Ahmed Seid, Eshetu: Wirkungen des Rhizobakteriums Bacillus subtilis auf den Befall von Tomatenpflanzen durch Wurzelgallen- (Meloidogyne spp.) und Wurzelläsions-Nematoden (Pratylenchus spp.)

41

Kapitel 5. Ergebnisse

5.1. Untersuchungen zum Einfluß von B. subtilis auf den M. arenaria-Befall und das Pflanzenwachstum in gedämpftem Erdsubstrat

5.1.1. B. subtilis als Granulatpräparat auf KNO3-Basis

An den oberirdischen Pflanzenteilen war deutlich zu sehen, daß die bakterienbehandelten, nicht mit Meloidogyne inokulierten gesunden Pflanzen dunklere Blätter aufwiesen als die nicht mit B. subtilis behandelten, aber mit Meloidogyne inokulierten Pflanzen. Die Keimblätter wurden bei Pflanzen ohne B. subtilis und mit Meloidogyne-Behandlung eher gelb und fielen zeitiger ab als bei gesunden bzw. mit Bacillus subtilis-behandelten, aber mit M. arenaria inokulierten Pflanzen. 3 Wochen nach Inokulation zeigten die mit der höchsten Keimdichte (B. subtilis 109 cfu/ml) behandelten Pflanzen ein besseres Wachstum als die anderen Varianten einschließlich der gesunden Pflanzen (Abb. 4).

Abbildung 4 Entwicklung der Tomatenpflanzen 3 Wochen nach dem Einpflanzen bzw. zwei Wochen nach der Meloidogyne arenaria-Inokolation. [(von links nach rechts) Pflanze ohne Bacillus subtilis aber mit Meloidogyne-Inokulation (BS0M1); Pflanzen mit steigenden Bakterientitern behandelt und mit Meloidogyne-inokuliert (BS1M1 - 105 cfu/ml, BS2M1 - 107 cfu/ml, BS3M1 - 109 cfu/ml) sowie völlig unbehandelte Pflanze (BS0M0)]


42

Eine Wachstumsreduzierung durch den Meloidogyne-Befall wurde bei allen Varianten festgestellt, außer den mit einer Keimdichte von 109 cfu/ml bakterienbehandelten Pflanzen verbunden mit einer formulierungsbedingten KNO3-Gabe in Höhe von 1,8 g/Pflanze und Topf (Tab. 5). Allerdings fielen hier die Wachstumsdepressionen durch den Meloidogyne-Befall bei den Titern von 105 und 107 cfu/ml deutlich geringer aus [besonders die Sproßtrocken- (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)] als bei den befallenen Kontrollpflanzen (Tab. 5).

Tabelle 5 Einfluß der Bakterienbehandlung mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf die Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrisch-masse (WFM) in g bei mit Meloidogyne arenaria befallenen Tomatenpflanzen

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

BS0M0

48,14

(109)

47,32

(133)

7,18

(126)

10,5

(80)

BS0M1

44,2ab

(100)

35,68a

(100)

5,72a

(100)

13,18a

(100)

BS1-KNO3M1

41,4a

(93,6)

35,50a

(100)

5,84a

(102)

16,56b

(126)

BS2-KNO3M1

44,8b

(101)

37,68a

(106)

6,04a

(106)

14,48a

(110)

BS3-KNO3M1

54,0c

(122)

95,68b

(268)

11,60b

(203)

32,42c

(246)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml)

M0= ohne Meloidogyne

BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml)

M1= Meloidogyne

Die Ergebnisse zeigen, daß die Bakterienbehandlung der Pflanzen mit B. subtilis zu einer Wachstumsverbesserung bei den meisten Meßparametern, insbesondere der Wurzelfrischmasse bei allen mit Meloidogyne-inokulierten Varianten führte. Die höchste Bakterienapplikation mit der formulierungsbedingten KNO3-Gabe zeigte erwartungsgemäß den deutlichsten Effekt. Signifikant zeigte sich diese Wurzelwachstumsförderung (26%) aber auch schon bei der geringsten Bakterienbehandlung (BS1), wo die formulierungsbedingte


43

KNO3-Zugabe praktisch unbedeutend war (Tab. 5 und Abb. 5a). Die Wirkung wird noch deutlicher in der grafischen Darstellung (Abb. 5b), bei der die durchschnittliche Biomasse der weder Meloidogyne- noch bakterienbehandelten Pflanzen (BS0M0) gleich 0 gesetzt wurde. Die Bakterienbehandlung mit 109 cfu/ml führte zu einer signifikant höheren Sproßfrisch- und -trockenmasse im Vergleich zu den anderen Varianten.

Abbildung 5 Einfluß von Bacillus subtilis auf verschiedene Wachstumsparameter wie Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM) von Meloidogyne arenaria-befallenen Tomatenpflanzen, dargestellt im Vergleich zu befallener Kontrolle (a) und nach gesunder Kontrolle (b),
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml),
BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109
cfu/ml), M0= ohne Meloidogyne, M1= Meloidogyne

a

b


44

Anhand der gebildeten Gallen war festzustellen, daß durch die Bakterienbehandlung der Pflanzen mit B. subtilis die Intensität der Wurzelvergallung zunahm. Die Vergallungszunahme korrelierte visuell positiv mit den steigenden Bakterientitern und dem verbesserten Wachstum der Pflanzen. Da diese Vergallungszunahme zahlenmäßig nicht zu erfassen war, sollen Befallsbilder die Intensität der einzelnen Varianten verdeutlichen (Abb. 6).

Abbildung 6 Vergallte Wurzelsysteme einzelner Varianten: a) nicht mit Bacillus subtilis behandelt b) mit B. subtilis (105 cfu/ml) behandelt c) mit B. subtilis (107 cfu/ml) behandelt
d) mit B. subtilis (109cfu/ml) behandelt


45

Bei der Untersuchung der Wirkung von B. subtilis auf das Wachstum nicht mit Meloidogyne inokulierter Pflanzen wurden signifikante Wachstumsverbesserungen durch die Bakterienbehandlung insbesondere bei den höheren Titern (107 und 109 cfu/ml) bei den Wachstumsparametern Sproßfrisch-, -trockenmasse und Wurzelfrischmasse festgestellt. Der Zuwachs war am deutlichsten bei der höchsten Bakterienapplikation mit formulierungsbedingter KNO3-Gabe (Tab. 6 und Abb. 7 und 8).

Tabelle 6 Einfluß einer Bakterisierung der Tomatenpflanzen mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM) in g

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

BS0M0

65,2a

(100)

53,40a

(100)

7,62a

(100)

8,80a

(100)

BS1-KNO3M0

64,8a

(99,4)

58,60a

(110)

7,68a

(101)

8,92 a

(101)

BS2-KNO3M0

65,6a

(100,6)

70,34b

(132)

9,24a

(121)

10,70a

(122)

BS3-KNO3M0

75,2a

(115,0)

149,02c

(279)

17,92b

(235)

16,52b

(188)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n=5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml)

M0= ohne Meloidogyne

BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml)


46

Abbildung 7 Wachstum der Tomatenpflanzen 3 Wochen nach Einpflanzen (Formulierung auf KNO3-Basis): a) völlig unbehandelte b) nicht mit B. subtilis behandelte aber mit Meloidogyne inokulierte c) mit B. subtilis (105 cfu/ml) behandelte und nicht mit Meloidogyne inokulierte d) mit B. subtilis (105 cfu/ml) behandelte und mit Meloidogyne inokulierte e) mit B. subtilis (107 cfu/ml) behandelte und nicht mit Meloidogyne inokulierte f) mit B. subtilis (107cfu/ml) behandelte und mit Meloidogyne inokulierte g) mit B. subtilis (109 cfu/ml) behandelte und nicht mit Meloidogyne inokulierte h) mit B. subtilis (109 cfu/ml) behandelte und mit Meloidogyne inokulierte Pflanzen


47

Abbildung 8: Einfluß von Bacillus subtilis auf die Wachstumsparameter Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM) bei Pflanzen ohne Meloidogyne im Vergleich zur mit Bacillus subtilis unbehandelten Kontrolle,
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml), BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml),
M0= ohne Meloidogyne

Die Biomasse der mit Meloidogyne arenaria und B. subtilis (FZB 24®) inokulierten Pflanzen, insbesondere mit den beiden höheren Bakterientitern [BS2-KNO3 (107 cfu/ml) und BS3-KNO3 (109 cfu/ml)], war signifikant deutlich höher bei allen Parametern im Vergleich zu den nicht mit B. subtilis (FZB 24®) behandelten und mit dem niedrigsten Bakterientiter (105 cfu/ml) behandelten Varianten. Weiterhin wurden nach Inokulation mit M. arenaria Wachstumsförderungen durch die höchste Bakterientitergabe (BS3-KNO3 - 109 cfu/ml), verbunden mit der formulierungsbedingten 1,8 g KNO3-Düngung, im Vergleich zu allen anderen Varianten festgestellt (Tab. 8 und Abb. 9; 10).


