1. Einleitung

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Weltweit dehnen sich die Städte immer weiter aus, wobei gleichzeitig die Grünflächen Tag für Tag abnehmen. Diese Verstädterung setzt sich ununterbrochen fort. Folgen dieser Entwicklung sind unter anderem Umweltbelastungen wie Luftverschmutzung, Verkehrslärm, Temperaturerhöhung, Flächenversiegelung und Verbauung. Solche Veränderungen, die eine Verschlechterung des Stadtklimas und der Lebensqualitäten hervorrufen, haben allmählich zum Umdenken bei Planern und Architekten geführt. Um diesen entstandenen Bedürfnissen in den Städten nach Umweltschutz und Rückkehr zu mehr Naturraum in der Stadt gerecht zu werden, wird in den Großstädten Europas die Naturierung von Bauwerksoberflächen durchgeführt. Die Ausweitung an innerstädtischen Grünflächen erfolgt aus optischen und klimatischen Gründen möglichst auch dort, wo schon eine einfache Nutzung vorliegt. Dafür eignen sich die Flächen zwischen und neben den durch Schienen gebildeten Verkehrswegen für Schienenfahrzeuge (ORTWEIN 1991).

Das Gleisbett hat deshalb als stadtökologische Ressource ein zunehmendes Gewicht, um der anhaltenden Versiegelung und dem damit verbundenen Naturraumverlust entgegenzuwirken. Durch die vegetative Beschichtung der Oberflächen der Fahrwege und ihrer Begleitflächen bis an die Trennschicht an der Schiene bzw. dem Befestigungsmittel mit Hilfe eines hochporigen/dispersen und emissions-mindernden Naturierungssystems werden Eigenschaften eines Absorbers mit “Quasi-Entsiegelungseffekten“ gefördert.

Dennoch bleiben Gleisbettungen genau so, wie andere urbane Vegetationsstandorte durch Stressfaktoren wie zum Beispiel Wassermangel, Nährstoffmangel und Trockenheit bzw. hohe Temperaturdifferenzen gekennzeichnet. Gleisbett-Naturierung ist eine vegetative Behandlung von Gleisbettbegleitflächen mit standortangepasster Vegetation (HENZE et al. 1996). Sie bringt viele Vorteile, die auf ökologischen, ökonomischen und gestalterischen Gebieten liegen:

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  1. Schaffung eines ästhetischen Erscheinungsbildes,
  2. Verbesserung des Stadtklimas durch die Erhöhung der Luftfeuchtigkeit,
  3. Schaffung neuer, pflegearmer Lebensräume für Fauna und Flora,
  4. Verminderung hoher Temperaturdifferenzen,
  5. Ausgleich der innerstädtischen vegetativen Defizite,
  6. die Schadstäube werden aus der Atemluft herausgefiltert,
  7. Lärmimmission wird verringert,
  8. Minderung der Sekundäremission von Schadstäuben,
  9. Minderung des Eintrages von Schadstäuben in den Grundwasserleiter und in die Kanalisation.

Aus ökonomischer Sicht werden auch die Pflegekosten minimiert (keinerlei Wässerung, kein Schnitt, keine Entkrautung bzw. kein Einsatz von Herbiziden). Dennoch kann die Naturierung aus gestalterischen Gesichtpunkten vorteilhaft wirken, da die Grünflachen im Gleisbett nicht nur ökologischen und ökonomischen Belangen dienen, sondern auch ein notwendiger Bestandteil des Großgrüns eines faszinierenden Landschaftsbildes sind.

Darüber hinaus führten Forderungen von Öffentlichkeit und Stadtplanern nach einer stärkeren Berücksichtigung von ökologischen Aspekten bei der Gestaltung der Städte zu der Suche nach neuen Baustoffen bzw. innovativen Systementwicklungen zur Gleisbett-Naturierung. Diesbezüglich haben sich die Nassansaaten von Sprossen auf einem darauf abgestimmten Pflanzensubstrat als kostengünstiges modernes Verfahren bei den Begrünungsverfahren im Gleisbett herausgestellt.

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Im Gegensatz zu konventionellen Rasengleisen werden trockenheitstolerante, pflegearme, niedrigwüchsige und flachwurzelnde spezifische Pflanzengesellschaften eingesetzt, die den Extremstandort „Gleisbett“ erfolgreich besiedeln können. Ein wichtiges Kriterium bei der Artenwahl für die extensive Naturierung ist der geringe Bedarf an Substrat und die Fähigkeit der Pflanzen zur Wurzelmassebildung, damit dauerhaft geschlossene Bestände entstehen können. Ein derartiges Beispiel dafür können sukkulente Pflanzengesellschaften von verschiedenen Sedum-Arten und Sorten mit vollem Erfolg übernehmen. So kann die Farbenvielfalt der Pflanzen mit ihrem mattenbildenden Wachstum die Gestaltung wirkungsvoller Arrangements ermöglichen. Im Ergebnis sollten sich ganze Teppiche von weißen-, gelben-, rosafarbenen und roten Blüten sowie von anderen sich ergänzenden Blattfarben entwickeln können.

Aufbauend auf vorliegenden ersten Ergebnissen wurden Versuche in München und Berlin durchgeführt. Das Ziel der Untersuchung bestand darin, eine schnellere Bedeckung und bessere Durchwurzelung der Pflanzen durch den Einsatz von Rhizobakterienstämmen zu erreichen, um nach dem Einbau von Vegetationssystemen entstehende Erosionsschäden zu verhindern und zugleich eine hohe Stresstoleranz der Pflanzen gegenüber Stressfaktoren zu erzielen. Das war der Ausgangpunkt der in Aussicht genommenen Dissertation.

