Jahn, Mareile: Untersuchungen zum Einfluß selektierter arbuskulärer Mykorrhizapilze (AMP) und assoziativer Rhizosphärenbakterien einzeln und kombiniert auf das Wachstum und den Zierwert von Zierpflanzen für den urbanen Bereich

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Kapitel 1. Einleitung und Zielstellung

Einfluß von arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMP) und assoziativen Rhizosphärenbakterien auf das Pflanzenwachstum und die Nährstofferschließung

Ein Ziel des urbanen Gartenbaues ist es, das Pflanzenwachstum auf nährstoffarmen, oft kalkreichen und mikrobiell armen urbanen Böden (PIETSCH und KAMIETH, 1991) zu fördern und somit die Stadt- und Wohnqualität zu erhöhen. Die Beanspruchung der urbanen Naturräume durch intensive gärtnerische Produktion erfordert es, aus ökologischen und ökonomischen Gründen, den Einsatz von Agrochemikalien und Düngemitteln zu begrenzen. Natürliche Ressourcen wie AMP und assoziative Rhizosphärenbakterien bieten eine Möglichkeit, das Pflanzenwachstum zu stimulieren.

Arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMP)

Die endotrophe Mykorrhiza ist eine der ältesten Symbiosen der Wurzeln höherer Pflanzen mit Pilzhyphen. Im Verlaufe der Evolution konnten sich Pflanzen mit ihrer Hilfe neue Lebensräume erschließen. Die AMP kommen heute weltweit bei 80 - 90 % der 300 000 Pflanzenarten unter differenzierten Boden- und Klimaverhältnissen vor (WERNER, 1987; WILCOX, 1991). Die Wirkungen von AMP auf das Pflanzenwachstum und die Nährstofferschließung sind in zahlreichen Gefäß- und Feldversuchen unter verschiedenen Umweltbedingungen mit unterschiedlichen Ergebnissen untersucht worden (BAGYARAJ und MANJUNATH, 1988; BAGYARAJ, 1991; BAREA et al., 1993). Es wurde auch über antagonistische Wechselwirkungen berichtet, die zum Ausbleiben erwarteter Wirkungen durch AMP führten (GIANINAZZI et al., 1990a, b).

Die extraradikalen Hyphen der AMP können das Pflanzenwachstum durch Erschließung von Pflanzennährstoffen wie z.B. Phosphor, Kalium (SANYAL und De DATTA, 1991), Stickstoff, Schwefel (BACKHAUS und FELDMANN, 1996), Kupfer, Zink (MARSCHNER und DELL, 1994; MÄDER, 1996) und Ammonium (Stribley, 1987; SCHENCK, 1991) aus dem Boden fördern. Das kann zur Beeinflussung des Nährstoffkreislaufes durch AMP und dadurch zu verbessertem Pflanzenwachstum führen (WEST, 1995). AMP bewirken auch phytohormonähnliche Effekte (AZCON et al., 1978; BAREA und AZCON-AGUILAR 1982; DRÜGE und SCHÖNBECK, 1992). Das Auftreten bodenbürtiger phytopathogener Schaderreger (Pilze, Bakterien, Nematoden) kann durch AMP nachhaltig reduziert werden (BETHLENFALVAY et al., 1983; BOCHOW und ABOU-SHAAR, 1990; BAVARESCO und FOGHER, 1996). DEHNE (1987) und SCHÖNBECK et al. (1994) sahen den verbesserten Gesundheitszustand der Pflanzen als mögliche Ursache für die Toleranz von Krankheitserregern. Im Mittelpunkt von Untersuchungen standen oftmals Einzelwirkungen der AMP auf das Pflanzenwachstum (BALTRUSCHAT, 1987; LAND, 1990; DRÜGE, 1992; DUGASSA et al., 1995).