48

Tabelle 7 Einfluß der Bakterienbehandlung von Tomatenpflanzen mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM)in g , -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM) in g und den Befall mit Meloidogyne arenaria [Eier und Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS), pro g Wurzel (E&L/g W), Vermehrungsrate (Pf/Pi) (Endpopulation/Initialpopulation)]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WS

E&L/g W

Pf/Pi

BS0M1

57,6a

(100)

38,18a

(100)

5,18a

(100)

10,44a

(100)

444027a

(100)

42531b

(100)

63,4

(100)

BS1-KNO3M1

61,8a

(107)

41,66a

(109)

5,66a

(109)

12,38a

(119)

546780b (123)

44166b

(104)

78,1

(123)

BS2-KNO3M1

64,8a

(113)

51,52b

(135)

7,36b

(142)

14,66b

(140)

601470b (136)

41028b

(97)

85,9

(136)

BS3-KNO3M1

72,4b

(126)

133,56c

(350)

16,04c

(310)

27,78c

(266)

717999c

(162)

25846a

(61)

102,6

(162)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml)

M1= Meloidogyne

BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml)

Allein durch Inokulation mit Meloidogyne (Wurzelgallennematoden) wurde das Wurzelwachstum (ausgewiesen durch Wurzelfrischmasse in g) um 19-20% gefördert (Tab. 5 und Abb. 5a; b; 10). Noch deutlicher wurde das Wurzelwachstum durch die Bakterienbehandlung und die formulierungsbedingte KNO3-Gabe um 38 bis 216% verbessert. Damit die beiden Versuche vergleichbar bleiben, wurden bei den beiden nächsten Abbildungen (9 und 10), jeweils die nicht mit B. subtilis behandelte, aber mit Meloidogyne inokulierte Kontrolle 0 bzw. die nicht mit B. subtilis behandelte Kontrolle ohne Meloidogyne auf 0 gesetzt. Somit ist ein Vergleich mit anderen Varianten besonders den Bakterienbehandlungsvarianten und den Meloidogyne-inokulierten Varianten besser möglich. Die Abb. 11 zeigt den fördernden Effekt des B. subtilis- bzw. KNO3-Einsatzes (17 bis 42% Zuwachs) auf das Wurzelwachstum trotz Meloidogyne-Inokulation und Befall durch Wurzelgallennematoden. Die Ergebnisse dieser Abb. ist nach Formel A verrechnet. Aus der Abb. 10 wird deutlich, daß die Nematodenschäden durch Bakterienbehandlung mit zunehmendem Titer adäquat abnehmen. Die Bakterienbehandlung der Pflanzen mit 107 cfu/ml


49

B. subtilis ermöglichte den Pflanzen, trotz eines höheren Nematodenbefalls die gleiche Leistung wie die weder mit B. subtilis noch mit Meloidogyne arenaria behandelte Kontrolle zu erbringen (Ausnahme: Wurzelfrischmasse) (Abb. 10).

behY ink. Pfl.=

mit Bacillus subtilis behandelte und mit Meloidogyne inokulierte einzelne Variante

behY unink. Pfl.=

mit Bacillus subtilis behandelte und nicht mit Meloidogyne inokulierte einzelne Variante

völlig unbeh. Kontrolle=

völlig nicht behandelte Kontrolle (weder mit B. subtilis noch mit Meloidogyne)

unbeh. inok.Kontrolle=

nicht mit B. subtilis behandelte, aber mit Meloidogyne inokulierte Kontrolle

Abbildung 9 Einfluß von Bacillus subtilis auf die Wachstumsparameter Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM) bei inokulierten Pflanzen in Bezug zur unbehandelten (ohne B. subtilis) Kontrolle,
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml), BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml),
M1= Meloidogyne


50

Abbildung 10 Einfluß von Bacillus subtilis auf Pflanzenwachstum und Meloidogyne arenaria-Befall in Bezug zur gänzlich unbehandelten Kontrolle, BS0= ohne Bacillus subtilis, BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml), BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml), M0= ohne Meloidogyne, M1= Meloidogyne

Die Vermehrung der Wurzelgallennematoden wurde durch die Bakterienbehandlung erhöht. Die Vermehrungsrate der Wurzelgallenälchen betrug bei der nicht bakterienbehandelten Variante etwa 63,4. Bei den bakterienbehandelten Varianten [BS1- (105 cfu/ml), BS2- (107 cfu/ml) und BS3-KNO3 (109 cfu/ml)] stieg die Vermehrungsrate bis 102,6 an. Mit zunehmenden Bakterientitern stieg auch die ermittelte Eier/Larvenanzahl pro Wurzelsystem an. Allerdings fiel die Eier/Larvenanzahl pro g Wurzel bei dem höchsten Bakterieneinsatz signifikant geringer aus als bei den anderen Varianten (Tab. 7 und Abb. 9).


51

Abbildung 11 Einfluß von Bacillus subtilis auf das Wachstum Meloidogyne-befallener Pflanzen nach der Behandlung verglichen mit einzelnen nicht mit Meloidogyne inokulierten Kontrollen (verrechnet nach Formel A),
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml), BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml),
M1= Meloidogyne

5.1.2. B. subtilis als Granulatpräparat auf Quarzsand-Basis

Dieser Versuch wurde mit Erdsubstrat vom Typ II durchgeführt. Wie aus den Werten der Laboranalyse zu entnehmen ist (Tab. 3 und 4), ist dieser Typ hinsichtlich des Nährstoffangebotes reichhaltiger als der Typ I.

Die Bakterienbehandlung der Pflanzen zeigte keine Wirkung auf die Biomasseentwicklung. Dagegen wurde zum Vergleich das Pflanzenwachstum durch eine KNO3-Gabe (1,8g/Topf) allein, einschließlich die B. subtilis Formulierung auf KNO3 beim Titer von 109 cfu/ml), signifikant gegenüber den anderen Varianten verbessert (Tab. 8).


52

Tabelle 8 Einfluß der Bakterienbehandlung von Tomatenpflanzen mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM) in g

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

BS0 M0

96,6a

(100)

87,7a

(100)

8,7a

(100)

12,5a

(100)

BS1-QSM0

96,3a

(100)

94,4a

(108)

8,9a

(102)

12,6a

(101)

BS2-QSM0

98,8a

(102)

95,5a

(109)

9,0a

(103)

12,6a

(101)

BS3-QSM0

104,4a

(108)

95,0a

(108)

9,2a

(106)

12,6a

(101)

KNO3M0

109,0a

(113)

147,3b

(168)

14,5b

(167)

15,0b

(120)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach Tukey-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

BS1-QS= B. subtilis auf Quarzsand (105 cfu/ml)

M0= Meloidogyne

BS2-QS= B. subtilis auf Quarzsand (107 cfu/ml)

Eine leichte Zunahme der Wurzelfrischmasse (ca. 14%) wurde bei den bakterienbehandelten, Meloidogyne-inokulierten Pflanzen [BS3-QS 109 cfu/ml (B. subtilis auf Quarzsand)] im Vergleich zu den nicht bakterienbehandelten, Meloidogyne-inokulierten Pflanzen (Tab. 9) festgestellt. Dagegen bewirkte eine KNO3-Behandlung eine statistisch gesicherte, höhere Biomasseentwicklung (Ausnahme: Sproßhöhe und Wurzelfrischmasse). Es wurde keine statistisch signifikante Wirkung auf die Gallenbildung bzw. Vermehrung der Wurzelgallenälchen festgestellt (Tab. 9 und Abb. 12). Jedoch wurde eine leicht höhere Eier/Larvenzahl (ca. 12-26%) bei den bakterienbehandelten Varianten im Vergleich zur nicht bakterienbehandelten Kontrolle ermittelt.


53

Tabelle 9 Einfluß der Bakterienbehandlung von Tomatenpflanzen mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM) in g und den Befall durch M. arenaria-Eier/Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS) bzw. g Wurzel (E&L/g W) und Vermehrungsrate (Pf/Pi) [Endpopulation /Initialpopulation]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WS

E&L/g W

Pf/Pi

BS0M1

97,6a

(100)

89,3a

(100)

8,5a

(100)

12,5a

(100)

66793a

(100)

5343a

(100)

9,54

(100)

BS1-QSM1

96,6a

(99)

89,3a

(100)

8,6a

(101)

12,3a

(98)

81358a

(122)

6164a

(115)

11,62

(122)

BS2-QSM1

100a

(103)

90,4a

(101)

8,6a

(101)

13,2a

(106)

74859a

(112)

6086a

(114)

10,69

(112)

BS3-QSM1

101,2a

(104)

92,2a

(103)

9,1a

(107)

14,3a

(114)

83935a

(126)

5870a

(110)

11,99

(126)

KNO3M1

108,8a

(112)

139,2b

(156)

13,8b

(162)

14,8a

(118)

68467a

(103)

4626a

(87)

9,78

(103)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach Tukey-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

BS1-QS= B. subtilis auf Quarzsand (105 cfu/ml)

M1= Meloidogyne

BS2-QS= B. subtilis auf Quarzsand (107 cfu/ml)


54

Abbildung 12 Einfluß von Bacillus subtilis auf das Wachstum von Pflanzen mit Meloidogyne arenaria-Befall in Bezug auf eine Kontrolle ohne Meloidogyne (verrechnet nach Formel A)
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS1-QS= B. subtilis auf Quarzsand (105 cfu/ml),
BS2-QS= B. subtilis auf Quarzsand (107 cfu/ml), BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml), M1= Meloidogyne

5.1.3. Einfluß der B. subtilis-Trägersubstanzen auf das Pflanzenwachstum und den M. arenaria-Befall

Der Einfluß der beiden Trägersubstanzen für die B. subtilis-Präparate (Quarzsand und KNO3) und der damit verbundenen KNO3-Düngung bei der Pflanzenbakterisierung auf das Wachstum und den Befall durch Wurzelgallennematoden an Tomate wurde unter Gewächshausbedingungen untersucht. Hierzu wurde eine Substratmischung im Verhältnis von 1:1 aus Erdsubstrat Typ II und Quarzsand verwendet. Die Pflanzen wurden mit 2000 Meloidogyne-Larven (L2) inokuliert.

