Toekomstbestendige Gewassen: Kan Genbewerking Voedselzekerheid Aanpakken?

Betere Landbouw Nodig

Nu onze beschaving geconfronteerd wordt met de combinatie van een groeiende bevolking en klimaatinstabiliteit, komt de vraag naar voedselzekerheid weer sterk naar voren als een van de belangrijkste uitdagingen. Daarbij komen nog tal van andere risico’s, waardoor het probleem nog gevoeliger wordt, zoals de voortdurende schade aan biodiversiteit en soortenuitstervingen, vervuiling, erosie van vruchtbare grond, verstedelijking van bewerkbare gronden, enzovoort.

Als gevolg hiervan ontstaat er enorme druk op agronomen en plantwetenschappers om oplossingen te bieden die idealiter alles tegelijk aanpakken: koolstofvastlegging, verhoogde voedselproductie en een verminderde impact op bewerkbare gronden.

“Als we dit niet goed krijgen, denk ik eigenlijk dat niets anders echt, echt meer betekent.”
U.S. Secretary of State Anthony Blinken tijdens het Global Solutions for Food Security Event in New York in september 2023

Een van de meest veelbelovende instrumenten is genetische engineering, maar het heeft een andere focus dan eerdere gewas-genbewerking. Terwijl de vorige focus lag op hogere opbrengsten tegen elke prijs en in combinatie met zware chemische inputs, kunnen meer geavanceerde methoden hogere productie combineren met duurzamere resultaten.

Dit is het argument dat Stephen Long, professor in gewaswetenschappen en plantbiologie aan de University of Illinois Urbana-Champaign, ontwikkelt in een publicatie¹ getiteld “Behoeften en kansen om gewassen toekomstbestendig te maken en het gebruik van gewassystemen om atmosferische verandering te mitigeren”.

Een Veranderende Planeet

Een Somber Beeld?

Voordat we bespreken hoe we ons kunnen aanpassen, moeten we begrijpen wat er verandert, en het beeld is uiterst complex. De opwarming van de aarde zal naar verwachting niet alleen de gemiddelde omstandigheden veranderen, waardoor sommige gebieden vruchtbaarder worden en andere minder, maar ook de frequentie en ernst van extreme gebeurtenissen verhogen.

Dit omvat extreme temperaturen, droogte, overstromingen en oppervlaktelijk ozonniveaus, die allemaal de gewasopbrengst dramatisch kunnen beïnvloeden, zelfs meer dan een algemene verandering van de gemiddelde omstandigheden, waarvoor een wijziging van landbouwmethoden voldoende zou kunnen zijn.

Atmosferisch CO₂ bereikte in 2024 427 ppm en wordt naar verwachting ongeveer 600 ppm tegen 2050‑2060. In zo’n scenario zou de wereldgemiddelde temperatuur tegen 2050‑2060 nog eens 1,2 °C kunnen stijgen, tot 2,7 °C boven pre‑industriële niveaus.

Wat voedsel betreft, zal de wereld tegen 2050 tussen de 35 % en 56 % meer voedsel nodig hebben, door een toename van de consumptie per hoofd, een groeiende bevolking en meer voedselverspilling doordat steeds meer mensen naar steden verhuizen.

Wanneer dit wordt gecombineerd met de verwachte gewasverliezen door extreme gebeurtenissen en klimaatverschuivingen, komt dit grofweg neer op bijna een verdubbeling van de wereldwijde voedselproductie tegen 2050.

Niet al het slechte nieuws

Het stijgende CO₂‑niveau achter klimaatverandering heeft echter een positief effect: het stimuleert plantengroei. In feite worden verhoogde CO₂‑concentraties routinematig in kassen gebruikt om de opbrengsten te verhogen.

“Moderne elite‑variëteiten van rijst en soja vertonen een opbrengststijging van ongeveer 30 % bij verhoging van CO₂ tot de verwachte niveaus van 2050‑2060.
C₄‑gewassen — maïs en sorghum — laten geen opbrengststijging zien, omdat ze al CO₂‑verzadigd zijn bij de huidige reeds verhoogde niveaus.”

Dit geldt vooral voor planten met C₃‑metabolisme, waaronder de meeste niet‑tropische gewassen, die een groot deel van de wereldvoedselbasis uitmaken (C₄‑planten hebben een ander metabolisme, waarbij CO₂ eerst in het blad wordt geconcentreerd vóór fotosynthese, waardoor de omgevings‑CO₂‑niveaus minder relevant zijn).

Bron: GforG

Een ander goed nieuws is dat het verdubbelen van gewasopbrengsten niet alleen mogelijk is, het gebeurt al, althans voor enkele specifieke gewassen.

