Tool voorspelt of gewassen vatbaar zijn voor ziekte

Onderzoekers van de North Carolina State University ontwikkelden de computersimulatietool om te kunnen voorspellen wanneer en waar plagen en ziekten met grote zekerheid zullen toeslaan, zodat preventief kan worden ingegrepen.

Deze plagen bedreigen immers de voedselvoorziening en de biodiversiteit in bossen en ecosystemen.

Uit een recente studie van de Voedsel- en Landbouworganisatie (FAO) blijkt dat ziektes jaarlijks tot 40 procent van de globale landbouwproductie kunnen vernielen en het economische verlies daarvan kan oplopen tot 220 miljard dollar. Plagen die boeren wereldwijd hoofdbrekens bezorgen worden onder meer veroorzaakt door de oprukkende legerworm, tephritidae-fruitvliegjes en de verwoestende woestijnsprinkhaan.

De FAO-studie duidt de klimaatverandering aan als belangrijke reden waarom deze plagen op grote schaal voorkomen. Er wordt ook gewaarschuwd voor het toenemende risico van plagen voor de landbouw in regio’s met een gematigd en subtropisch klimaat.

PoPS

Het Pest of Pathogen Spread Forecasting Platform, oftewel ‘PoPS’, werd ontwikkeld in samenwerking met het Amerikaanse ministerie van landbouw. De tool zou elk type van ziekte kunnen voorspellen, ongeacht de locatie.

“Het is alsof je een heleboel verschillende aardes hebt om op te experimenteren en te testen hoe iets zal werken voordat je er tijd, geld en moeite in steekt”, zegt Chris Jones, de hoofdauteur van de studie.

De computersimulatietool vertrekt met de input van informatie over de klimaatomstandigheden van een bepaalde locatie, gecombineerd met gegevens over eerdere oogsten, de reproductiesnelheid van te verwachten ziekteverwekkers of plagen, en hoe deze zich in omgevingen verplaatsen. Het model verbetert naarmate er meer gegevens uit het veld worden ingevoerd.

Inzicht in ziektedynamiek

“Dit is een tool die in handen kan worden gegeven van een niet-technische gebruiker om meer te weten te komen over ziektedynamiek en -beheer, en hoe managementbeslissingen de verspreiding kunnen beïnvloeden”, legt Jones uit.

De tool is volgens hem nodig omdat er een enorme toename is van nieuwe plagen en ziekteverwekkers. Over de situatie in zijn eigen thuisland zegt hij: “De instanties die belast zijn met het beheer daarvan, hebben een steeds kleiner budget om te besteden aan een steeds groter aantal plagen. Ze moeten uitzoeken hoe ze dat geld zo verstandig mogelijk kunnen besteden.”

Gevlekte lantaarnvlieg

In hun studie beschrijven ze onder meer dat PoPS in de Amerikaanse staat Oregon een nieuwe, agressievere stam heeft ontdekt van de ziekte die sinds de jaren 1990 miljoenen eikenbomen heeft geveld in Californië.

Het model zal ook voorspellingen kunnen doen over de gevlekte lantaarnvlieg, een schadelijk insect in de Verenigde Staten dat al sinds 2014 fruitgewassen in Pennsylvania en aangrenzende staten teistert. De vlieg is verlekkerd op druiven-, appel- en kersengewassen, evenals amandelen en walnoten.

“Er is een beweging gaande binnen het domein van de ecologie om omgevingsomstandigheden te voorspellen”, zegt coauteur Megan Skrip. “Als we het weer kunnen voorspellen, kunnen we dan voorspellen waar er een algenbloei zal zijn, of welke soort er in bepaalde gebieden zal opduiken? Onze paper is een van de eerste voorbeelden waarbij we dit toepassen op de verspreiding van plagen en ziekteverwekkers.”

De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in Ecology and the Environment.