Die KNO3-Applikation führte zu einer signifikanten Verbesserung der Sproßhöhe (149%),-frischmasse (618%) und -trockenmasse (452%) sowie Wurzelfrischmasse (360%) gegenüber der nicht bakterienbehandelten und nicht gedüngten Kontrolle. Weiterhin wurde das Pflanzenwachstum auch durch die Bakterienbehandlung der Pflanzen gefördert. Durch die Bakterienbehandlung (BS3-QS - 109 cfu/ml) der Pflanzen wurden die Biomassewerte um 16% bei der Sproßhöhe, 21% bei der Sproßfrischmasse, um 25% bei der -trockenmasse und um 18% bei der Wurzelfrischmasse im Vergleich zur nicht bakterienbehandelten, ungedüngten


55

Kontrolle gesteigert (Tab. 10 und Abb. 13a; b). Auch bei BS3-KNO3 (109 cfu/ml) verbesserte die Bakterienbehandlung das Pflanzenwachstum um 11% bei der Sproßhöhe bzw. -frischmasse, um 26% bei der Sproßtrockenmasse und um 15% bei Wurzelfrischmasse im Vergleich zu einer reinen KNO3-Gabe.

Tabelle 10 Einfluß der Bakterienbehandlung mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM) in g

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

BS0M0

33,0a

(100)

7,89a

(100)

1,28a

(100)

2,98a

(100)

BS3-QSM0

38,4a

(116)

9,53b

(121)

1,60b

(125)

3,69b

(124)

KNO3M0

82,0a

(249)

56,62a

(718)

7,01a

(552)

15,53a

(521)

BS3-KNO3M0

89,2a

(270)

62,22b

(789)

8,89b

(693)

15,94a

(539)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

M0= ohne Meloidogyne

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)


56

Abbildung 13 Einfluß der Trägersubstanzen (Quarzsand und KNO3) von Bacillus subtilis auf das Pflanzenwachstum (bezogen auf die nicht mit Bakterien behandelte Kontrolle (a), auf die jeweilige Kontrolle ohne Bakterien und mit Düngung (KNO3) (b)
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109cfu/ml),
BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml), M0= ohne Meloidogyne

a

b


57

Abbildung 14 Wurzelsysteme einzelner Varianten ohne Meloidogyne (B. subtilis - 109 cfu/ml) bei Tomate in Substratmischung aus dem Typ II und Quarzsand


58

Der Befall durch Meloidogyne wurde sowohl durch die Düngung als auch durch die Bakterienbehandlung gefördert (Tab. 11). Es wurden signifikant höhere Eier- und Larven-Zahlen pro Wurzelsystem bei den bakterienbehandelten bzw. gedüngten Pflanzen festgestellt. Der Effekt wird besser sichtbar in der prozentualen, grafischen Darstellung (Abb. 15a, b). Die Befallsintensität des Wurzelsystems einzelner Varianten wird in Abb. 17 dargestellt. Die B. subtilis-Behandlung auf Quarzsand-Basis führte bei den befallenen Pflanzen im Vergleich zu den entsprechenden Kontrollen zur Schadensverminderung. Die Bakterienbehandlung auf KNO3-Basis führte im Vergleich zu den gedüngten Varianten sogar zur Steigerung der Biomassebildung über die Kontrolle hinaus. (Abb. 15 und 16). Die Ergebnisse belegen, daß B. subtilis die Pflanzen in die Lage versetzt, in Streßbedingungen in gewiessem Umfang zu kompensieren (Abb. 16).

Tabelle 11 Einfluß der Bakterienbehandlung Meloidogyne-inokulierter Tomaten-pflanzen mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM) in g Eier/Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS) bzw. g Wurzel (E&L/g W)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WS

E&L/g W

Pf/Pi

BS0M1

24,6a

(100)

6,18a

(100)

0,89a

(100)

3,98a

(100)

60085a

(100)

15097a

(100)

30

(100)

BS3-QSM1

30,4b

(124)

7,85b

(127)

1,26b

(142)

4,69b

(131)

93240b

(155)

19881b

(125)

46,6

(155)

KNO3M1

73,6a

(299)

54,61a

(884)

6,06a

(684)

15,95a

(550)

133476a

(222)

8368a

(55)

66,7

(222)

BS3-KNO3M1

72,2a

(294)

64,89b

(1050)

8,13b

(917)

18,3b

(565)

146497b

(244)

8005a

(53)

73,3

(244)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

M1= Meloidogyne

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109cfu/ml)


59

Abbildung 15 Einfluß von Bacillus subtilis auf das Wachstum von Pflanzen mit Meloidogyne arenaria-Befall [im Vergleich zur nicht mit B. subtilis behandelten aber mit Meloidogyne inokulierten Kontrolle (a) und bezogen auf die jeweilige Kontrolle (b)],
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109cfu/ml),
BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml), M1= Meloidogyne

a

b


60

Abbildung 16 Einfluß von B. subtilis auf das Wachstum befallener Pflanzen bezogen auf die jeweilige nicht mit Meloidogyne inokulierte Kontrolle und anschließender Relativierung mit der jeweiligen unbehandelten Kontrolle
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109cfu/ml),
BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml), M1= Meloidogyne


61

Abbildung 17 Einfluß von Bacillus subtilis auf die Wurzelvergallung durch Meloidogyne arenaria bei Tomate in Substratmischung aus dem Typ II und Quarzsand


62

5.2. Untersuchungen zum Einfluß von B. subtilis (FZB 24®) auf das Pflanzenwachstum und den M. arenaria-Befall in ungedämpftem Erdsubstrat

5.2.1. B. subtilis als Granulatpräparat auf KNO3-Basis

Der Einfluß der Bakterienbehandlung der Testpflanzen mit B. subtilis (FZB 24®) in ungedämpftem Erdsubstrat fiel weitaus geringer aus als in gedämpftem Erdsubstrat. Nur der höchste Titer 109 cfu/ml (BS3-KNO3 in Verbindung mit formulierungsbedingter 1,8 g KNO3-Gabe) verbesserte signifikant das Pflanzenwachstum. Allerdings wurde eine vergleichbare Wachstumsförderung auch durch das reine KNO3 (1,8 g) allein bei allen gemessenen Parametern erzielt (Tab. 12 und Abb. 18). Drei Wochen nach Einpflanzen der Tomatensämlinge wurden die Testpflanzen mit 0,2%iger Düngerlösung ”Wopil” gedüngt, da das Wachstum der gesamten Variante stagnierte (Ausnahme: BS3-KNO3 und KNO3).

Tabelle 12 Einfluß der Bakterienbehandlung von Tomatenpflanzen mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

BS0M0

61,0a

(100)

30,6a

(100)

2,8a

(100)

4,7a

(100)

BS1-KNO3M0

63,8a

(105)

31,2a

(102)

3,4a

(121)

4,8a

(102)

KNO3(2)M0

63,0

(103)

32,9

(108)

3,4

(121)

4,8

(102)

BS2-KNO3M0

64,6a

(106)

31,4a

(103)

3,3a

(118)

5,2a

(111)

KNO3(3)M0

85,6

(140)

116,7

(381)

14,5

(518)

15,8

(336)

BS3-KNO3M0

88,0b

(144)

112,9b

(369)

14,4b

(514)

16,8b

(358)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml)

M0= ohne Meloidogyne

BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml)


63

Abbildung 18 Einfluß von Bacillus subtilis auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)] in ungedämpftem Substrat
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml),
BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml), M0= ohne Meloidogyne

Die Biomassewerte der mit BS3-KNO3 (109 cfu/ml) behandelten Pflanzen lagen signifikant höher als die der anderen Varianten. Ein nicht signifikantes, jedoch höheres Pflanzenwachstum wurde bei BS2-KNO3 (107 cfu/ml) erzielt (Tab. 13 und Abb. 19a, b). Die behandelten Pflanzen waren in der Lage, die Schäden durch die Wurzelgallennematoden im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle zu kompensieren (teilweise auch über die Kontrolle) bzw. zu tolerieren. Signifikant höhere Unterschiede wurden bei den gebildeten Eier/Larven pro Wurzelsystem durch die Bakterienbehandlung/Düngung in Titern 109 und 107 cfu/ml von B. subtilis festgestellt (Tab. 13 und Abb. 19a; b). Es wurden 26% bzw. 49% mehr Eier/Larven pro g Wurzel bei den jeweils höheren Bakterientitern ermittelt. So wurde ein Anstieg der Vermehrungsrate der Nematoden um 56% bei dem Titer 107 cfu/ml und um 437% bei 109 cfu/ml erreicht. Es muß davon ausgegangen werden, daß der größte Anteil an Wachstumsverbesserungen und Nematodenbefallsförderungen auf die ungewollte formulierungsbedingte KNO3-Applikation zurückzuzuführen ist. Die gleiche Biomasse-leistung wie die nicht mit B. subtilis bzw. KNO3 behandelte Kontrolle ohne Meloidogyne wurde annähernd mit 107 cfu/ml bakterienbehandelten Pflanzen erreicht (Abb. 20).