Zo hebben enorme R&D‑investeringen van agrarische bedrijven de opbrengst van maïs al verdubbeld, terwijl andere basisgewassen, zoals rijst, tarwe, aardappelen en sorghum (belangrijk in Afrika en tropische regio’s), achterblijven.

Bron: Royal Society Publishing

Omgaan met Landbouwproblemen

Ozon op lage hoogte

Troposferisch ozon (O₃) is een secundaire verontreiniging die ontstaat door de werking van zonlicht op vluchtige organische stoffen en stikstofoxiden in vervuilde luchtmassa’s.

Tegenwoordig kunnen niveaus van >100 ppb regelmatig worden aangetroffen in landelijke gebieden van de Amerikaanse maïsgordel, met aanzienlijk hogere niveaus in de belangrijkste gewasproductiegebieden van China en India.

“Ozon veroorzaakt al 5 % verlies voor soja en ongeveer 10 % voor maïs in de VS, met een kostenpost van ongeveer 9 miljard $ per jaar. In totaal zou dit kunnen leiden tot tot 10 % verlies van wereldwijde gewassen.”

Genetische modificatie van de plantanatomie, met name de huidmondjes (stomata) die lucht in de bladeren laten, zou de ozonpenetratie en -schade kunnen verminderen. Naarmate de CO₂‑concentratie stijgt, zou een minder open stomata de fotosynthese‑efficiëntie niet drastisch moeten beïnvloeden.

Bron: ScienceFacts

Het verhogen van de productie van antioxidanten in de plant kan ook helpen de oxidatie door ozonmoleculen te verminderen en de algehele plantweerstand tegen stress te verbeteren.

Droogte en Watergebruik

Hogere temperaturen en extremere weersomstandigheden worden geassocieerd met meer watertekorten.

In 2050 worden de wereldwijde opbrengstverliezen door droogte in maïs naar verwachting 21,3 % bedragen, tegenover een gemiddeld historisch verlies van 12,0 % voor de periode 1961‑2006, en voor tarwe van 9,6 % naar 15,5 %.

Het aandeel regio’s dat door droogte wordt getroffen, zal vooral in Afrika en Oceanië stijgen, van momenteel 22 % respectievelijk 15 % naar 59 % en 58 % tegen het einde van de eeuw.

Ook hier kan een kleinere opening van de huidmondjes helpen het waterverbruik van planten te verminderen en stress tijdens droogtes te beperken.

“Het resultaat was een verbetering van 15 % in watergebruiksefficiëntie op bladaanzicht in in het veld geteelde tabak en een daling van 30 % in het totale waterverbruik van de plant. Omdat tabak zo snel genetisch kan worden gemodificeerd, wordt het vaak gebruikt als testplatform voor veranderingen die in diverse andere planten kunnen worden toegepast.”

Genetische engineering, zoals de introductie van Bacillus subtilis koude‑schok‑eiwit B (cspB) in de plant, kan de droogteresistentie verbeteren, maar is nog niet vertaald naar commerciële toepassingen.

Verhoogde Koolstofvastlegging

Uiteindelijk zijn planten machines die water, CO₂ en zonlicht omzetten in organisch materiaal. Slechts 50 % van de biomassa van gewassen wordt geoogst; de rest blijft achter als stengels of wortels.

Als dit organische materiaal in de bodem kon blijven, in plaats van binnen enkele jaren te ontbinden, zou de netto terrestrische koolstofput met 50 % toenemen.

Diepere wortels in combinatie met geen‑ploegen‑methoden zouden het antwoord kunnen zijn, met verschillende mechanismen die tegelijk activeren wanneer sterkere wortelstelsels worden ontwikkeld, hetzij via genetische manipulatie, hetzij via gerichte fokprogramma’s:

• Verbetering van de bodemkwaliteit en haar vermogen om water vast te houden.
• Verbetering van de droogteresistentie van de plant, waardoor de koolstofopname te allen tijde hoger blijft.

Het veranderen van de celwand samenstelling, met meer lignine en langere koolstofketens, kan het resulterende dode organisch materiaal veel resistenter maken tegen ontbinding, waardoor koolstof decennialang, zelfs eeuwen, ondergronds wordt vastgehouden.

Tot slot kan een nog proactievere benadering worden gevolgd, met als doel direct “te boeren” en koolstof op industriële schaal vast te leggen. Wetenschappers hebben hoogproductieve C₄‑meerjarige grassen geïdentificeerd, zoals Miscanthus × giganteus of switchgrass (Panicum virgatum) en prairie‑cordgrass (Spartina pectinata), die tot 130 ton CO₂ per hectare per jaar kunnen vastleggen, of zelfs meer voor sommige variëteiten.

Met BECCS (bio‑energie met koolstofafvang en -opslag) kan deze biomassa worden verbrand om elektriciteit op te wekken, waarna het resulterende CO₂ wordt afgevangen en naar diepe ondergrondse opslag wordt getransporteerd.

