelt dit probleem veel minder.

De bovenstaande instrumenten noemen we samen de ICM aanpak (Integrated Crop Management), waarin preventie en bestrijding samen komen. Deze ICM aanpak is dus gebaseerd op vijf pijlers: gewasdiversiteit, raskeuze, bodembeheer, monitoring & evaluatie en gerichte bestrijding.

Plantaardige productie zonder pesticiden kan grote bedrijfseconomische gevolgen hebben. Enerzijds zal, afhankelijk van het voorkomen van ziekten/plagen/onkruiden, de kg-opbrengst lager zijn en van jaar tot jaar sterk fluctueren. Anderzijds zullen de kosten toenemen, bijvoorbeeld wanneer onkruid handmatig bestreden moeten worden. Op korte termijn leidt dat tot sterke druk op de winstgevendheid van bedrijven en tot instabiliteit van ketens. Op langere termijn – afhankelijk van de schaal waarop producenten geen pesticiden gebruiken - zullen de prijzen voor voedsel stijgen. Voor de consument wordt de beschikbaarheid van voedsel ook onzekerder.

Het gebruik van pesticiden is – vooralsnog - tot op zekere hoogte een noodzakelijk kwaad, waarbij de gevolgen voor het milieu moeten worden afgewogen tegen de gevolgen voor de voedselproductie en – prijzen. Boeren en tuinders spuiten niet voor de lol. De gebruikte middelen zijn niet goedkoop, toepassing van de middelen is met veel wet- en regelgeving omgeven, op overtreding van de regels staan forse boetes. Anderzijds zijn er nog veel mogelijkheden om middelen te besparen. Niet iedere boer en tuinder benut de mogelijkheden om de gewasbescherming te verduurzamen. Wanneer we boeren en tuinders onderling vergelijken zien we dat er veel variatie is in het middelengebruik, en zijn er mogelijkheden voor boeren die veel milieubelasting hebben om te leren van anderen die veel duurzamer produceren.

Laatst was er een onderzoek van de Universiteit van Amsterdam, dat gaf aan dat chemische bestrijding vaak overbodig is. Hoe kijken jullie daar tegen aan?

Het is een interessante studie, die bestaat uit twee delen: een modelstudie en een meta-analyse. Op basis van de modelstudie voorspellen de onderzoekers dat toediening van gewasbeschermingsmiddelen in de aanwezigheid van effectieve natuurlijke vijanden, waarschijnlijk leidt tot een toename van de plaag wanneer de natuurlijke vijanden door de toegediende gewasbeschermingsmiddelen mortaliteit ondervinden. Op zich is dit logisch: wanneer het gewasbeschermingsmiddel dat je toedient zorgt voor afsterven van aanwezige natuurlijke vijanden, zal de plaag op het moment dat het middel uitgewerkt raakt weer toenemen en door de kleinere populatie natuurlijke vijanden zal de plaag groter kunnen worden dan voorheen. Hier wordt wel een belangrijke randvoorwaarde gesteld aan de uitkomst van deze studie: natuurlijke, effectieve vijanden moeten aanwezig zijn en er moet een nadelig effect (namelijk afsterven van de natuurlijke vijanden) als gevolg van het toegediende middel optreden.

De meta-analyse bevestigt dat gewasbeschermingsmiddelen een plaag laten afnemen wanneer er geen natuurlijke vijanden aanwezig zijn, en dat in aanwezigheid van deze effectieve natuurlijke vijanden gewasbeschermingsmiddelen niet helpen om de plaagpopulatie aan te pakken.

De conclusie is dan dat het zinnig is om goed te kijken naar het voorkomen van natuurlijke vijanden in een gebied en op een perceel en dat we eventueel ingrijpen op de plaag goed afstemmen met de aanwezige natuurlijke vijanden en hun eventuele gevoeligheid voor de in te zetten middelen. Overigens is in deze studie geen informatie over de effectiviteit van de aanwezige natuurlijke vijanden beschikbaar, en ook geen direct verband gelegd tussen de toegepaste middelen en de gevoeligheid voor deze middelen van natuurlijke vijanden. Dat zou een nuttige vervolgstudie kunnen zijn.

Het onderzoek van de UvA sluit aan bij onze onderzoeksprogramma’s waarin wij de verbinding zoeken tussen landbouwproductie en de natuur. Denk bijvoorbeeld aan functionele agrobiodiversiteit. De conclusie dat chemische bestrijding in zijn algemeenheid vaak overbodig is, is te kort door de bocht. Voor veel ziekten en plagen zijn te weinig natuurlijke bestrijders aanwezig, waardoor schade optreedt. Het onderzoek van de UvA richt zich op insectenplagen, en laat beheersing van ziekten, onkruiden en andere plaagorganismen buiten beschouwing.

Is iets te zeggen over de stapeling van middelen? Veel zorgen – zoals ik het lees – gaan er over dat per middel is getest, niet naar de stapeling van middelen. Is dat een terechte zorg?