64

Tabelle 13 Einfluß der Bakterienbehandlung von Tomatenpflanzen mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM) in g, den M. arenaria-Befall (Eier/Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS) bzw. g Wurzel (E&L/g W) und Nematodenvermehrungsrate (Pf/Pi)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WS

E&L/g W

Pf/Pi

BS0M1

55,2a

(100)

26,4a

(100)

2,6a

(100)

4,7a

(100)

29533a

(100)

6283a

(100)

4,22

(100)

BS1-KNO3M1

57,6a

(104)

28,2a

(107)

2,7a

(104)

5,0a

(106)

30669a

(104)

6134a

(98)

4,38

(104)

BS2-KNO3M1

61,4a

(111)

28,6a

(108)

3,3a

(127)

5,8a

(123)

45985b

(156)

7910a

(126)

6,57

(156)

BS3- KNO3M1

85,2b

(154)

114,6b

(434)

13,4b

(515)

17,0b

(362)

158540c

(537)

9385b

(149)

22,65

(537)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml)

M1= Meloidogyne

BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml)

Abbildung 19a Einfluß von B. subtilis auf das Wachstum befallener Pflanzen [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)] sowie die Nematodenvermehrung [Eier/Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS) bzw. pro g Wurzel (E&L/g W)]


65

Abbildung 19b Einfluß von B. subtilis auf das Wachstum befallener Pflanzen [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)] verglichen mit den jeweiligen Kontrollen (ohne Meloidogyne) und danach relativiert mit der Kontrolle (verrechnet nach Formel A)

Abbildung 20 Einfluß der Bacillus subtilis-Behandlungen auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)] im Vergleich zur völlig unbehandelten Kontrolle,
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS1-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (105 cfu/ml)
BS2-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (107 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml), M1= Meloidogyne


66

5.2.2. B. subtilis als Granulatpräparat auf Quarzsand-Basis

Der Versuch wurde mit Erdsubstrat vom Typ II durchgeführt. Die Bakterienbehandlung der Pflanzen übte kaum eine Wirkung auf das Wachstum bei allen erfaßten Parametern aus. Das Wurzelwachstum wurde leicht, jedoch statistisch nicht signifikant durch höhere Keimdichten des B. subtilis-Einsatzes gefördert (Tab. 14). Die Sproßtrockenmasse wurde durch die höchste Applikation (109 cfu/ml) ebenfalls tendenziell (11%) erhöht. Die Düngung mit 1,8 g KNO3 führte dagegen zu einer statistisch signifikanten Wachstumsverbessrung bei fast allen Parametern (Tab. 14).

Tabelle 14 Einfluß der Bakterienbehandlung von Tomatenpflanzen mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf Sproßhöhe (SH) in cm, Sproßfrisch- (SFM) und -trockenmasse (STM) in g, Wurzelfrischmasse (WFM)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

BS0M0

115a

(100)

80,7a

(100)

9,4a

(100)

9,1a

(100)

BS1-QSM0

118a

(103)

83,5a

(104)

9,7a

(102)

9,3a

(102)

BS2-QSM0

119a

(104)

84,1a

(104)

10,1a

(106)

9,7a

(107)

BS3-QSM0

118a

(103)

85,0a

(105)

10,5a

(111)

9,8a

(108)

KNO3M0

120a

(104)

151,8b

(188)

16,0b

(168)

11,5b

(126)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach Tukey-Test (Ple0.05), n = 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3- QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

BS1- QS= B. subtilis auf Quarzsand (105 cfu/ml)

M0= ohne Meloidogyne

BS2-QS= B. subtilis auf Quarzsand (107 cfu/ml)

Hinsichtlich des Meloidogyne-Befalls wurde visuell kein Unterschied in der Gallenbildung zwischen den verschiedenen Varianten festgestellt. Deshalb wurde auf die Ermittlung der Eier/Larvenzahl verzichtet. Das Pflanzenwachstum wurde durch die B. subtilis-Applikation kaum beeinflußt. Tendenziell höhere Biomassewerte wurden bei den mit Bakterien behandelten Pflanzen festgestellt. Das Düngen der Tomatensämlinge mit KNO3 (1,8g/Pflanze)


67

führte zur Steigerung der Biomasseentwicklung um 6% bei der Sproßhöhe, 81% bei der -frischmasse, 68% bei der -trockenmasse und 39% bei der Wurzelfrischmasse gegenüber der ungedüngten, nicht bakterienbehandelten Kontrolle (Tab. 15).

Tabelle 15 Einfluß des Bacillus subtilis-Stamms FZB 24® auf Sproßhöhe in cm (SH), Sproßfrischmasse in g (SFM), -trockenmasse in g (STM) und Wurzelfrischmasse in g (WFM) von Pflanzen mit Meloidogyne arenaria-Befall

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

BS0M1

110a

(100)

76,6a

(100)

9,5a

(100)

10,0a

(100)

BS1-QSM1

112a

(102)

81,5a

(106)

9,7a

(102)

11,7ab

(117)

BS2-QSM1

110a

(100)

81,8a

(107)

10,4a

(110)

11,5ab

(115)

BS3-QSM1

113a

(103)

86,3a

(112)

10,7a

(113)

12,2ab

(122)

KNO3M1

117a

(106)

138,8b

(181)

16,0b

(168)

13,9b

(139)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach Tukey-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

BS1-QS= B. subtilis auf Quarzsand (105 cfu/ml)

M1= Meloidogyne

BS2-QS= B. subtilis auf Quarzsand (107 cfu/ml)


68

5.3. Untersuchungen zum Einfluß von B. subtilis-Kulturfiltraten (KF) auf das Pflanzenwachstum und den M. arenaria-Befall

5.3.1. Komplexe Kulturfiltrate

Die Applikation der Kulturfiltrate von B. subtilis hatte keinen Einfluß auf das Wachstum der Tomatenpflanzen (Tab. 16).

Tabelle 16 Einfluß der Behandlungen mit Kulturfiltraten von Bacillus subtilis (FZB 24®) auf das Wachstum der Tomatenpflanzen [Sproßhöhe in cm (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) in g und Wurzelfrischmasse (WFM) in g]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

H2O M0

23,4a

(100)

9,6a

(100)

1,01a

(100)

2,0a

(100)

KF-log.-Phase M0

23,5a

(100)

9,7a

(101)

1,02a

(101)

2,05a

(103)

KF-üb.-Phase M0

24,0a

(103)

9,7a

(101)

1,02a

(101)

2,10a

(105)

KF-st.-Phase M0

24,9a

(106)

10,1a

(105)

1,01a

(100)

1,95a

(98)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5, M0= ohne Meloidogyne

Obwohl die Behandlung der Tomatensämlinge mit komplexen KF das Pflanzenwachstum auch bei Meloidogyne-Befall nicht beeinflußte, war jedoch eine leichte Zunahme der Wurzelfrischmasse zwischen KF-behandelten, mit Meloidogyne inokulierten Pflanzen und KF-unbehandelten bzw. KF-behandelten, nicht mit Meloidogyne inokulierten Pflanzen feststellbar (Tab. 17).


69

Tabelle 17 Einfluß der Behandlungen mit Kulturfiltraten von Bacillus subtilis (FZB 24®) auf das Wachstum [Sproßhöhe in cm (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) in g und Wurzelfrischmasse (WFM) in g] bei Meloidogyne arenaria-Befall

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

H2O M1

23,3a

(100)

9,6a

(100)

0,98a

(100)

2,25a

(100)

KF-log.-Phase M1

24,5a

(105)

9,7a

(101)

0,99a

(101)

2,30a

(102)

KF-üb.-Phase M1

24,7a

(106)

9,7a

(101)

0,99a

(101)

2,45a

(109)

KF-st.-Phase M1

24,2a

(104)

10a

(104)

0,99a

(101)

2,35a

(104)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5, M1= Meloidogyne

Insgesamt wurde ein leichter Rückgang der Sproßtrockenmasse beim Vergleich der mit Meloidogyne inokulierten Varianten zu den nicht inokulierten sichtbar (Vergleich Tab. 16 und 17). Die KF-Behandlungen der Pflanzen, insbesondere aus der üb.- und st.-Phase führten zu höheren Wurzelfrischmassen (4-9%) gegenüber der Kontrolle (nicht signifikant). Beim Meloidogyne-Befall wurden ebenfalls keine visuellen Unterschiede zwischen den Varianten festgestellt.

5.3.2. Kulturfiltrate mit Ausfällung der Lipopeptid-Antibiotika

Die Behandlung der Testpflanzen mit ”antibiotikafreien“ KF führte im allgemeinen zu einem leicht höheren Wachstum insbesondere bei der KF-üb.- und st.-Phase, was jedoch statistisch nicht signifikant war (Tab. 18 und Abb. 21).


70

Tabelle 18 Einfluß der Behandlungen mit Kulturfiltraten (”antibiotikafrei“) von Bacillus subtilis (FZB 24®) auf das Wachstum [Sproßhöhe in cm (SH), -frischmasse (SFM) -trockenmasse (STM) in g und Wurzelfrischmasse (WFM) in g] der Tomatenpflanzen

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

H2O M0

17,1a

(100)

7,68a

(100)

1,15a

(100)

2,04a

(100)

KF-log.-Phase M0

17,7a

(104)

7,70a

(100)

1,19a

(104)

2,14a

(105)

KF-üb.-Phase M0

17,8a

(104)

8,18a

(107)

1,24a

(108)

2,20a

(108)

KF-st.-Phase M0

18,1a

(106)

7,9a

(103)

1,19a

(104)

2,20a

(108)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5, M0= ohne Meloidogyne

Abbildung 21 Einfluß ”antibiotikafreier“ Kulturfiltrate auf das Wachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)] der Tomatenpflanzen

Der Meloidogyne-Befall, gemessen an Eier/Larven pro Wurzelsystem, wurde durch die Kulturfiltratbehandlungen (ohne Lipopeptidantibiotika), insbesondere durch die KF-üb.- und st.-Phase gefördert. Die erhöhte Meloidogyne-Vermehrung führte jedoch zu keiner Verminderung der Leistung der befallenen Pflanzen im Vergleich zu der unbehandelten


71

Kontrolle (keine geringere Biomassebildung). Die Behandlungen führten damit ebenfalls zu einer erhöhten Toleranz, d.h. die Pflanzen waren in der Lage, die Schäden zu kompensieren (trotz mehr Nematoden). Es wurden sogar Wachstumsverbesserungen in Höhe von 6-11% durch die Behandlungen im Vergleich zur nicht mit B. subtilis-KF behandelten, mit Meloidogyne inokulierten Kontrolle festgestellt (Vergleich Tab. 19 und Abb. 22).

