Projekt 08758/01

Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung (1): Förderung von Pflanzenwachstum und Pflanzengesundheit, sowie Unterstützung beim Schließen von Lückenindikatoren im Gartenbau durch Verwendung von Spezialkomposten

Projektträger

Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität BonnInstitut für Nutzpflanzenwissenschaftenund Ressourcenschutz, Abt. Pflanzenkrankheiten
Meckenheimer Allee 166a
53115 Bonn
Telefon: 0228/73-2444

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Pflanzenschutz des Gartenbaues bestehen zahlreiche Lückenindikationen. Daneben ist bekannt, dass bodenbürtige Krankheitserreger durch eine Anregung des mikrobiellen Bodenlebens unterdrückt und das Pflanzenwachstum angeregt werden kann. Da Gartenbaubetriebe heute nahezu ausschließlich auf Fertigsubstrate mit einer wenig ausgeprägten Mikroflora zurückgreifen, können durch Kontaminationen eingetragene Krankheitserreger und hierdurch bedingte bedeutende Schäden nur durch hohen Desinfektionsmittel- und Pflanzenschutzaufwand begrenzt werden. Ziel des Projektes ist es, über Kompostzumischungen einerseits die Suppressivität gärtnerischer Substrate zu verstärken und das Pflanzenwachstum mikrobiell anzuregen. Andererseits sollen hierfür mikrobiell maßgeschneiderte Biokomposte produziert werden, die herkömmlichen Substraten zugemischt, für bestimmte Kulturen und Schaderreger eine biologische Bekämpfung insbesondere bodenbürtiger Krankheitserreger darstellen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs werden Komposte produziert, die sowohl eine wachstumsfördernde, als auch eine, den Hauptschaderregern der späteren Kulturpflanze angepasste Antagonistenflora enthält. Dazu werden einerseits Komposte in ihrer Mikroorganismenzusammensetzung durch Variation der Rottebedingungen verändert und andererseits werden Komposte durch gezielte Beimpfung von Rohkomposten mit biologisch aktiven Mikroorganismen gesteuert. Die Prüfung derartiger Kompost-Mikroorganismen auf vitalisierende, wachstumsfördernde Effekte erfolgt an den relevanten Kulturpflanzen, die suppressive Wirkung wird gegen die Hauptschaderreger ermittelt. Nach der Hygienisierungsphase der Kompost-Heißrotte wird eine Mischung aus den wirksamsten Mikroorganismen dem Material zugesetzt und ihre Etablierung in der Nachrotte verfolgt. Im Erdwerk werden die Spezialkomposte den jeweiligen Substraten beigemischt und die Pflanzen- bzw. Schaderregerentwicklung in Praxisbetrieben beobachtet. Der Kulturerfolg in diesen neuartigen Substratmischungen wird mit dem der betriebsüblichen Behandlung unter Desinfektionsmittel- sowie Fungizidanwendung verglichen. Wird in einer abschließenden Untersuchung die Stabilität derartiger Substratmischungen unter verschiedenen Umweltbedingungen nachgewiesen, kann hierdurch eine Hilfestellung beim Schließen von Lückenindikationen in gärtnerischen Problemkulturen oder eine Einsparung an Pflanzenschutzmitteln gegeben werden.


