6. Untersuchungen in der Klimakammer

↓144

In der Klimakammer, wo es beste Voraussetzungen für die Entwicklung der inokulierten Bakterien und Pflanzen gibt, wurde parallel zum Freilandversuch (Versuchsserie 3 Herbst / Winter) ein weiterer Versuch zur Prüfung der Wirksamkeit der Sporensuspension von Bacillus subtilis durchgeführt. Der Einfluss des Applikationszeitpunktes der Bakterien auf die Vegetationsentwicklung wurde diesmal im Unterschied zu den Freilandversuchen nicht miteinbezogen. Außerdem wurden weder Lactobacillus noch Nährsubstrat angewandt.

6.1. Untersuchungsmethodik Klimakammerversuch

Als Vegetationssysteme fanden Ziegelbruchsubstrat, Ziegelbruchsubstrat mit 10 % Kompost-anteil und Ziegelbruchsubstrat mit 20 % Kompostanteil Verwendung. Das Ziegelbruch-substrat wird biologisch als wenig aktives Substrat bewertet. Ein Einsatz von Bakterien und Kompost bietet eine Möglichkeit, die Pflanzenanzucht zu optimieren.

Die verwendeten Substrate in den Klimaschränken wurden auf Plastikkisten von 30 x 40 cm Größe und 5,5 cm Höhe verteilt, wie in Tab. (24) angegeben. Dann wurden Sprosse von Sedum album auf die Substratoberfläche gleichmäßig, jeweils in 5 cm Abstand, ausgelegt.

↓145

Tab. 24: Aufwandmengen an Substraten

Substrat-Varianten

Einsatzmengen / Parzelle

Ziegelbruchsubstrat

Kompost

Ziegelbruchsubstrat

6 l

0 l

Ziegelbruch. + Kompost 10 %

5,4 l

0,6 l

Ziegelbruch. + Kompost 20 %

4,8 l

1,2 l

Gesamt /l

64,8 l

7,2 l

Weiterhin gab es keinen Bedarf an Anspritzmasse, da der Versuch in Klimakammern durchgeführt wurde. Das Bakterium von Bacillus subtilis lag in Form eines Granulates mit einer Keimdichte von 51010 cfu/ml vor. Aus diesem Granulat wurden Ausgangs-konzentrationen (Titer 2x109 cfu/ml, 2x108 cfu/ml) hergestellt.

Der Versuch wurde am 06.01.04 angesetzt. Die Wirksamkeitsprüfung der Bakterien fand unter für das Pflanzenwachstum weitgehend optimierten Bedingungen und nicht unter Stressbedingungen statt. Die klimatischen Verhältnisse in der Klimakammer können wie folgt beschrieben werden:

↓146

Am 15.01.04 erfolgte die Applikation von B. subtilis als Sporensuspensionen des im 60 ºC warmen Wasser aufgelösten Granulates mit Keimdichten von (2x109 cfu/ml und 2x108 cfu/ml) und entsprechenden Aufwandmengen von (0,2 bzw. 0,02 g/l). Es wurden drei Wiederholungen zu jeder Behandlungsvariante angelegt. Eine nochmals wiederholte Bakterienbehandlung fand am 06.02.04 statt. Als unbehandelte Kontrolle diente eine Wasserbehandlung.

Die erste Konzentration von (2x109 cfu/ml) wurde mit b1 bezeichnet, während sich b2 auf die zweite Konzentration von (2x108 cfu/ml) bezog. Für den Faktor des Substrats wird C1 für das Ziegelbruchsubstrat gewählt. Es werden weiterhin C5 als Ziegelbruchsubstrat mit 10 % Kompostanteil und C6 als Ziegelbruchsubstrat mit 20 % Kompostanteil benannt. Eine Gegenüberstellung von Behandlungsvarianten, differenziert nach Substraten, vermittelt die Tab. (25). Diese umfasste 9 Varianten (6 Kombinationen mit Bacillus subtilis und 3 Kontrollen).

↓147

Die Dauerwirkung von B. subtilis war indirekt über den Einfluss der Bakterienbehandlung auf das Pflanzenwachstum in vier nacheinander folgenden Monaten zu betrachten. Dabei wurden Wachstumsparameter wie Sprosslängen und Triebanzahlen bestimmt. Es wurden jeweils 5 Pflanzen vermessen.