Tabelle 19 Einfluß der Behandlungen mit Kulturfiltraten (”antibiotikafrei“) von Bacillus subtilis (FZB 24®) auf das Wachstum [Sproßhöhe in cm (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) in g und Wurzelfrischmasse (WFM) in g] und auf den Meloidogyne arenaria-Befall [Eier/Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS) bzw. g Wurzel (E&L/g W)]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WS

E&L/g W

Pf/Pi

H2O M1

16,7a

(100)

7,12a

(100)

1,05a

(100)

2,96a

(100)

20525a

(100)

6934a

(100)

10,26

(100)

KF-log.-Phase M1

17,16a

(103)

7,6a

(107)

1,05a

(100)

2,96a

(100)

27606a

(135)

9326a

(135)

13,80

(135)

KF-üb.-Phase M1

18,1a

(108)

7,72a

(108)

1,11a

(106)

3,20a

(108)

35379b

(172)

11056b

(160)

17,69

(172)

KF-st.-Phase M1

18,1a

(108)

7,81a

(110)

1,17a

(111)

3,20a

(108)

33922b

(165)

10601b

(153)

16,96

(165)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5, M1= Meloidogyne


72

Abbildung 22 Einfluß ”antibiotikafreier“ Kulturfiltrate auf das Wachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)] der mit Meloidogyne arenaria befallenen Tomatenpflanzen [Eier/Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS) bzw. g Wurzel (E&L/g W)]

5.3.3. G3-Fraktion des Kulturfiltrates und Bion®

Die getesteten Konzentrationen (10-4 und 10-5 M) von Bion® als Resistenz-/Toleranzinduktor beeinflußten die Biomasseentwicklung statistisch signifikant negativ (Tab. 20 und Abb. 24). Eine signifikant größere Sproßhöhe (47% mehr im Vergleich zu Wasser) wurde durch Bion® 10-4 M erzielt, die allerdings durch die Etiolierung des Sprosses bedingt war (phytotoxisch). Im allgemeinen besaßen die mit Bion® behandelten Pflanzen hellere Blätter. Sie zeigten besonders in der Anfangsphase Wachstumsdepressionen. Die G3-Fraktion übte dem gegenüber keinen erkennbaren Einfluß auf das Pflanzenwachstum aus (Tab. 20 und Abb. 23).


73

Tabelle 20 Einfluß der G3-Fraktion und von Bion® auf das Wachstum [Sproßhöhe (SH) in cm, -frisch- bzw. -trockenmasse (SFM bzw. STM) in g und Wurzelfrischmasse (WFM) in g] der Tomatenpflanzen

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

H2O M0

17a

(100)

7,66c

(100)

0,972c

(100)

3,17c

(100)

G3-Fraktion M0

18a

(106)

7,84c

(102)

0,992c

(102)

3,19c

(101)

Bion®M0 (10-5 m)

19a

(112)

7,04b

(92)

0,860b

(88)

2,69b

(85)

Bion®M0 (10-4 m)

25b

(147)

6,06a

(79)

0,694a

(71)

1,78a

(56)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5, M0= ohne Meloidogyne

Abbildung 23 Einfluß der G3-Fraktion und von Bion® auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)]

Auch bei Meloidogyne-Befall gab es keine Unterschiede zwischen der Wasser-(Kontrolle), der G3- und der Bionbehandlung (10-5 M) hinsichtlich des Pflanzenwachstums (Tab. 21). Eine signifikant höhere Sproßhöhe wurde bei den mit Bion® 10-4 M behandelten befallenen Pflanzen im Vergleich zu anderen Varianten festgestellt. Bei den anderen Wachstumsparametern wurden signifikant niedrigere Biomassewerte erzielt. Bei der


74

Nematodenvermehrung bzw. Gallenbildung wurden ebenfalls keine Unterschiede zwischen den Varianten beobachtet. Ausnahme war die Bionbehandlung 10-4 M, die zu einer geringeren Biomassebildung führte und damit auch zu einer geringeren Wurzelgallennematodenvermehrung (79%) im Vergleich zur Kontrolle (Tab. 21 und Abb. 24).

Tabelle 21 Einfluß der G3-Fraktion und von Bion® auf das Wachstum [Sproßhöhe (SH) in cm), -frisch- bzw. -trockenmasse (SFM bzw. STM) in g und Wurzelfrischmasse (WFM) in g] und auf den Meloidogyne arenaria-Befall [Eier/Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS) bzw. pro g Wurzel (E&L/g W) und Vermehrungsrate (Pf/Pi)]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WS

E&L/g W

Pf/Pi

H2O M1

18a

(100)

7,36b

(100)

0,925b

(100)

3,35b

(100)

15540c

(100)

4642b

(100)

7,8

(100)

G3-Fraktion M1

18a

(100)

7,40b

(101)

0,941b

(102)

3,37b

(101)

15180c

(98)

4504b

(97)

7,6

(97)

Bion® M1 (10-5 m)

17a

(89)

7,12b

(97)

0,886b

(96)

3,02b

(90)

14170b

(91)

4691b

(101)

7,1

(91)

Bion® M1 (10-4 m)

24b

(133)

6,08a

(83)

0,655a

(71)

1,941a

(60)

3218a

(21)

1658a

(36)

1

(13)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5, M1= Meloidogyne


75

Abbildung 24 Einfluß der G3-Fraktion und von Bion® auf das Wachstum der Tomatenpflanzen [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)] und den Befall durch Meloidogyne arenaria [Eier & Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS) bzw. g Wurzel (E&L/g W)]

5.4. Untersuchungen zur Wanderung und Invasion von M. incognita bzw. M. arenaria nach B. subtilis- und KF-Behandlung der Pflanzen

5.4.1. Anlockung durch B. subtilis (FZB 24®) -behandelte Pflanzen

Die Wurzelbehandlung der Sämlinge mit B. subtilis beeinflußte erheblich die Wanderung und Pflanzen-Invasion der M. incognita-Larven (Tab. 22 und Abb. 25). So wurden die Larven stärker von den mit B. subtilis auf Quarzsand (109 und 107 cfu/ml) behandelten Pflanzen angelockt. Die Anlockwirkung war bakteriendichteabhängig. Bei unbehandelten Pflanzen (Kontrolle) befanden sich 83% der Larven im Abschnitt A, 9% in Abschnitt B und 8% im Abschnitt C, davon 6% in den Wurzeln. Dagegen hielten sich bei der Variante BS3-QS (109 cfu/ml) 54% der Larven im Abschnitt A, 18% in Abschnitt B und 28% in Abschnitt C, davon 23% in den Wurzeln (Abb. 25) auf.

B. subtilis auf KNO3 und reines KNO3 wirkten phytotoxisch in der getesteten Konzentration. Die Fotoaufnahmen sollen die Wurzelbesiedlung durch Nematoden bei gesunden Pflanzen der


76

unbehandelten Kontrolle und der 109 cfu/ml behandelten Variante (BS3-QS) verdeutlichen (Abb. 26).

Tabelle 22 Einfluß einer Tomatenwurzelbehandlung mit Bacillus subtilis (FZB 24®) auf die Wanderung und Invasion von Meloidogyne incognita-Larven (L2)

Behandlungen

SB-A

SB-B

SB-C

TWS

BS0

977b

101a

24a

71b

BS2-QS

610a

190b

79c

158c

BS3-QS

559a

181b

58b

235d

BS3-KNO3

1229b

73a

51b

10a

KNO3

1198c

30a

5a

1a

Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 9

BS0= ohne Bacillus subtilis

SB-A= Sandblocksabschnitt A (Nematodeninokulationsort)

BS2-QS= B. subtilis auf Quarzsand (107 cfu/ml)

SB-B= Sandblocksabschnitt B

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

SB-C= Sandblocksabschnitt C (Einpflanzungsort)

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

TWS= Tomatenwurzelsystem

GL= Gesamtlarven (Wiederfindungsrate in %)

Abbildung 25 Einfluß einer Bacillus subtilis-Behandlung auf die Attraktion von Meloidogyne-Larven (L2) zu Wirtspflanzenwurzeln,
BS0= ohne Bacillus subtilis, BS2-QS= B. subtilis auf Quarzsand (107 cfu/ml), BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml), SB-A= Sandblocksabschnitt A (Nematodeninokulationsort), SB-B= Sandblocksabschnitt B,
SB-C= Sandblocksabschnitt C (Einpflanzungsort), TWS= Tomatenwurzelsystem


77

Abbildung 26 Tomatemwurzelschnitte: a) nicht mit Bacillus subtilis behandelte aber mit Meloidogyne inokulierte b) mit B. subtilis und Meloidogyne behandelte - BS3-QS- Variante


78

5.4.2. Anlockung durch B. subtilis-Kulturfiltrate (KF) behandelte Pflanzen

Die Wurzelbehandlung der Tomatenkeimlinge mit B. subtilis-Kulturfiltraten beeinflußte das M. arenaria-Larvenverhalten nur geringfügig. Aus den einzelnen Sandblockteilen wurde im allgemeinen eine etwa vergleichbare Larvenanzahl zwischen den Varianten gefunden. Allerdings wurden mehr Larven im Abschnitt C bei den KF der üb.- und st.-Phase ausgezählt. Außerdem invadierten mehr Larven in mit KF-üb.- und -st.-Phase behandelten Sämlingen als bei den anderen Varianten (Tab. 23). Die Wiederfindungsrate der Larven betrug 53-58% (Abb. 27).