Ergebnisse und Diskussion

Aus Biokomposten konnten Bakterien isoliert werden, die eine hohe Temperaturtoleranz aufwiesen. Sie sind in der Lage, in einem breiten Temperaturspektrum zu wachsen, einerseits bis 55°C in Kompostanlagen/Rottetunnel, andererseits bei 10-20°C in Kultursubstratmischungen bzw. Zierpflanzensubstraten. Diese Mikroorganismen wurden weiterhin auf ihre gegenseitige Verträglichkeit und Durchsetzungskraft, sowie auf ihr Wachstum in Kultursubstratmischungen getestet. Die mit diesen Vorprüfungen ausgewählten Isolate wurden biochemisch analysiert und dadurch systematisch eingeordnet. Vertreter aus Gruppen, bei denen in der Literatur pflanzenwachstumsfördernde Effekte beschrieben worden sind, wurden nach den o.g. Kriterien für die weiteren Versuche ausgewählt. Für die Tests auf vitalisierende Wirkung an Pflanzen und die antagonistische Wirkung gegenüber Hauptschaderregern in ausgewählten Zierpflanzenkulturen wurden Isolate von Paenibacillus , Bacillus und Pseudomonas verwendet. Die pflanzenvitalisierende Wirksamkeit dieser Isolate, sowohl einzeln, wie auch in Kombination wurde an schnellwachsenden Zierpflanzen und auch an Topfkräutern geprüft. Bei Zierpflanzen (Begonien, Geranien) wie auch bei einigen Topfkräutern wurden deutliche Kulturzeitverkürzungen erreicht. Die Suppressivität gegenüber Pathogenen wurde in einem Betrieb untersucht, in dem große Ausfälle an Topfkräutern aufgetreten sind. Alle Einzelisolate, wie auch deren Mischungen konnten die pathogenbedingten Ausfälle (Mischinfektion aus Fusarium sp. und Botrytis sp.) am Beispiel des sehr anfälligen Basilikums deutlich reduzieren oder fast vollständig unterdrücken.
Mit einer Mischung dieser, im Fermenter angezogenen Mikroorganismen, wurde ein Teil eines Nachrottetunnels im Kompostwerk der KRO während des Umsetzungsvorganges beimpft und ein Teil blieb als Kontrolle unbehandelt. Parallel dazu wurde ein Teil einer Grünkompost-Miete der Deutschen Kompost-Handelsgesellschaft ebenfalls während eines Umsetzvorganges mit dem Mikroorganismengemisch beimpft. Nach Ablauf der Nachrottezeit wurden diese angeimpften Spezialkomposte und die unbehandelten Vergleichschargen werksüblich aufbereitet, um anschließend den Kultursubstraten eines Gartenbau- und eines Baumschulbetriebes in 10 vol.% zugesetzt zu werden. Bei der Zusammensetzung der Mischung wurde der Salzgehalt des Kompostes bei der Grunddüngung berücksichtigt um salzbedingte Wachstumsdepressionen an den Kulturpflanzen zu vermeiden.
Auf dem Gartenbaubetrieb Goldberg wurden Cyclamen in das Kultursubstrat-Spezialkompostgemisch getopft und die Entwicklung der Pflanzen (Blühbeginn), sowie der Einfluss auf das Auftreten der Cyclamenwelke (Fusarium oxysporum var. cyclaminis) untersucht. Eine wachstumsstimulierende Wirkung und damit eine kürzere Kulturdauer waren bei dem verwendeten Sortengemisch nicht festzustellen. Da nahezu alle Ausfälle gegen Ende der Vegetationszeit auf Fusarium zurückgeführt werden konnten, wurden für die antiphytopathogene Wirkung der Substratmischungen die verkaufsfähigen Pflanzen als Vergleichsparameter herangezogen. Dabei war die Wirksamkeit des Biokompostes besser als die des Grünkompostes. War das Substrat mit Biokompost versetzt, lag der Anteil verkaufsfähiger Cyclamen im Vergleich zum unbehandelten Substrat bei niedrigem Befallsdruck um 15% und bei hohem Befallsdruck sogar um 110% höher. Eine Animpfung mit einem Mikroorganismen-Gemisch konnte die Wirkung beim Biokompost nicht steigern. Lediglich bei Grünschnittkompost konnte die Fusarium-unterdrückende Wirkung um 17% gesteigert werden.
In dem Baumschulbetrieb Ahlers wurde dem betriebseigenen Substrat ebenfalls Biokompost sowie Grünschnittkompost, jeweils angeimpft und nicht behandelt, zugemischt. Hier wurde geprüft, inwieweit über das Gießwasser verbreitete Phytophthora-Arten durch die Zumischung der Spezialkomposte unterdrückt und besonders anfällige Säulenzypressen gesund erhalten werden können. Durch die direkte Nachbarschaft von Kontrollbeeten mit betriebsüblicher Fungizidanwendung sollten außerdem Einsparpotentiale an Pestiziden erkannt werden. Alle Varianten mit Kompostzusatz unterschieden sich nicht signifikant von dem Kontrollsubstrat. Bei extremem Befalls druck, der zu 40 - 55% Ausfällen führte, konnte nicht auf die betriebsüblichen Fungizidbehandlungen verzichtet werden, die die Ausfälle auf 2 % begrenzen konnten.
Versuche zur Lagerfähigkeit von Kultursubstraten mit Kompostzusätzen und Spezialkomposte haben gezeigt, dass der antiphytopathogene Effekt gegenüber Fusarium und Phytophthora durch Beimpfen mit Mikroorganismen-Kulturen schnell verloren geht. Werden die Kultursubstratmischungen bzw. die Komposte selbst, unter ungünstigen (höheren) Temperaturbedingungen gelagert, finden in Abhängigkeit vom Wassergehalt Verschiebungen in der Kultursubstratflora statt. Wenn dabei auch die Gesamtzahl der Mikroorganismen im Verlauf der Lagerung abnimmt, erhält sich dennoch eine diverse Mikroflora, so dass es nie zu einer Verpilzung innerhalb der Sackware kam. Neben den Erhebungen auf Praxisbetrieben, bei denen man auf betriebsinterne Infektionen mit Schaderregern angewiesen war, wurden in eigenen Gewächshäusern Cyclamen-Versuche durchzuführt, in denen die Wirkung der Kompostbeimischungen unter starkem Infektionsdruck geprüft wurde. Biokompost war dabei so wirksam gegenüber Fusarium, dass in dieser Variante 40% der Pflanzen überlebten und zur Blüte kamen. In allen anderen Behandlungen zeigten sich lediglich Befallsverzögerungen und die Cyclamen starben vorzeitig ab. Der Zusatz eines biologisch aktiven Bakterienpräparates zum Kultursubstrat brachte ebenfalls eine deutlich verbesserte Vitalität der Pflanzen und führte zu geringem Krankheitsbefall. Diese Untersuchungen wurden bis zum Sommer 2000 weitergeführt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