Stapelen is de toepassing van een middel op een perceel met het maximaal toegelaten aantal toepassingen, gevolgd door het toepassen van een ander middel met dezelfde werkzame stof. Het vaker toepassen en de dosering van een werkzame stof wordt nu niet meegenomen in de beoordeling van een individueel middel. Daarmee is het een begrijpelijke zorg. Over de algemene effecten van de stapeling van middelen is echter nog weinig bekend. Er is meer onderzoek nodig om na te gaan of het effect van de stapeling van middelen een optelsom is van de effecten van de individuele middelen of dat er meer aan de hand is. Voor vier stoffen waarvan wel gemeten is dat de toegelaten concentratie in het oppervlaktewater relatief vaak overschreden wordt, zijn door het Ctgb maatregelen tegen het stapelen ingevoerd. Het gaat om middelen op basis van de werkzame stoffen abamectine, deltamethrin, esfenvaleraat en chlorantraniliprole (die in meerdere teelten worden toegepast) waarvoor een maximumdosering geldt van de hoeveelheid werkzame stof per ha per jaar.

Wat zijn nu de ontwikkelingen om het gebruik van pesticiden terug te dringen en minder belastend te maken voor het milieu? Wat kunnen technieken als CRISPR-cas hierin nog bijdragen?

Er zijn verschillende ontwikkelingen gaande om de land- en tuinbouw minder afhankelijk te maken van gewasbeschermingsmiddelen. Zo wordt gewerkt aan weerbare teeltsystemen, die zoveel mogelijk op preventie gericht zijn (gewasdiversiteit, strokenteelt, resistente en tolerante rassen en een gezonde bodem). Voor de ontwikkeling van tolerante en resistente rassen kunnen nieuwe veredelingstechnieken een belangrijke rol spelen. Die technieken verkorten veredelingsprocessen met enkele jaren. Zo kunnen we sneller beschikken over resistente rassen met goede vermarktbare eigenschappen.

Ook het combineren van resistenties tegen meerdere pathogenen (ziekteverwekkers) wordt vergemakkelijkt door nieuwe technieken zoals CRISPR-cas. Belangrijk is dan wel een goed resistentiemanagement. Pathogenen passen zich continu aan de omgeving aan, ook aan de rassen die we telen. Op termijn kunnen deze pathogenen de resistentie doorbreken. Wanneer alle telers in Nederland hetzelfde ras gaan telen, is er een grote kans dat een pathogeen zich snel kan aanpassen en de resistentie doorbroken wordt. Het doel van resistentiemanagement is om de kans op het ontstaan van een nieuwe variant van het pathogeen, die het wel goed doet op zo’n ras, te minimaliseren. Denk hierbij ook aan de verschillende corona virus varianten.

Daarnaast wordt gewerkt aan beslissingsondersteunende systemen, die boeren en tuinders kunnen helpen in de afweging of het nodig is in te grijpen; aan micro-en macro-organismen als alternatieve bestrijders voor pesticiden; en aan het stimuleren van natuurlijke vijanden (functionele agrobiodiversiteit). Deze activiteiten worden ondersteund door de ontwikkelingen op het gebied van de precisielandbouw. Door de ontwikkeling van sensoren moet het straks mogelijk zijn om ziekten en plagen net zo goed, of misschien zelfs wel beter/eerder te kunnen waarnemen als met het menselijk oog. Gecombineerd met robotica kan zo een pleksgewijze bestrijding mogelijk worden, of kan de inzet van biologische bestrijders worden geoptimaliseerd. Door individuele plantherkenning kunnen onkruiden per plant door een robot bestreden worden. Dit is veelal nog toekomstmuziek, maar de ontwikkelingen zijn wel gaande.

Aan de toepassing van al deze technologische oplossingen zit natuurlijk wel een prijskaartje. Afgezien van de ontwikkelkosten zijn een aantal van deze oplossingen ook prijzig in het toepassen. Voor ‘grote’ gewassen, dat wil zeggen gewassen die wereldwijd veel geteeld worden, en voor veel voorkomende ziekten/plagen/onkruiden zal de technologie eerder beschikbaar zijn dan voor ‘kleinere’ gewassen en minder vaak voorkomende ziekten/plagen/onkruiden. Toepassing vraagt ook gedegen kennis. Dat geldt bijvoorbeeld voor weerbare teeltsystemen en de toepassing van biologische bestrijders. Precisielandbouw vraagt om een minimale schaalgrootte om de investeringen terug te verdienen. Voor kleinere bedrijven zou dit wellicht ondervangen kunnen worden door samenwerking of het gebruikmaken van loonwerkers, die de techniek op meerdere bedrijven kunnen toepassen.

Zoals gezegd zal het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen vooralsnog een noodzakelijk kwaad blijven, maar zijn er gelukkig veel ontwikkelingen om dit gebruik steeds verder terug te dringen.