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Wechselwirkungen zu anderen Rhizosphärenmikroorganismen im Boden blieben jedoch oft ohne Berücksichtigung. Wichtig für eine schnelle Mykorrhizierung der Wirtspflanzen sind optimale Wachstumsfaktoren wie

Assoziative Rhizosphärenbakterien

KLOEPPER et al. (1980) faßten die pflanzenwachstumsfördernden Rhizosphärenbakterien in der Gruppe der ”Plant Growth Promoting Rhizobacteria“ (PGPR), die sowohl symbiontische als auch assoziative Bakterien umfaßt, zusammen. Als Pionierkolonisten besiedeln sie schnell und effektiv kritische Stellen der Rhizoplane (HAIDER, 1996). Viele assoziative Rhizosphärenbakterien (Pseudomonas ssp., Agrobacterium ssp., Rhizobium ssp.) können direkt durch die Produktion von Phytohormonen (Auxine, Cytokinine, Gibberelline), erhöhte Nitrogenaseaktivität oder Phosphatmobilisierung wachstumsfördernd wirken (LINDERMAN, 1988; MARTIN et al., 1989; BOTHE et al., 1992; HÖFLICH et al., 1996, 1997). Infolgedessen ist ein stimuliertes Wurzelwachstum möglich. Diese Effekte werden auch von den Assimilatlieferungen der Wirtspflanzen beeinflußt. Assoziative Rhizosphärenbakterien besitzen einen weitreichenderen Wirtspflanzenkreis als beispielsweise symbiontische Rhizobium ssp. und eine starke Bindung an die Pflanzenwurzeln.

Weiterhin ist ihre Lebensweise in der Rhizosphäre weniger spezifisch als bei symbiontischen Bakterien (WIEHE und HÖFLICH, 1995b). PGPR können Makro- und Mikronährstoffe in pflanzenverfügbarer Form aus dem Boden erschließen (SARIC et al., 1984; WACHE, 1991; PUPPI et al., 1994; SCHÜEPP, 1994). Dadurch können sie das Pflanzenwachstum fördern. Die Aktivität der PGPR in der Rhizosphäre kann indirekte pH-Wert-Änderungen im Wurzelbereich durch Protonenabgabe (RÖMHELD und MARSCHNER, 1986; MARSCHNER et al., 1987; MARSCHNER, 1995) oder direkte Änderungen durch Abgabe von organischen Zellsubstanzen (Wurzelexsudate, Sekretionen, Mucigele, Lysate) bewirken. Diese organischen Stoffe bilden eine Ernährungsgrundlage für die Bakterien (NEWMAN, 1985) und eine Voraussetzung für den Aufbau einer engen Bakterien-Pflanzen-Assoziation. Der Schutz der Pflanzen vor bodenbürtigen Schaderregern durch inokulierte Rhizosphärenbakterien wurde oft nachgewiesen. So können Pseudomonas spec. beispielsweise gegenüber phytopathogenen Rhizosphärenmikroorganismen antagonistisch wirkende Stoffe, z.B. Antibiotika (HAAS et al., 1992) und Siderophoren (RÖMHELD und MARSCHNER, 1986; BOCHOW, 1989; BEAUCHAMP et al., 1991) produzieren. Dadurch können sie konkurrenzfähig gegenüber phytopathogenen Bakterien sein. Infolgedessen sind indirekte Wachstumsstimulierungen (KLOEPPER et al., 1980; NEILANDS und LEONG, 1986) möglich. Das Pflanzenwachstum kann


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andererseits aber auch infolge von Parasitierung oder Freisetzung von Phytotoxinen gehemmt werden (HÖFLICH et al., 1997). Weiterhin sind PGPR in der Lage, biologisch aktive Substanzen wie Hormone, Enzyme und Vitamine zu produzieren (PUPPI et al., 1994). Dadurch leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Nährstofferschließung. Die Interaktionen zwischen Wirtspflanzen und Rhizosphärenmikroorganismen sind sehr vielschichtig und komplex.

Die Bedeutung einzelner Stoffwechselleistungen für das Pflanzenwachstum läßt sich deshalb nicht immer exakt zuordnen (RUPPEL, 1987; JAGNOW et al., 1991).

Kombinationen mehrerer Rhizosphärenmikroorganismen

Die AMP sind ein wichtiger Bestandteil der Bodenmikroflora. Das Vorkommen der AMP kann durch andere Bodenmikroorganismen beeinflußt werden (BAREA et al., 1980, 1983) und zu mikrobiellen Wechselwirkungen an der Wurzel-Boden-Oberfläche führen (HALL, 1988). Da die Vorteile der AMP auch durch Stoffwechselleistungen bestimmter PGPR begünstigt werden können (AZCON-AGUILAR und BAREA, 1992; VOSATKA et al., 1992), stehen mögliche synergistische oder antagonistische Wechselwirkungen oft im Mittelpunkt von Untersuchungen (AMES und BETHLENFALVAY, 1987; BAVARESCO und FOGHER, 1991; PUPPI et al., 1995).