Tabelle 23 Einfluß einer Tomatenwurzelbehandlung mit komlexen Kulturfiltraten von Bacillus subtilis (FZB 24®) auf die Wanderung und Invasion von Meloidogyne arenaria-Larven (L2)

Behandlungen

SB-A

SB-B

SB-C

TWS

H2O

971b

106ab

23a

53a

KF-log.-Phase

874a

103a

26ab

57a

KF-üb.-Phase

885a

118ab

32b

72b

KF-st.-Phase

892ab

123b

34b

68b

Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 9

SB-A= Sandblocksabschnitt A (Nematodeninokulationsort)

SB-B= Sandblocksabschnitt B

SB-C= Sandblocksabschnitt C (Einpflanzungsort)

TWS= Tomatenwurzelsystem

Abbildung 27 Einfluß einer Wurzelbehandlung mit Kulturfiltraten von Bacillus subtilis auf die Wanderung und Pflanzen-Invasion von Meloidogyne arenaria-Larven (L2),
SB-A= Sandblocksabschnitt A (Nematodeninokulationsort), SB-B= Sandblocksabschnitt B, SB-C= Sandblocksabschnitt C (Einpflanzungsort), TWS= Tomatenwurzelsystem


79

5.4.3. Einfluß der B. subtilis Kulturfiltrate (KF) auf die Mortalität der M. arenaria-Larven (L2) in vitro

Niedrige Konzentrationen (1 und 10%) der verschiedenen KF von B. subtilis (FZB 24®) zeigten keinen Einfluß auf die Mortalität der M. arenaria-Larven (Abb. 28) (Ergebnisse mit 1% KF sind nicht dargestellt). In den 50%igen KF (außer der st.-Phase) und dem Landy-Medium (LM) lag die Mortalität am ersten Tag nach Versuchsbeginn zwischen 96-98%. Dagegen war die Mortalitätsrate in Wasser und in der KF-st.-Phase nach 24 h bei 2 bis 6% und nach 48 h bei 4 bis 9% des Versuchsbeginnes. Nach 72 h betrug die Mortalität der Larven bei der KF-st.-Phase allerdings 98% (s. Abb. 29).

Abbildung 28 Einfluß verschiedener 10%iger KF von Bacillus subtilis FZB® 24 auf die Mortalität der Meloidogyne arenaria-Larven (L2), LM= Landy-Medium

Abbildung 29 Einfluß verschiedener 50%iger Kulturfiltrate von Bacillus subtilis auf die Mortalität der Meloidogyne arenaria-Larven, LM = Landy-Medium


80

5.5. Untersuchungen zur systemischen Wirkung von B. subtilis (FZB 24®) auf den M. incognita-Befall

5.5.1. Einseitige Nematodeninokulation im ”Split-root-system“

10 Tage nach Inokulation

Nach zwei Wochen Einwirkungszeit von B. subtilis auf das Pflanzenwachstum wurde kein Effekt sichtbar. Allerdings verursachten die Behandlungen mit KNO3 und BS3-KNO3 (109 cfu/ml) Wachstumsverbesserungen (Sproßhöhe, -frischmasse und Wurzelfrischmasse), die statistisch gesichert sind (Tab. 24). Außerdem wurden mehr eingedrungene Larven bei den behandelten Pflanzen ausgezählt (9-38%) als bei den Kontrollpflanzen (Wasserbehandlung), was jedoch nicht signifikant war (Tab. 24).

Tabelle 24 Wirkung von B. subtilis (FZB 24®) auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe in cm (SH), Sproßfrischmasse (SFM), -trockenmasse in g (STM), Wurzelfrischmasse in g (WFM)] und auf den M. incognita-Befall [eingedrungene Larven pro Wurzelhälfte (L/WH)] im ”Split-root-system“ (10 Tage nach Nematodeninokulation - unbehandelte Seite)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

L/WH

BS0

20,7a

(100)

18,9a

(100)

1,86a

(100)

4,89a

(100)

301a

(100)

BS3-QS

20,9a

(101)

18,9a

(100)

1,96a

(105)

5,01a

(102)

408a

(136)

BS3-KNO3

24,2b

(117)

23,5b

(124)

2,09a

(112)

5,15a

(105)

414a

(138)

KNO3

24,6b

(119)

24,7b

(131)

2,02a

(109)

5,07a

(104)

329a

(109)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)


81

4 Wochen nach der Nematodeninokulation

Die Wachstumsförderungen (Sproßfrisch-, -trockenmasse und Wurzelfrischmasse) durch die KNO3- und BS3-KNO3-Behandlungen (109 cfu/ml) traten verstärkt nach vier Wochen Wachstumsperiode auf. Es wurden signifikant höhere Eier/Larvenzahlen pro Wurzelsystem bei allen drei Behandlungen festgestellt (Tab. 25). Für die Entfaltung des Einflusses von B. subtilis auf das Wachstum und den Nematodenbefall ist scheinbar kein räumliches Zusammensein erforderlich. Ferner kann die Wirkung der KNO3-Düngung genauso systemisch erfolgen wie die von B. subtilis. Damit wurde eine systemische Wirkung von B. subtilis und KNO3 offenbar über einen pflanzenwachstumsförderenden Effekt auf den M. incognita-Befall an Tomate angezeigt.

Tabelle 25 Wirkung von B. subtilis (FZB 24 ®) auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe in cm (SH), Sproßfrischmasse (SFM), -trockenmasse in g (STM), Wurzelfrischmasse in g (WFM)] und auf den M. incognita-Befall [Nematodenvermehrung pro Wurzelhälfte (E&L/WH)] im ”Split-root-system“ (4 Wochen nach Nematodeninokulation - unbehandelte Seite)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WH

BS0

35a

(100)

30,2a

(100)

5,01a

(100)

8,9a

(100)

62255a

(100)

BS3-QS

37a

(106)

30,4a

((101)

5,16a

(103)

9,2a

(103)

136537b

(219)

BS3-KNO3

40a

(114)

46,1b

(153)

6,91b

(134)

11,7b

(132)

113479b

(182)

KNO3

39a

(111)

46,7b

(155)

8,06b

(161)

11,9b

(134)

123152b

(198)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)


82

Abbildung 30 Systemische Wirkung von Bacillus subtilis auf das Wachstum der Tomatenpflanzen [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM), Wurzelfrischmasse (WFM)] und auf den Meloidogyne incognita-Befall [Eier/Larven pro Wurzelhälte (E&L/WH)], BS0= ohne Bacillus subtilis, BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

5.5.2. Zweiseitige Nematodeninokulation im ”Split-root-system“

10 Tage nach Inokulation

Es konnten keine signifikanten Unterschiede in der Anzahl eingedrungener Larven festgestellt werden (keine Varianzhomogenität). Trotzdem wurden höhere Larvenzahlen sowohl bei den bakterienbehandelten als auch den gedüngten Pflanzen ausgezählt (Tab. 26). Eine Wachstumsverbesserung wurde durch die BS3-KNO3-(109 cfu/ml) und die KNO3-Behandlung ebenfalls erzielt (Ausnahme Wurzelfrischmasse). Auch die alleinige KNO3-Zufuhr führte zu einer deutlichen Verbesserung der Biomassebildung (Tab. 26).


83

Tabelle 26 Wirkung von B. subtilis (FZB 24®) auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe in cm (SH), Sproßfrischmasse (SFM), -trockenmasse in g (STM), Wurzelfrischmasse in g (WFM) und auf den M. incognita-Befall, eingedrungene Larven pro Wurzelhälfte (L/WH)] im ”Split-root-system“ (10 d nach Nematodeninokulation)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

L/WH

BWH UBWH

BS0

19a

(100)

16,5a

(100)

1,86a

(100)

5,25a

(100)

261a 300a

(100) (100)

BS3-QS

20a

(105)

15,8a

(96)

1,67a

(90)

5,07a

(97)

442a 316a

(169) (105)

BS3-KNO3

25b

(131)

26,2b

(159)

2,12ab

(112)

5,44a

(104)

248a 348a

(95) (116)

KNO3

26b

(137)

26,9b

(163)

2,38b

(128)

5,84a

(111)

300a 355a

(115) (118)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BWH= mit B. subtilis behandelter Wurzelhälfte

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

UBWH= nicht mit B. subtilis behandelter Wurzelhälfte

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

4 Wochen nach Inokulation

Mit zunehmender Wachstumsdauer stieg die Wachstumsförderung der Pflanzen bei BS3-KNO3 und KNO3-Düngung enorm (statistisch signifikant) an. Eine signifikant höhere Wurzelmasse wurde auch durch die Bakterienbehandlung mit B. subtilis auf Quarzsandformulierung erreicht (Tab. 27). Bezüglich des Befalles wurden allgemein höhere Eier/Larvenzahlen bei den bakterienbehandelten und den gedüngten Pflanzen festgestellt, woraus sich jedoch keine differenzierte Aussage ableiten läßt.