Die selektierten Bacillus subtilis- Isolate besiedeln nach dem Angießen die Wurzeloberfläche, vermehren sich dort und wachsen mit den Wurzeln mit. Infolgedessen ist eine Stimulierung des Wurzelwachstums möglich. Die Bacillus subtilis- Stämme wurden aus natürlich vorkommenden Stämmen ausgewählt und nicht genetisch verändert (FZB 2002).

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In letzter Zeit hat der Einfluss von Bacillus subtilis auf die Auswirkungen von Stressfaktoren großes Interesse gefunden. Auf extrem nährstoffarmen Standorten kann dadurch das Wachstum beschleunigt werden und gleichzeitig wird eine hohe Stresstoleranz gegenüber Trockenheit und Umweltbelastung erreicht (ECKFELDT 1997, JAHN 1998). Viele Versuche mit Bacillus subtilis haben die wachstumsstimulierenden Wirkungen bestätigt, die vermutlich auf die Produktion der pflanzenhormonähnlichen Stoffwechselprodukte des Bakteriums und die Erschließung von Mikro- und Makronährstoffen in pflanzenverfügbarer Form aus dem Boden (LOEFFLER et al. 1990, OBIEGLO 1992, GLÜCK 1993, KREBS et al. (1998),auxin-ähnliche Bioeffekte (ALYMAYEHU 1997, IDRIS 2002) und IAA- Präkursoren (DOLEJ 1998) zurückzuführen sind.

Zahlreiche Untersuchungen haben belegt, dass Behandlungen mit Rhizobakterien die Reaktionslage der Pflanzen gegenüber abiotischen Umweltfaktoren (LUNG 2000, BOCHOW et al. 2001, KONSTANTINOVA et al. 2002) und biotischen Schaderregern positiv beeinflussen und somit ihre Widerstandsfähigkeit und das Pflanzenwachstum verbessert werden können (SCHMIEDEKNECHT et al. 2001, MANJULA und PODILE 2001, CHAN et al. 2003, MURPHY et al. 2003).

Jedoch gibt es bisher keine Ergebnisse über den Einfluss von Bacillus subtilis auf das Wachstum von Pflanzen, die bei der Gleisbett-Naturierung eingesetzt werden. Außerdem wird die Naturierung im Gleisbett in der Patentrecherche bisher nur am Rande diskutiert. Dies stellt besonders unter den zunehmenden Umweltbelastungen einen wichtigen Untersuchungs-Schwerpunkt dar.

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Aufgrund der besonderen Bedeutung von Trockenstress für die Verbreitung und Entwicklung der Sedumvegetation sollen in der vorliegenden Arbeit Auswirkungen der Applikation von Bacillus subtilis und Lactobacillus auf das Wachstum der Pflanzen unter den im Gleisbett genannten Stressoren untersucht und dargestellt werden. Vor dem Hintergrund einer möglichen Beeinflussung der Stressresistenz der Sedumvegetation durch Behandlung mit den Bakterien interessieren insbesondere auch Kombinationseffekte mit einer Applikation von Nährsubstrat.

Deshalb soll die Schaffung eines Begrünungsverfahrens mit einer beschleunigten Vegetation-sentwicklung bei hoher Stresstoleranz der Pflanzengesellschaften Ziel der Arbeit sein. So soll ein hydraulisches Nassansaat-Verfahren von Sedumsprossen geprüft werden. Zum Einsatz kommen zwei Nutzbakterien (Bacillus subtilis FZB 24 und Lactobacillus).

Im September des Jahres 2002 wurde ein Vorversuch in München angelegt, weitere Versuche wurden in Berlin 2003/04 durchgeführt. Es wurden auch in Berlin Freiland- und Laborversuche mit Bacillus subtilis realisiert. Die Ergebnisse bilden die Grundlagen für die Praxisversuche, die im Straßenbahngleis in Berlin angelegt werden sollen. Die Fläche für die Naturierung wurde in drei gleichgroße Blöcke geteilt; wobei jede Behandlungsvariante in dreimaliger Wiederholung angelegt worden war. Die Behandlungsvarianten umfassten die

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  1. Unbehandelte Vegetationskontrolle
  2. Unbehandelte Vegetationskontrolle mit Nährsubstrat
  3. Behandlungsvariante mit Bacillus subtilis-Stamm FZB 24
  4. Behandlungsvariante mit Lactobacillus
  5. Kombination von Bacillus subtilis mit Nährsubstrat
  6. Kombination von Lactobacillus mit Nährsubstrat.

Nach Besiedlung der Sprossansaaten wurden verschiedene Parameter wie Bedeckungsgrad, Sprosslänge, Sprosshöhe, Sprossdurchmesser, Triebanzahl, Blütenanzahl und Anzahl der Pflanzenausfälle sowie die Wurzelanzahl und Wurzellänge bonitiert. Sowohl die Freiland- als auch die Klimakammerversuche wurden durch regelmäßige Substratanalysen begleitet.

Dieser Aufgabenstellung widmet sich die vorliegende Arbeit, bezogen auf die wachstumsstimulierenden und stressabbauenden Wirkungen von Bacillus subtilis-Stämmen sowie, die sich daraus resultierenden durch prächtige Blatt- und Blütenfärbung verschiedener Sedum-Arten verbesserte Gleisbettgestaltung.


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06.06.2005