Bron: Penn State University

Passende Regelgeving Maken

Contradicties Navigeren

Een probleem bij de grootschalige inzet van zulke gemodificeerde gewassen die zowel opbrengst kunnen leveren in een veranderend klimaat als zelfs kunnen bijdragen aan mitigatie, is dat dit onvermijdelijk het gebruik van GMO‑gewassen vereist.

In die context kan de terughoudendheid van grote regio’s om dergelijke gewassen te gebruiken een grote belemmering vormen voor elke biotechnologisch‑gedreven oplossing voor klimaatverandering en voedseltekorten.

Dit geldt met name voor de EU, die vaak GMO‑gewassen volledig verbiedt. Maar andere regio’s neigen er ook naar om GMO’s volledig uit biologische labels te weren, ondanks strenge doelstellingen om het aandeel van hun landbouw onder het biologische label te verhogen.

Dus in de huidige wetgevende context zou het beschermen van het milieu door meer biologische landbouw kunnen betekenen dat het milieu wordt geschaad door gemiste verbeterde opbrengsten en minder koolstofvastlegging.

Dit was het onderwerp van een publicatie in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Cell² getiteld “Nieuwe genomische technieken in biologische productie: Overwegingen voor wetenschappelijk onderbouwde, effectieve en acceptabele EU‑regulering”.

CRISPR en Andere Nieuwe Genomische Technieken (NGT’s)

Een kernpunt is het onderscheid tussen nieuwe genomische technieken (NGT’s) en de oudere, minder precieze methoden die eerder werden gebruikt om GMO’s te creëren.

Deze veel beter gecontroleerde en precieze methode van genetische engineering omvat CRISPR‑Cas9, site‑directed nuclease‑technologie (SDN), oligonucleotide‑directe mutagenese (ODM) en RNA‑afhankelijke DNA‑methylering (RdDm).

In tegenstelling tot het inbrengen van een vreemd gen in een plant, kan een NGT een gerichte mutatie creëren die van nature had kunnen optreden of materiaal van een plant invoegen dat van nature met de doelgewas had kunnen kruisen.

“Biologische landbouw kan een belangrijke rol spelen in de transitie naar duurzamere voedselsystemen. Een grotere focus op efficiëntie en veerkracht kan worden bereikt door een grotere diversiteit aan gewassen te introduceren, waarvan de ontwikkeling kan worden gefaciliteerd en versneld door NGT’s.”

Dus hoewel NGT’s niet volledig “natuurlijk” zijn, creëren ze ook niets geheel nieuws dat nooit spontaan had kunnen ontstaan, maar “leiden ze de hand van de natuur”.

Voorstanders van deze positie beweren dat het noodzakelijk is de aard van NGT’s te begrijpen en genuanceerde onderscheidingen te maken tussen de onder de loep genomen technologieën (GMO’s versus NGT’s).

Kunnen Biologische Labels Zich Aanpassen aan NGT’s?

Een grote reden waarom regelgevers en het publiek terughoudend zijn om zelfs “natuurlijke” NGT’s in het biologische label op te nemen, is dat dit het labelperceptie ernstig kan schaden.

In plaats daarvan stellen de auteurs van het artikel voor om gelabelde schema’s “biologisch + NGT” te creëren die duidelijk maken dat het niet alleen het “klassieke biologische” landbouwschema is, maar ook niet de gebruikelijke GMO’s.

Als biologische landbouw een gepromote vorm van landbouwproductie in de EU is, zouden alle vormen van biologische productie (inclusief NGT+) geaccepteerd moeten worden bij het evalueren van de reikwijdte van de biologische doelstellingen in de EU.

Dit zou de weg kunnen openen naar een bredere verspreiding van biologische teeltmethoden, zonder opbrengsten op te offeren. Vooral omdat biologische labels veel verder gaan dan alleen de plantensoort, maar ook de teeltmethoden omvatten, zoals het gebruik van pesticiden & herbiciden, ploegen en plantmethoden, enzovoort.

Slotgedachten over Genbewerking en Landbouwweerbaarheid

Veranderende klimatologische omstandigheden en een toenemende voedselvraag vormen zowel een groot risico als een grote kans.

Aan de ene kant kan dit enorme menselijk lijden en ecologische schade veroorzaken. Aan de andere kant kan het de impuls zijn die ons aanzet tot het creëren van betere en duurzamere vormen van landbouw.

Dit zal waarschijnlijk gebeuren via enige modificatie van de genetica van onze gewassen, zoals het al sinds het begin van de landbouw het geval is.

Nieuwe genomische technieken kunnen nu de rijkdom aan genomische data die in de afgelopen decennia is verzameld, gebruiken om meer veerkrachtige en productieve planten te creëren.