84

Tabelle 27 Wirkung von Bacillus subtilis (FZB 24 ®) auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe in cm (SH), Sproßfrischmasse (SFM), -trockenmasse in g (STM), Wurzel-frischmasse in g (WFM)] und auf den M. incognita-Befall [Nematodenvermehrung pro Wurzelhälfte (E&L/WH)] im ”Split-root-system“ (4 Wochen nach Nematodeninokulation)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WH

BWH UBWH

BS0

33a

(100)

26,1a

(100)

4,42a

(100)

10,0a

(100)

84627a 73795a

(100) (100)

BS3-QS

36a

(109)

29,4a

(113)

4,74a

(107)

12,3b

(123)

176673b 102285a

(208) (139)

BS3-KNO3

37b

(112)

39,6b

(152)

6,55b

(148)

12,2b

(122)

108507a 145871b

(128) (198)

KNO3

39b

(118)

39,8b

(153)

6,62b

(150)

10,0a

(100)

95979a 140538b

(113) (190)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

BS0= ohne Bacillus subtilis

BWH= mit B. subtilis behandelter Wurzelhälfte

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

UBWH= nicht mit B. subtilis behandelter Wurzelhälfte

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)


85

Abbildung 31 Einfluß von Bacillus subtilis (FZB 24®) auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe (SH), Sproßfrischmasse (SFM), -trockenmasse (STM), Wurzelfrischmasse (WFM)] (a) und auf den M. incognita-Befall [Nematodenvermehrung pro Wurzelhälfte (E&L/WH)] im ”Split-root-system“ (10 Tage bzw. 4 Wochen nach Nematodeninokulation) [zweiseitige Nematodeninokulation (b)], BS0= ohne Bacillus subtilis, BWH= mit B. subtilis behandelter Wurzelhälfte, BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml), UBWH= nicht mit B. subtilis behandelter Wurzelhälfte, BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml)

a

b


86

5.6. Untersuchungen zum Einfluß einer kombinierten Applikation von Arthrobotrys superba und B. subtilis auf den M. arenaria-Befall

Aus Vorversuchen war bekannt, daß der Pilz Arthrobotrys superba die Fähigkeit besitzt sich in ungedämpftem Erdsubstrat zu etablieren. Diese saprophytische Befähigung wurde auch in Reisnährmedium deutlich, wobei dies stark von der zugeführten Reismenge abhängig war (Abb. 32).

Abbildung 32 Wachstum von Arthrobotrys superba in Abhängigkeit von der zugeführten Reismenge: a) 13,0 g Reis und Pilz b) 6,5 g Reis und Pilz
c) 3,25 g Reis und Pilz a1) 13,0 g Reis ohne Pilz b1) 6,5 g Reis ohne Pilz
c1) 3,25 g Reis ohne Pilz d) ohne Pilz und ohne Reis


87

Applikationsversuche des Pilzes und des B. subtilis-Präparates bei den Tomaten-Testpflanzen ergaben bei der Kombinationsvariante von Arthrobotrys superba und B. subtilis (FZB 24®) eine signifikante Pflanzenwachstumsförderung, gemessen an der Sproßfrisch-, -trockenmasse und der Wurzelfrischmasse im Vergleich zur Kontrolle (Tab.28). Das Pflanzenwachstum wurde weder durch das Reismedium noch durch A. superba statistisch signifikant beeinflußt. Erwähnenswert ist lediglich ein leichter Zuwachs (6% bzw. 5%) der Sproßfrisch- bzw. Wurzelfrischmasse durch Reis-/A. superba-Anwendung, der aber nicht signifikant war (Tab. 28 und Abb. 33).

Tabelle 28 Einfluß von Arthrobotrys superba und Bacillus subtilis (FZB 24®) auf das Pflanzenwachstum (Sproßhöhe in cm (SH), Sproßfrisch- in g (SFM), -trockenmasse in g (STM) und Wurzelfrischmasse in g (WFM)

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

AS0R0M0

38,3a

(100)

22,43a

(100)

3,40a

(100)

2,9a

(100)

AS0R1M0

38,7a

(101)

23,54a

(105)

3,46a

(102)

2,8a

(97)

AS1R1M0

37,4a

(98)

24,00a

(106)

3,54a

(104)

3,05ab

(105)

AS1R1BS3M0

39,3a

(103)

25,66b

(114)

3,83b

(113)

3,77b

(130)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n=5

R0= ohne Reis

AS0= ohne Arthrobotrys superba

BS3= Bacillus subtilis 109 cfu/ml

R1= Reis

AS1= A. superba

M0= ohne Meloidogyne


88

Abbildung 33 Einfluß von Arthrobotrys superba und Bacillus subtilis auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM) im Vergleich zur Kontrolle (AS0R0M0)],
R0= ohne Reis AS0= ohne Arthrobotrys superba BS3= Bacillus subtilis 109 cfu/ml
R1= Reis AS1= A. superba M0= ohne Meloidogyne

Auch das Wachstum der mit der Kombination von B. subtilis und A. superba behandelten und mit Meloidogyne inokulierten Pflanzen wurde im Vergleich zur Kontrolle signifikant verbessert, insbesondere die Sproßfrisch- und -trockenmasse. Dagegen wurde bei den Kontrollpflanzen eine höhere Wurzelfrischmasse allein durch den Nematoden-Befall festgestellt. In Bezug zum Befall wurde eine signifikant niedrigere Gallenanzahl pro Wurzelsystem (Reduktion um 32%) durch den A. superba-Einsatz erzielt. Das Nährmedium (Reis) brachte eine Gallenverminderung von 12% (nicht signifikant). Die Kombination von B. subtilis und A. superba bewirkte hingegen nur eine 19%ige Gallenreduktion (nicht signifikant). Dies bedeutet, daß durch die Kombination die nematodenunterdrückende Wirkung deutlich vermindert wurde (Tab. 29 und Abb. 34).


89

Tabelle 29 Einfluß von Arthrobotrys superba auf den M. arenaria-Befall an Tomaten-pflanzen [Sproßhöhe in cm (SH), Sproßfrisch- in g (SFM), -trockenmasse in g (STM) und Wurzelfrischmasse in g (WFM) sowie Gallen pro Wurzelsystem (GZ/WS) bzw. Gallen pro g Wurzel (GZ/g W)]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

GZ/WS

GZ/g W

AS0R0M1

38,4a

(100)

22,08a

(100)

3,08a

(100)

3,54a

(100)

173c

(100)

48a

(100)

AS0R1M1

38,4a

(100)

22,72a

(103)

3,30ab

(107)

3,34a

(94)

152bc

(88)

46a

(96)

AS1R1M1

37,0a

(96)

23,62a

(107)

3,35ab

(109)

3,26a

(92)

117a

(68)

36a

(77)

AS1R1BS3M1

37,0a

(96)

26,37b

(119)

3,5b

(114)

3,43a

(97)

140ab

(81)

41a

(87)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n=5

R0= ohne Reis

AS0= ohne Arthrobotrys superba

BS3= Bacillus subtilis 109 cfu/ml

R1= Reis

AS1= A. superba

M1= Meloidogyne

Abbildung 34 Einfluß einer kombinierten Applikation von Arthrobotrys superba und Bacillus subtilis auf das Wachstum der befallenen Pflanzen [Sproßhöhe (SH), Sproßfrisch- (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM) und auf den Meloidogyne-Befall [Gallen pro Wurzelsystem (GZ/WS) bzw. Gallen pro g Wurzel (GZ/g W)]


90

5.7. Untersuchungen zum Einfluß der B. subtilis Stämme FZB 24® und S18 auf den Wurzelläsionsnematodenbefall - Pratylenchus penetrans

5.7.1. B. subtilis FZB 24®

Der Einsatz von B. subtilis (FZB 24®) auf KNO3-Basis, der allerdings mit einer formulierungsbedingten KNO3-Gabe in Höhe von 1,8 g/Pflanze verbunden war, führte zu Wachstumsverbesserungen bei allen Wachstumsparametern (signifikant gegenüber der nicht mit B. subtilis behandelten Kontrolle) (Tab. 30). Die KNO3-Düngung bewirkte ebenfalls eine statistisch gesicherte höhere Biomasse gegenüber der nicht mit B. subtilis behandelten Kontrolle. Die Bakterienbehandlung der Testpflanzen (BS3-QS 109 cfu/ml) führte jedoch zu höheren Biomassewerten im Vergleich zur Kontrolle (nicht signifikant) (Abb. 35).

Tabelle 30 Einfluß von B. subtilis (FZB 24®) auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe in cm (SH), Sproßfrisch- in g (SFM), -trockenmasse in g (STM) und Wurzelfrischmasse in g (WFM)]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

BS0P0

59a

(100)

42,93a

(100)

5,88a

(100)

16,94a

(100)

BS3-QSP0

65a

(110)

47,32a

(110)

6,52a

(111)

18,26a

(108)

KNO3P0

102b

(173)

137,24b

(320)

18,12b

(308)

28,44b

(168)

BS3-KNO3P0

104b

(176)

136,14b

(317)

16,62b

(283)

30,70b

(181)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n=5

P0= ohne Pratylenchus

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml


91

Abbildung 35 Einfluß von B. subtilis auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM), Wurzelfrischmasse (WFM)] und auf die Wurzelläsionsnematodenvermehrung [Nematoden pro Wurzelsystem (Nem./WS) bzw. g Wurzel (Nem./g W), P0= ohne Pratylenchus, BS0= ohne Bacillus subtilis,
BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml), BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml

Bei Wurzelläsionsnematodenbefall führte die Zufuhr von KNO3 bzw. KNO3 in Verbindung mit B. subtilis zu einem verbesserten Pflanzenwachstum sowie zu einer Reduzierung des Nematodenbefalls hinsichtlich der Nematodenzahl pro g Wurzel, gegensätzlich zu dem Verhalten bei Meloidogyne arenaria. Eine deutlich zusätzliche Wirkung von B. subtilis formuliert mit KNO3 war nicht erkennbar (Tab. 31 und Abb. 36).