In der Literatur werden neben den überwiegend positiven Effekten kombinierter Inokulationen von AMP mit Rhizosphärenbakterien (AMES et al., 1984; PAULITZ und LINDERMAN, 1989; KRIEG und FRANZ, 1989; LEOPOLD, 1990; DEFREITAS und GERMIDA, 1992; HÖFLICH et al., 1995, 1996) auch Ergebnisse über ausbleibende (BAREA et al., 1980; PEÑA et al., 1988; SIEVERDING, 1991) oder antagonistische Effekte (KANG et al., 1980; HOWELER et al., 1987; BETHLENFALVAY et al., 1995) dargestellt.

Durch Kombination von Rhizobium trifolii (R39) oder Pseudomonas fluorescens (PsIA12) mit Glomus ssp. (VAM 3-5) konnten die Nitrogenaseaktivität und das Pflanzenwachstum von Luzerne, Erbse und Lupinen im Vergleich zur Einzelbeimpfung auf anlehmigem Sand und sandigem Lehm zusätzlich erhöht werden (HÖFLICH et al., 1992, 1996). Dagegen bewirkte die Kombination von symbiontischen Rhizobium ssp. (E163, E164) mit Glomus ssp. (VAM 3-5) bei Erbsen keine synergistischen Wachstumsstimulierungen (HÖFLICH et al., 1993). In Vorversuchen wurden das Wachstum und der Zierwert von Tagetes-Erecta-Hybriden der Sorte ‘Hawaii’ auf urbanem anlehmigem Sand durch Inokulation von Glomus ssp. (VAM3) mit Pseudomonas fluorescens (PsIA12) gefördert (JAHN, 1994).

Inokulierte AMP beeinflussen auch die Besiedlung der natürlich im Boden vorkommenden Rhizosphärenbakterien. Diese Wechselwirkungen schließen den Nährstoffkreislauf mit ein und können dadurch die Pflanzenernährung fördern. Auch GIANINAZZI et al. (1995) stellten eine Förderung von Rhizosphärenmikroorganismen durch inokulierte AMP fest, die synergistisch zu verbessertem Pflanzenwachstum führten. BAGYARAJ (1984), LINDERMAN (1988), GLANTE (1988, 1990a, b), ALTEN et al. (1991, 1993) und PUPPI et al. (1994) stellten eine Beeinflussung der Mykorrhizosphäre


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durch verschiedene Rhizosphärenbakterien (Pseudomonas ssp., Agrobacterium spp., Azotobacter spp., Bacillus subtilis) fest. Nach MEYER und LINDERMAN (1986a,b) erhöhten Glomus spp. und Pseudomonas ssp. mutualistisch die Besiedlung des anderen Partners. Dies führte zur zusätzlichen Verbesserung des Pflanzenwachstums bei Klee.

Die Phosphor-Aufnahme bei Mais und Lavendel konnte durch synergistische Wechselwirkungen von AMP mit Pseudomonas ssp. erhöht werden (BAREA et al., 1975). GRYNDLER et al. (1989) führten spezifische Wechselwirkungen zwischen PGPR (Pseudomonas putida, Agrobacterium radiobacter) und Glomus fasciculatum bzw. Glomus etunicatum an Fragaria x ananassa im Gewächshaus auf die Leistungsfähigkeit von AMP zurück. AZCON (1989) dagegen fand selektive Wechselwirkungen zwischen PGPR und AMP, wobei die Effekte von den Bakterienisolaten abhängig waren. Auch biochemische Interaktionen kommen als Ursache positiver Kombinationseffekte in Betracht, da elektronenmikroskopische Untersuchungen von VANCURA et al. (1988) Anhaftungen von Pseudomonas fluorescens und Rhizobium leguminosarum an die AMP-Strukturen über einen physikalischen Kontakt und eine Besiedlung der AMP-Oberfläche feststellten. Diese Koexistenz schließt Wechselwirkungen entweder auf der Besiedlungsebene und/oder auf funktionaler sowie auf der Nährstoffebene ein (MEYER und LINDERMAN, 1986a,b; AZCON, 1989; AZCON-AGUILAR und BAREA, 1992). Es sind ebenso Wechselwirkungen zwischen AMP und PGPR bekannt, die bodenbürtige Schaderreger im Boden hemmen können (KLOEPPER et al., 1988; AZCON-AGUILAR und BAREA, 1992; SCHÖNBECK et al., 1994).