Tegelijkertijd moeten onze regelgeving en perceptie van genetische engineering ook evolueren. Het uiteindelijke doel van milieubescherming zal de vooroordelen over GMO’s, ontstaan toen genetische engineering nog relatief primitief was, moeten overwinnen.

Dit betekent niet dat ongereguleerde modificatie van onze biosfeer ongebreideld moet doorgaan, maar dat een meer open en zorgvuldige benadering, die alle beschikbare nieuwe tools benut, de best mogelijke resultaten kan opleveren terwijl de meeste risico’s worden gemitigeerd.

Plantengenetische Engineering Innovator

Corteva

Corteva is een wereldleider in landbouwtechnologie, met name in chemicaliën en zaden. Het bedrijf is ook zeer actief in nieuwe landbouwtechnologieën zoals robotica.

Met een netto‑omzet van $17,2 mrd in 2023, meer dan 22.500 werknemers en meer dan 10 000 000 klanten, behoort het bedrijf tot de grootste in zijn sector, samen met de Amerikaanse concurrenten Bayer en Syngenta.

Algemeen, en mogelijk een reflectie van een dieperliggende trend van verminderde consumptie en toegenomen concurrentie, zijn de verkopen van chemicaliën (kruiden- en herbiciden, enz.) in 2024 gedaald, terwijl de verkoop van zaden groeide.

Bron: Corteva

Bij nadere beschouwing ligt de kernactiviteit van Corteva in zaden voor maïs en soja, die het grootste deel van de bedrijfsomzet in dit segment uitmaken. Het meest opvallende is Corteva’s “Enlist E3” soja, met resistentie tegen drie herbiciden (2,4‑D choline, glyphosaat en glufosinaat), die van onder de 5 % in 2019 is gestegen tot meer dan 65 % van de Amerikaanse markt.

In de sector gewasbescherming/chemicaliën bestond meer dan de helft van de omzet uit herbiciden, de rest bestond voornamelijk uit insecticiden en fungiciden.

Corteva heeft zijn huidige business opgebouwd rond traditionele industriële landbouw, die nog steeds een zeer winstgevende activiteit is die het huidige R&D‑budget ondersteunt.

Zoals we hier en in een eerder “Future of farming” artikel bespraken, openen zich nieuwe mogelijkheden, waarbij Corteva voorop loopt:

• Genbewerking van bestaande gewassen, inclusief het gebruik van CRISPR‑technologie.
• Een innovatie‑hub voor ag‑tech startups, Corteva Catalyst. “Een machine‑learning platform ondersteunt inspanningen om de sector in kaart te brengen en technologieën te identificeren die relevant zijn voor de onderzoeksprioriteiten van Corteva.”
• Biostimulanten, biocontrole en andere producten van natuurlijke oorsprong zoals feromonen van insecten met bewezen en voorspelbare prestaties.
• Stikstofbindende bacteriën (BlueN™ of Utrisha™ N) om extra chemisch‑vrije meststof te creëren.
• Graan verrijkt met vitamine A voor verbetering van de voeding in arme landen.
• Lopende robots voor rijstgewassen.
• Experimenten met de implementatie van AI op boerderijen, van fruitplukken tot het identificeren van de beste planten voor trekkeuze voor zaadproductie.
• Volledig pakket software‑oplossingen, van land‑beelddata tot boerderij‑managementsoftware en monitoring en verkoop van koolstofkredieten.

Corteva kijkt ook actief naar de toekomstige groeiende vraag naar groene biobrandstoffen en speciale eiwitten, elk met een adresseerbare markt van $10 mrd‑$30 mrd tegen 2035.

Bron: Corteva

Al met al, terwijl Corteva een gigant is van de “oude” industriële landbouwmethoden, is het zich duidelijk bewust van de veranderingen in de sector en positioneert het zich om een even groot en succesvol bedrijf te worden dat zich snel aanpast aan de veranderende landbouwpraktijken.

Laatste Corteva (CTVA) Aandelen Nieuws en Ontwikkelingen

Gerefereerde Studies

<sup>1. Long Stephen P. (2025) Behoeften en kansen om gewassen toekomstbestendig te maken en het gebruik van gewassystemen om atmosferische verandering te mitigeren. Phil. Trans. R. Soc. 29 mei 2025. http://doi.org/10.1098/rstb.2024.0229
2. Molitorisová, Alexandra, et al. (2025) Nieuwe genomische technieken in biologische productie: Overwegingen voor wetenschappelijk onderbouwde, effectieve en acceptabele EU‑regulering. Cell Reports Sustainability, 30 mei 2025. https://www.cell.com/cell-reports-sustainability/fulltext/S2949-7906(25)00101-6</sup>