92

Tabelle 31 Einfluß von Bacillus subtilis (FZB 24®) auf das Pflanzenwachstum [Sproß-höhe in cm (SH), -frischmasse in g (SFM), -trockenmasse in g (STM), Wurzelfrischmasse in g (WFM)] und auf die Wurzelläsionsnematodenvermehrung [Nematoden pro Wurzel-system (Nem./WS) bzw. g Wurzel (Nem./g W)]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

Nem./WS

Nem./g W

BS0P1

63a

(100)

38,30a

(100)

4,74a

(100)

13,66a

(100)

18236a

(100)

1340c

(100)

BS3-QSP1

71a

(113)

44,18a

(112)

5,50b

(113)

15,06a

(110)

17476a

(96)

1167b

(87)

KNO3P1

101b

(160)

124,70b

(349)

14,75c

(292)

26,46b

(194)

19021a

(105)

719a

(54)

BS3-KNO3P1

94b

(149)

131,54b

(346)

14,74c

(292)

28,62b

(210)

18042a

(99)

635a

(47)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5

P1= Pratylenchus

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml)

BS0= ohne Bacillus subtilis

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml

Abbildung 36 Einfluß von Bacillus subtilis (FZB 24®) auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM), Wurzelfrischmasse (WFM)] und auf die Wurzelläsionsnematodenvermehrung [Nematoden pro Wurzelsystem (Nem./WS) bzw. g Wurzel (Nem./g W)], P1= Pratylenchus, BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml), BS0= ohne Bacillus subtilis, BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml


93

5.7.2. B. subtilis Stämme FZB 24® und S18

Bei der Applikation beider B. subtilis Stämme gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den erfaßten Wachstumsparametern der behandelten Pflanzen (Ausnahme: Wurzelfrischmasse bei den mit S18 behandelten Pflanzen). Im Vergleich zu unbehandelten Kontrollpflanzen wurden jedoch tendenziell bei beiden Pflanzen höhere Biomassewerte bei bakterienbehandelten Pflanzen festgestellt (Tab. 32 und Abb. 37).

Tabelle 32 Einfluß der B. subtilis Stämme FZB 24® und S18 auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe in cm (SH), -frischmasse in g (SFM), -trockenmasse in g (STM), und Wurzel-frischmasse (WFM) in g]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

H2OP0

53a

(100)

15,39a

(100)

1,98a

(100)

3,90a

(100)

FZB 24®P0

53a

(100)

16,80a

(112)

2,25a

(113)

4,34a

(110)

S18P0

54a

(102)

16,18a

(105)

2,26a

(114)

4,51b

(116)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n=5, P0= ohne Pratylenchus

Abbildung 37 Einfluß der Bacillus subtilis Stämme FZB 24® und S18 auf das Pflanzen-wachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM) und Wurzelfrischmasse (WFM)],
P0= Ohne Pratylenchus


94

Bei der Pratylenchus-Inokulation wurde durch die Bakterienbehandlung (S18 und FZB 24®) das Befallsgeschehen in den vorliegenden Versuchen nicht signifikant beeinflußt. Es wurde lediglich eine leicht höhere Biomasse durch die Bakterienbehandlungen erzielt sowie eine auffallend tendenzielle Nematodenunterdrückung. Weder bei der Symptomausprägung noch bei der Anzahl der Nematoden gab es jedoch signifikante Unterschiede zwischen den Varianten (Tab. 33 und Abb. 37).

Tabelle 33 Einfluß der Bacillus subtilis Stämme FZB 24® und S18 auf das Pflanzenwachstum [Sproß-höhe in cm (SH), -frischmasse in g (SFM), -trockenmasse in g (STM), und Wurzelfrischmasse in g (WFM)] und auf die Wurzelläsionsnematodenvermehrung [Nematoden pro Wurzelsystem (Nem./WS) bzw. g Wurzel (Nem./g W)]

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

Nem./WS

Nem./g W

H2OP1

51,4a

(100)

15,95a

(100)

2,11a

(100)

3,89a

(100)

8113a

(100)

2088a

(100)

FZB 24®P1

51,4a

(100)

16,10a

(101)

2,20a

(104)

4,19a

(113)

7400a

(91)

1766a

(85)

S18P1

49,6a

(97)

16,11a

(101)

2,24a

(106)

4,41a

(108)

7388a

(91)

1675a

(80)

Zahlen in Klammern sind rel. Werte (%). Mittelwerte mit gleichen Buchstaben innerhalb einer Spalte sind nicht signifikant verschieden nach t-Test (Ple0.05), n= 5, P1= Pratylenchus


95

Abbildung 38 Einfluß der Bacillus subtilis Stämme FZB 24® und S18 auf das Pflanzenwachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM), und Wurzelfrischmasse (WFM)] und auf die Wurzelläsionsnematodenvermehrung [Nematoden pro Wurzelsystem (Nem./WS) bzw. g Wurzel (Nem./g W)], P1= Pratylenchus

5.8. Untersuchungen zum Einfluß von B. subtilis (FZB 24®) auf die pflanzlichen Enzymaktivitäten

Untersucht wurde die Chitinase- und Peroxidaseaktivität in ihrer Beeinflussung durch die B. subtilis-Behandlung (BS3-QS und BS3-KNO3). Ihre Aktivität wurde bei nicht mit Meloidogyne inokulierten Pflanzen jeweils um 20 (Chitinase) bzw. 50% (Peroxidase) gesteigert. Dagegen nahmen diese Aktivitäten jeweils um 3% bzw. 10% bei M. arenaria-Befall ab. Der auf KNO3-Basis formulierte B. subtilis hingegen, beeinflußte die Enzymaktivitäten anders. So wurden die Chitinase- und Peroxidaseaktivitäten bei gesunden Pflanzen jeweils um 8 bzw. 6% gemindert und bei Meloidogyne befallenen Pflanzen stiegen die Werte um 53% bzw. 46% an (Tab. 34).


96

Tabelle 34 Einfluß von Bacillus subtilis (FZB 24®) und einer KNO3-Düngung auf pflanzliche Enzymaktivitäten

Behandlungen

Gesamt-Proteingehalt in µg/100 µl

Chitinase in

\|[Dgr ]\|E550 1h/mg Protein

Peroxidase

\|[Dgr ]\|E490 nm/mg Protein

M0

M1

M0

M1

M0

M1

H2O

7,97

(100)

10,1

(100)

3,778

(100)

4,813

(100)

0,965

(100)

1,147

(100)

BS3-QS

9,52

(120)

9,07

(90)

4,560

(120)

4,653

(97)

1,444

(150)

1,103

(90)

KNO3

39,26

(100)

33,64

(100)

18,757

(100)

15,937

(100)

18,802

(100)

14,252

(100)

BS3- KNO3

33,64

(86)

54,56

(162)

17,165

(92)

24,402

(153)

17,726

(94)

23,293

(146)

M0= ohne Meloidogyne

BS3-QS= B. subtilis auf Quarzsand (109 cfu/ml

M1= Meloidogyne

BS3-KNO3= B. subtilis auf KNO3 (109 cfu/ml

5.9. Untersuchungen zum Einfluß synthetischer Phytohormone bzw. Vorstufen auf das Pflanzenwachstum und den M. arenaria-Befall

5.9.1. Einfluß synthetischer Phytohormone bzw. Vorstufen auf die Mortalität der M. arenaria-Larven (L2) in vitro

Bei in vitro Untersuchungen mit synthetischen Phytohormonen (IAA und Kinetin) und dem von B. subtilis als Stoffwechselprodukt gebildeten IAA-Präkursor Indol-3-ylessigsäure (IPyA) [Dolej, 1998] wurde kein direkter Einfluß auf die Mortalität der Meloidogyne-Larven in den geprüften Konzentrationen im Vergleich zur Kontrolle (H2O) festgestellt. Es wurde lediglich eine Zunahme der Mortalität der Larven mit der Zeit (Versuchsdauer) von 2% auf 18% bei der Kontrolle (H2O) und von 2% auf 15% bei IAA ermittelt (Abb. 39).


97

Abbildung 39 Einfluß synthetischer Phytohormone und des IAA-Präkursors (IPyA) auf die Mortalität von Meloidogyne arenaria-Larven (L2) in vitro

5.9.2. Einfluß synthetischer Phytohormone bzw. Vorstufen auf das Pflanzenwachstum und den M. arenaria-Befall

Der Einfluß synthetischer Phytohormone und ihrer Präkursoren auf die Wirt-Parasit-Beziehung wurde am System Tomate-Meloidogyne in vivo (unter Gewächshausbedingungen) untersucht. Die Zufuhr synthetischer Phytohormone bzw. Vorstufen beeinflußte das Pflanzenwachstum kaum (Tab. 35).

Tabelle 35 Einfluß von synthetischen Phytohormonen auf das Pflanzenwachstum in vivo [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM), Wurzelfrischmasse (WFM) und -trockenmasse (WTM)] - Relativ-Werte

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

WTM

H2O

100

100

100

100

100

IAA (10-6 M)

98

99

97

101

99

Kinetin (10-6 M)

98

91

99

100

105

IAA+Kinetin (10-6 M)

103

97

101

94

99

IPyA (10-6 M)

99

97

100

95

99


98

Im Bezug auf den Meloidogyne-Befall zeigte die IAA-Behandlung eine Erhöhung der Meloidogyne-Vermehrung (12-21%) gegenüber der Kontrolle ähnlich wie sie auch bei B. subtilis zu beobachten war. Die Wirkung von Kinetin war variabel. In einem anderen Versuch (Ergebnisse nicht dargestellt) war eine Verminderung der gebildeten Eier/Larven pro Wurzelsystem durch die Kinetinbehandlung erzielt worden. Die Kombination von Kinetin mit IAA ergab wieder eine Steigerung der Nematodenvermehrung um 23% (Tab. 36).

Tabelle 36 Einfluß synthetischer Phytohormone auf das Wachstum [Sproßhöhe (SH), -frischmasse (SFM), -trockenmasse (STM), Wurzelfrischmasse (WFM) und Meloidogyne arenaria-Vermehrung [Eier/Larven pro Wurzelsystem (E&L/WS)] an Tomaten in vivo - Relativ-Werte

Behandlungen

SH

SFM

STM

WFM

E&L/WS

H2O

100

100

100

100

100

IAA (10-6 M)

103

101

107

102

112

Kinetin

102

100

104

109

113

IAA+Kinetin (10-6 M)

103

96

100

100

123

IPyA (10-6 M)

99

99

104

99

107


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