Direkte und indirekte Nährstofferschließung über den Boden

In der Literatur ist oftmals die Abhängigkeit höherer Pflanzen von der Ausbildung einer funktionsfähigen Wurzelsymbiose auf Böden mit geringer Nährstoffverfügbarkeit durch Vergrößerung der nährstofferschließenden Wurzeloberfläche beschrieben worden, ebenfalls deren spezifisch verbessertes Nährstoff-Aneignungsvermögen (COOPER, 1984). Die von AMP bewirkte zusätzliche direkte Phosphor-Versorgung der Pflanzen (FÖRSTER, 1984; MOSSE, 1957; KOIDE, 1991) tritt vor allem auf Phosphat-Mangel-Böden (ABBOTT et al., 1994) auf. Nach SMITH und GIANINAZZI-PEARSON (1988), GIANINAZZI et al. (1995) sowie MARSCHNER (1995) können die Hyphen der AMP z.B. Phosphat aus der Bodenlösung aufnehmen, es zu Polyphosphaten synthetisieren und vorübergehend Phosphor speichern. GIANINAZZI-PEARSON und GIANINAZZI (1986) wiesen eine erhöhte Polyphosphataseaktivität in mykorrhizierten Pflanzenwurzeln nach und beschrieben den Stoffaustausch beider Symbiosepartner als aktiven Transportprozeß in wechselseitiger Richtung. Durch den verstärkten Entzug von Nährstoffen aus dem Boden und einer verbesserten Ausnutzung von Düngergaben leisten AMP einen Beitrag zur Verminderung der Nährstoffauswaschung (GIANINAZZI-PEARSON und GIANINAZZI, 1986; BALTRUSCHAT, 1987; DOMEY, 1987; HÖFLICH und GLANTE, 1991). 70 % der Phosphor-Dünger und 30 - 40 % der Mikronährstoffe können durch inokulierte AMP beim Anbau von Gemüse unter Glas eingespart werden (JOHNSON und MENGE, 1981). BAREA et al. (1980) stellten bei mykorrhizierten Pflanzen eine bessere Erschließung von verfügbaren und schwer verfügbaren Stickstoff-Quellen oder von Kohlenstoffgaben (MARSCHNER et al., 1987) für die


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Pflanzen fest. Die Vorteilseffekte, z.B. verstärkte Aufnahme von Nährstoffen durch AMP und/oder Rhizosphärenbakterien, sind in zahlreichen Untersuchungen nachgewiesen worden. Unzureichend untersucht ist bisher der Einfluß dieser Mikroorganismen unter erhöhten abiotischen und biotischen Streßbedingungen auf nährstoffarmen Freilandböden. Dies stellt besonders unter den zunehmenden Umweltbelastungen einen wichtigen Untersuchungsschwerpunkt dar.

Verbesserte Bodenbedingungen

Das Pflanzenwachstum kann indirekt durch verbesserte Bodenbedingungen infolge einer Inokulation von wachstumsstimulierenden Rhizosphärenmikroorganismen (SCHENCK, 1991) und somit durch verbesserte Nährstofferschließung gefördert werden. Nach FRIETZ (1989) und GIANINAZZI et al. (1995) sind inokulierte AMP Bindeglieder zwischen Wurzeln und anderen Bodenbestandteilen.

Rhizosphärenmikroorganismen sind an der Bildung und Stabilisierung von Bodenstrukturen, z.B. der Krümelstruktur beteiligt (KRUCKELMANN, 1975; LYNCH und BRAGG, 1985; FRIED, 1988; BETHLENFALVAY und NEWTON, 1990; TISDALL, 1991). Mit ihren extraradikalen Hyphen formen AMP Mikroaggregate des Bodens in stabile Makroaggregate um (TISDALL und OADES, 1979, 1982; DAVIES et al., 1992). Als kritische Bestandteile der Wurzel-Boden-Oberfläche fördern sie auch das Porenvolumen, die Durchlüftung und die Durchwurzelung der Pflanzen im Boden. Dies sind wichtige Voraussetzungen für ein optimales Pflanzenwachstum.

