Buren hebben meer invloed op planten dan gedacht, ontdekken Leidse wetenschappers
Leidse wetenschappers hebben ontdekt dat planten sterk worden beïnvloed door hun ‘buren’. Niet alleen bovengronds, maar ook via verborgen netwerken in de bodem. Hun bevindingen zetten bestaande ideeën over hoe planten hun omgeving beïnvloeden op zijn kop en kunnen bijdragen aan duurzamere landbouw.
Buren zijn belangrijk – voor mensen, maar zeker ook voor planten. Hoewel planten vaak afzonderlijk worden bestudeerd, laat nieuw Leids onderzoek van Mireadili Kuerban, Sofia Gomes en Martijn Bezemer zien dat naburige planten grote veranderingen teweegbrengen onder de grond.
Tot nu toe werden planten meestal als op zichzelf staande organismen gezien. Dit onderzoek laat juist zien dat planten, bodem en micro-organismen als bacteriën en schimmels samen één geheel vormen, dat sterk wordt beïnvloed door welke planten naast elkaar groeien.
Dit onderzoek laat zien dat planten, bodem en micro-organismen als bacteriën en schimmels samen één geheel vormen
Een ontbrekende schakel in onderzoek
Wetenschappers wisten al dat planten samenwerken met micro-organismen in de bodem. Maar die relaties worden meestal in afzonderlijk gekweekte planten bestudeerd, legt Bezemer uit. ‘In andere onderzoeksgebieden kijken we juist naar interacties tussen planten en de bodem, en tussen planten onderling, maar daar wordt geen aandacht besteed aan de wisselwerking met micro-organismen. Die werelden zijn nauwelijks met elkaar verbonden.’
Door die scheiding werd de invloed van naburige planten vaak over het hoofd gezien. ‘Het is gewoon makkelijker om één interactie tegelijk te bestuderen, en daar blijft het dan vaak bij,’ zegt Kuerban.
Een simpel idee, duizenden potten
Om hun idee te testen, voerden de onderzoekers een grootschalig experiment uit. Het idee was eenvoudig: laat planten groeien in aarde, meet welke micro-organismen aanwezig zijn, en voeg vervolgens een andere plant toe om te zien wat er verandert.
‘We hebben planten gekweekt met en zonder microben, en daarna een tweede plant toegevoegd,’ zegt Kuerban. ‘Het idee is simpel, maar de schaal is enorm: duizenden potten.’
Dat is aanzienlijk groter dan de meeste experimenten in dit vakgebied. De onderzoekers kweekten en maten elke plant met zorg, en analyseerden de aanwezige micro-organismen zeer uitgebreid. Het onderzoek nam daardoor meerdere jaren in beslag.
Grote effecten onder de grond
De resultaten waren opvallend. Planten die op zichzelf groeien, hebben een grote invloed op de micro-organismen rond hun wortels – dat was al bekend. Maar die invloed neemt drastisch af zodra er een buurplant aanwezig is.
‘Bij bacteriën is de plant verantwoordelijk voor ongeveer 70% van de variatie,’ zegt Kuerban. ‘Met een buurplant daalt dat naar ongeveer 20%.’ Met andere woorden: naburige planten kunnen de samenstelling van microben met zo’n 50% veranderen. ‘We dachten dat een plant alles bepaalt in en rondom zijn wortels,’ zegt Kuerban. ‘Maar dat blijkt dus niet zo te zijn.’
Naburige planten kunnen de samenstelling van microben met zo’n 50% veranderen
Bodem met een soort ‘geheugen’
Het onderzoek keek ook naar zogenaamde bodemeffecten die achterblijven nadat een plant is verdwenen. ‘Een plant verandert de micro-organismen rond zijn wortels en in de bodem,’ zegt Kuerban. ‘Zelfs als de plant weg is, blijft dat effect bestaan. Je kunt het zien als een soort geheugen van de bodem.’
Opvallend is dat bacteriën en schimmels zich anders gedragen. Bacteriën reageren snel en veranderen ook snel, terwijl schimmels langzamer groeien en langer aanwezig blijven. Daardoor spelen schimmels een grotere rol in deze bodemeffecten, en reageren bacteriën sterker op directe buren.
Meer dan alleen concurrentie
De resultaten zetten ook vraagtekens bij het idee dat planten vooral met elkaar concurreren. In sommige gevallen helpen planten elkaar juist.
Planten geven suikers en chemische stoffen af aan de bodem, waar micro-organismen van leven. Verschillende plantensoorten geven verschillende stoffen af, die samen een gunstigere omgeving kunnen creëren. ‘De ene plant levert bepaalde stoffen, de andere bepaalde microben,’ zegt Bezemer. ‘Samen kunnen ze een optimale combinatie vormen.’
‘Het benadrukt hoe belangrijk processen onder de grond zijn.’
Van laboratorium naar landbouw
De inzichten zijn ook belangrijk voor de landbouw. Veldonderzoek laat zien dat gemengde gewassen zonder kunstmest soms net zo goed presteren als teelt van één gewas met veel mest.
Door beter te begrijpen hoe planten elkaar beïnvloeden, kunnen boeren slimmere combinaties kiezen, opbrengsten verbeteren en minder kunstmest gebruiken. ‘Ons onderzoek laat zien waarom mengteelten kunnen werken,’ zegt Kuerban. ‘Het benadrukt hoe belangrijk processen onder de grond zijn.’
Het onderzoek is gepubliceerd in Microbiome en Nature Plants.