DEHNE, H.-W. und A. TRÄNKNER, A., 1996: Förderung von Pflanzenwachstum und -gesundheit durch Spezialkomposte. Gartenbau Report 11/96, 18.
Seminar für Baumschulen der LWK-Rheinland in Auweiler am 28.01.98 : Einsatz von Kompostkultursubstraten bei Baumschulkulturen. (Posterpräsentation).
Ahlemer Seminare / Komposttagung in Bendingbostel am 09.09.98: Spezialkompost reduziert Infektionsdruck. (Posterpräsentation).
TRÄNKNER, A. und H.-W. DEHNE, 1998: Förderung von Pflanzenwachstum und Pflanzengesundheit im Gartenbau durch Spezialkomposte. In: Kompost im Gartenbau II, Gartenbau Report 9/98.
TRÄNKNER, A. und H.-W. DEHNE, 1998: Weniger Fusarium durch Biokompost - Mikroorganismen im Boden fördern die Pflanzengesundheit. Gärtnerbörse 23/98, 28-29.
TRÄNKNER, A. und H.-W. DEHNE, 1998: Positive Effekte - Mikroorganismen in Komposten können die Pflanzenvitalität fördern und Schaderreger unterdrücken, wie Untersuchungen bei Zierpflanzen und Topfkräutern zeigen. Deutscher Gartenbau 49/98, 4-5.
TRÄNKNER, A., STEINER, U. und H.-W. DEHNE, 1999: Die Bedeutung der Kompostmikroflora. Garten-bau Report 11/99, 25-28
STEINER, U., 2000: Biologische Verfahren zur Bekämpfung der Fusarienwelke bei Cyclamen. Mitt. Biol. Bundesanstalt 357, 311
KILIAN, M., JUNGE, H., STEINER, U. und U. KRIEG, 2000: FZB24® Bacillus subtilis - ein Pflanzenstärkungsmittel für den Kartoffelbau. Mitt. Biol. Bundesanstalt 357, 362
KILIAN, M. und U. STEINER, 2000: Anwendung von FZB24® Bacillus subtilis in gartenbaulichen Kulturen. BDGL-Schriftenreihe 18, 12
KILIAN, M., STEINER, U., KREBS, B., JUNGE, H., SCHMIEDEKNECHT, G. und R. HAIN, 2000: FZB24® Bacillus subtilis - mode of action of a microbial agent enhancing plant vitality. Pflanzenschutz-Nachrichten Bayer 1/00, 1, 72 - 93
TRÄNKNER, A. und H.-W. DEHNE, 2001: Kompost und Pflanzenschutz, In: Kompendium zur Kompostanwendung / ZVG (in Vorbereitung).


Fazit

Die Untersuchungen zeigen, dass durch eine Förderung der mikrobiellen Aktivität von Kultursubstraten die Vitalität von Pflanzen und deren Gesundheit nachhaltig verbessert werden kann. Mit einer Anregung des Bodenlebens können gärtnerische Betriebe ihre Produktivität verbessern und möglicherweise Pflanzenschutzlücken schließen. Dies konnte in einigen Indikationen bestätigt werden. Bei ungünstigen Wachstumsbedingungen und extremem Krankheitsdruck müssen allerdings ergänzend geeignete Pflanzenschutzmassnahmen ergriffen werden. Mit Hilfe von Biokomposten, die eine aktive Mikroflora aufweisen, kann in Kultursubstraten ein antiphytopathogenes Potential erfolgreich und nachhaltig wirksam aufgebaut werden. Der gezielte Zusatz geeigneter Mikroorganismen führt zu einer entsprechenden Förderung biologisch aktiver Mikrofloren. All diese Maßnahmen führen zu gesunden, vitalen und zum Teil früher verkaufsbereiten Pflanzenbeständen.