Das externe Mycel kann nicht nur die mikrobielle Aktivität im Boden beeinflussen (McGONIGLE und FITTER, 1988), sondern auch Substrat für die Bodenfauna liefern. Hyphen können aufgrund ihres geringen Durchmessers von 2 - 8 µm kleinere Bodenporen als die Wurzelhaare erschließen (HARLEY, 1989). Dadurch vergrößern sie auch die Absorptionsfläche der Wurzeln (GIANINAZZI et al., 1995).

Bodenverbesserung durch organische Düngung

Die Versorgung der Böden mit organischer Substanz ist eine wichtige bodenverbessernde Maßnahme und fördert gleichzeitig die Bodenmikroflora (BECK, 1984). Unter Berücksichtigung der Standortverhältnisse können organische Düngemittel wie Niedermoortorf, Feldkompost und Rindenabfall indirekt das Pflanzenwachstum und die mikrobielle Aktivität des Bodens über verbesserte Bodenbedingungen beeinflussen. Diese organischen Materialien können zusätzlich sowohl für die Pflanzen als auch für die Rhizosphärenmikroorganismen Nährstoffe liefern.

Auf urbanen Standorten kann eine organische Mulchschicht zur besseren Feuchtigkeitsspeicherung führen (KAUFMANN, 1989).

Dabei beeinflussen die Aufwandmengen organischer Substanz weniger die AMP (RUISSEN, 1982). Vorteilswirkungen der organischen Düngung sind neben schneller Bodenerwärmung, erhöhter Wasserhaltekapazität und Wärmespeicherung auch eine gleichmäßige Bodenfeuchte (KAUFMANN, 1989). Um bei Freilandzierpflanzen über lange Zeit eine lange Blühphase zu erreichen, werden erfolgreich organische Düngemittel eingesetzt (BLUME, 1990). NIELSEN und JENSEN (1983) stellten eine Förderung der AMP durch Zugabe von Mulchmaterial fest.


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Einfluß von Rhizosphärenmikroorganismen auf Ackerstandorten

AMP kommen in Böden ubiquitär vor. Sie sind auch in intensiv genutzten, fruchtbaren Ackerböden in großer Vielfalt zu finden (WINTER, 1951; KRUCKELMANN, 1975; BALTRUSCHAT und DEHNE, 1986; LAND, 1990; FRIED, 1991). Entgegen Ergebnissen von MOSSE (1973, 1981) können sich inokulierte AMP auch in ausreichend nährstoffversorgten Böden durchsetzen und die Pflanzenentwicklung fördern (DEHNE, 1987). Die Möglichkeiten, durch Rhizosphärenmikroorganismen auch die Leistungsfähigkeit von Nutzpflanzen unter Freilandbedingungen zu erhöhen, sind bisher unzureichend beachtet worden. Im Gegensatz dazu wurden wiederholt Wachstum und Erträge von landwirtschaftlichen Kulturpflanzen z.B. Getreide, Erbsen, Mais, Gräser, Raps, Senf und Luzerne durch Inokulation von Glomus ssp. (VAM3), Agrobacterium rhizogenes (A1A4), Rhizobium trifolii (R39), Stenotrophomas maltophilia (PsIB2, PsI2), Rhizobium trifolii (R39) und Pseudomonas fluorescens (PsIA12) in Gefäß- und Feldversuchen auf Ackerstandorten (lehmiger Sand, sandiger Lehm) unter gemäßigtem Klima stimuliert (HÖFLICH und KÜHN, 1996; HÖFLICH et al., 1994, 1996, 1997). Durch gezielte Kombinationen von Rhizobium spp. mit Pseudomonas spp. wurden z.T. die Einzelwirkungen bei Leguminosen verbessert (LISTE, 1992). Die im Boden vorkommende autochthone Bodenmikroflora wirkt oft unkontrolliert auf die Pflanzen (RUISSEN, 1982; GIANINAZZI-PEARSON et al., 1985; PUPPI et al., 1994; FELDMANN et al., 1996). Hinzu kommt, daß die Bedingungen für ein optimales Pflanzenwachstum häufig nicht gegeben sind. Hier bietet sich ein Untersuchungsansatz, die auf Ackerstandorten wachstumsfördernd wirkenden Mikroorganismen auch auf urbanen nährstoffarmen Böden auf ihre Wirksamkeit zu prüfen.

Rekultivierungsflächen

Brachliegende Böden, z.B. Kippenböden der Bergbaufolgelandschaften, können arm an natürlichen AMP sein (POWELL, 1982b; THOMPSON, 1987; HARINIKUMAR und Bagyaraj, 1988). Bei der Wiederaufforstung und Rekultivierung von Rohböden kann deshalb eine Startinokulation mit leistungsfähigen Endo- und Ektomykorrhizapilzen zur schnelleren Erstbesiedlung von Pflanzen und späteren Förderung der natürlich vorkommenden Vegetation beitragen (MARX, 1975; JASPER et al., 1989; WEBER et al., 1995; MARX und CORDELL, 1995). Pseudomonas stutzeri, P. putida und P. alcaligenes werden als Starterkulturen zur Beschleunigung der biologischen Bodensanierung eingesetzt (DOTT, 1995). Die Inokulation mit effektiven AMP kann zunehmend bei der Flächenbegrünung von Autobahnböschungen und Industriekomplexen Bedeutung gewinnen (ABBOTT und ROBSON, 1985; BALTRUSCHAT, 1987).

Gärtnerische Anzuchtsubstrate und -erden

Im Gartenbau werden durch Nutzung inerter Kultursubstrate (Torf, Vermikulit, Perlit) und Gewebekulturtechniken häufig gärtnerische Erden, die arm an autochthoner Mikroflora sind, verwendet. Dort fehlen dann natürliche Rhizosphärenmikroorganismen als Puffer und zum Ausgleich negativer Umwelteinflüsse. Aus diesem Grunde bietet dieser Produktionszweig besonders günstige Voraussetzungen zur Prüfung wachstumsstimulierender Effekte durch inokulierte AMP und/oder assoziative


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Bakterien. Struktur und Zusammensetzung gärtnerischer Erden können nicht nur die Lebensbedingungen der Kulturpflanzen, sondern auch die der Rhizosphärenmikroorganismen beeinflussen (BRANZANTI et al., 1990). Sand förderte im Vergleich zu Rindensubstraten die AMP (FRIETZ, 1989). Nach HAAS et al. (1987) ist erst durch Inokulation mit AMP ein gesundes Pflanzenwachstum in gärtnerischen Erden möglich.

AMP sind bereits erfolgreich bei der Anzucht von Zierpflanzen (GIANINAZZI et al., 1990a,b, 1995; BACKHAUS und FELDMANN, 1996), im Citrusanbau (MENGE et al., 1978; McGRAW und SCHENCK, 1980), in der Blaubeerproduktion, bei Tafeltrauben (KARAGIANNIDIS et al., 1995) sowie bei der Stecklingsvermehrung von Obstgehölzen (LOVATO et al., 1994) geprüft worden. Bei in-vitro-vermehrten Pflanzen konnten die Ausfälle während der Abhärtungsphase im Gewächshaus durch AMP vermindert werden (BACKHAUS und FELDMANN, 1996, 1997). Stecklingsbewurzelung AMP-inokulierter gärtnerischer Kulturen (Chrysanthemum frutescens, Pelargonium zonale, Heliotropium arborescens) wurden unter ungünstigen Gewächshausbedingungen unabhängig vom Substrat gesteigert (BACKHAUS, 1984; POWELL et al., 1985; DEHNE, 1987; WOOD, 1992). Bei Wurzelstöcken von Zitronenbäumen führte die Inokulation mit effizienten AMP zur Verfrühung der Knospenbildung um 4 - 6 Monate. Die Kulturdauer konnte durch Inokulation mit Glomus mosseae bei Taxus baccata, Ampelopsis quinquefolia und Liquidambar styraciflua in Freilandversuchen um ein Jahr verkürzt werden (GIANINAZZI et al. 1990a,b, 1995).

Urbane Standorte

Wachstum und Überlebensrate in gärtnerischer Erde vorkultivierter Pflanzen können auf den späteren oft nährstoffarmen urbanen Standorten begrenzt sein. Ein optimales Pflanzenwachstum ist auf diesen Böden ohne zusätzliche Dünger- und Wassergaben oft nicht zu erzielen. Streßfaktoren wie Trockenheit, hohe Salzgehalte, Abgase, ungünstige pH-Werte und Bodenverdichtungen kennzeichnen urbane Standorte (BRUNDRETT und ABBOTT, 1991; PIETSCH und KAMIETH, 1991). Auf pflanzenbaulichen Grenzstandorten wie urbanen Böden können AMP das Pflanzenwachstum durch verbesserte Nährstofferschließung (PEUSS, 1957; COOPER, 1984; MOSSE, 1981) und Veränderungen des Hormonhaushaltes in Pflanzen sowie des Resistenzverhaltens gegenüber Wurzelpathogenen fördern. Es liegen auch widersprüchliche Ergebnisse dazu vor (HETRICK et. al., 1984).

Die Bildung und Entwicklung der AMP kann nicht nur die Pflanze selbst verändern, sondern vor allem ihre Reaktionslage gegenüber biotischen und abiotischen Streßeinwirkungen beeinflussen (PEUSS, 1958; GIANINAZZI et al., 1995). Dadurch können die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen und das Pflanzenwachstum verbessert werden (HAYMAN, 1983). Insbesondere Pflanzen mit einem gering leistungsfähigen Wurzelsystem auf phosphatarmen austrocknungsgefährdeten Grenzstandorten können durch eine Mykorrhizabesiedlung besser wachsen (POWELL und BAGYARAJ, 1984). Das zeigt ihre besondere Bedeutung für das Wachstum und die Entwicklung, an Extremstandorten auch für das Überleben von Pflanzen. Diese Wirkungen wurden bisher nicht gezielt genutzt. Deshalb sind Untersuchungen besonders auf urbanen streßbelasteten Standorten wichtig.


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Voraussetzung für eine erfolgreiche Nutzung von inokulierten Rhizosphärenmikroorganismen ist die sorgfältige Auswahl verträglicher Wirtspflanzen (Arten, Sorten), Gattungen von AMP und Bakterien sowie deren Wechselwirkungen unter bestimmten Standort- und Umweltfaktoren.

Erst in letzter Zeit haben die Möglichkeiten, mit Hilfe wachstumsfördernder Rhizosphärenmikroorganismen die Auswirkungen von Streßbelastungen beeinflussen zu können, wieder wissenschaftliche Beachtung gewonnen.

Untersuchungen zur Wirkung inokulierter Rhizosphärenmikroorganismen auf Zierpflanzen wurden bisher größtenteils unter kontrollierten Gewächshausbedingungen (BACKHAUS, 1984; SCHÖNBECK et al., 1994; DUGASSA et al., 1995; ABOUL-NASR, 1996) durchgeführt. Bisher liegen keine Ergebnisse über Einflüsse leistungsfähiger Rhizosphärenmikroorganismen auf das Wachstum und den Zierwert von Zierpflanzen unter praxisrelevanten urbanen Freilandbedingungen vor. Zum großen Teil noch unerforscht sind die Interaktionen zwischen Zierpflanzen und deren pilzlichen Wurzelsymbionten einerseits sowie zwischen diesen AMP, assoziativen Rhizosphärenbakterien und der Vielzahl der in der Mykorrhizosphäre vorkommenden autochthonen Bodenmikroflora andererseits. Die Wirkungsursachen für die mikrobielle Stimulierung von Wachstum und Zierwert bei Zierpflanzen sind noch ungenügend geklärt. Es fehlen Untersuchungen zur möglichen langanhaltenden Sicherung, Stabilisierung und Erhöhung des Pflanzenwachstums von Zierpflanzen durch Rhizosphärenmikroorganismen bei gleichzeitiger Verringerung des Einsatzes von Agrochemikalien auf urbanen Standorten.


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Zielstellung

Ziel der Untersuchungen war es, das Wachstum und den Zierwert von Zierpflanzen auf urbanen Standorten, bei geringer Umweltbelastung mit Düngemitteln, durch Nutzung natürlicher Ressourcen zu verbessern. Inokulierte Rhizosphärenmikroorganismen stimulierten wiederholt auf Ackerstandorten die Nährstofferschließung aus dem Boden und das Pflanzenwachstum ohne zusätzliche Düngung. Aus diesem Grund sollten auch auf urbanen Standorten Möglichkeiten zur Verbesserung des Wachstums und des Zierwertes von Zierpflanzen mit Hilfe inokulierter Rhizosphärenmikroorganismen geprüft werden. In Gefäß- und Freilandversuchen wurden vorrangig folgende Fragestellungen untersucht:


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