Tab. 25: Behandlungsvarianten in Kombination mit Substraten im Klimakammerversuch

Varianten

Applikationen

Anzahl der

Wiederholungen

Pflanzen je Wiederholung

K1c1

unbehandelte Kontrolle -Substrat 1

3

5

K2c5

unbehandelte Kontrolle -Substrat 5

3

5

K3c6

unbehandelte Kontrolle -Substrat 6

3

5

b1c1

Behandlung mit B. subtilis-Konzentration

2x109 cfu/ml /Substrat 1

3

5

b1c5

Behandlung mit B. subtilis-Konzentration

2x109 cfu/ml/Substrat 5

3

5

b1c6

Behandlung mit B. subtilis-Konzentration

2x109 cfu/ml /Substrat 6

3

5

b2c1

Behandlung mit B. subtilis-Konzentration

2x108 cfu/ml /Substrat 1

3

5

b2c5

Behandlung mit B. subtilis-Konzentration

2x108 cfu/ml /Substrat 5

3

5

b2c6

Behandlung mit B. subtilis-Konzentration

2x108cfu/ml /Substrat 6

3

5

6.2. Ergebnisse und Diskussion

Erste Bonitur

↓148

Die erste Bonitur erfolgte am 16.01.04. Dabei wurden Wurzelanzahlen und Wurzellängen erfasst. Die mittleren Wurzelparameter in Abhängigkeit von der Behandlung mit den Bacillus subtilis -Sporensuspensionen 2x109/ml und 2x108/ml sind in der Tab. (26) dargestellt.

Tab. 26: Wachstumsbeeinflussungen einer einmaligen Behandlung mit B. subtilis 2x109 cfu/ml und 2x108 cfu/ml, 1. Bonitur in der Klimakammer

Substrate

Varianten

Wurzellänge (mm)

Wurzelanzahl

Ziegelbruchsubstrat

K1c1

3,03 a

2,26 a

b1c1

4,14 ab

3,80 a

b2c1

3,53 ab

3,83 a

Ziegelbruchsubstrat

mit 10 % Kompostanteil

K2c5

3,68 ab

3,36 a

b1c5

6,79 ab

4,06 a

b2c5

7,88 ab

3,60 a

Ziegelbruchsubstrat mit 20 % Kompostanteil

K3c6

2,86 a

3,80 a

b1c6

6,02 ab

3,86 a

b2c6

8,65 b

4,40 a

* Werte mit gleichen Buchstaben zeigen keine Unterschiede im Tukey-Test (α = 0,05)

Wurzellängen

Beim Ziegelbruchsubstrat wurden zwischen der unbehandelten Kontrolle K1c1 und den mit Bacillus subtilis -Behandlungsvarianten zu diesem Boniturzeitpunkt keine Unterschiede bezüglich mittlerer Wurzellängen der Sedumvegetation festgestellt.

↓149

Nach der Kompostzugabe hat sich die Lage etwas verbessert. Eine positive Wachstumsförderung wurde durch B. subtilis- Sporensuspension 2x109 und 2x108 erzielt, verglichen mit der Kontrolle K2c5. Signifikante Unterschiede gab es nicht. Verdoppelt man den Kompostanteil im Substrat bis zu 20 %, konnte hier nur zwischen der Sporensuspension 2x108 (b2c6) und der Kontrolle K3c6 ein signifikanter Unterschied nachgewiesen werden. Gleiche Unterschiede waren jedoch zwischen der Sporensuspension 2x108 und der 2x109 zu beobachten. Die Unterschiede der mittleren Wurzellängen der übrigen Varianten waren nicht signifikant.

Wurzelanzahlen

Bei Betrachtung der mittleren Wurzelanzahlen der Sedumvegetation konnten sowohl durch Applikation der B. subtilis Sporensuspension 2x109 als auch durch die Sporensuspension 2x108 bei allen Substrattypen im Vergleich zu der unbehandelten Kontrollvariante keine statistisch gesicherten Unterschiede festgestellt werden.

Zweite Bonitur

Die zweite Bonitur erfolgte am 30.01.04. Dabei wurden Triebanzahlen und Sprosslängen ermittelt. Die mittleren Wachstumsparameter in Abhängigkeit von der Behandlung mit den Bacillus subtilis –Sporensuspensionen 2x109/ml und 2x108/ml sind in der Tab. (27) angegeben.

↓150

Tab. 27: Wachstumsbeeinflussungen einer einmaligen Behandlung mit B. subtilis 2x109 cfu/ml und 2x108 cfu/ml, 2. Bonitur in der Klimakammer

Substrate

Varianten

Sprosslänge (cm)

Triebanzahl

Ziegelbruchsubstrat

K1c1

4,12 a

2,23 a

b1c1

4,68 abc

2,53 a

b2c1

4,5 ab

2,26 a

Ziegelbruchsubstrat

mit 10 % Kompostanteil

K2c5

4,36 ab

3,26 a

b1c5

5,20 bcd

4,53 ab

b2c5

5,26 bcd

4,53 ab

Ziegelbruchsubstrat mit 20 % Kompostanteil

K3c6

5,20 bcd

3,30 a

b1c6

6,98 cd

6,53 b

b2c6

7,10 c

7,06 b

* Werte mit gleichen Buchstaben zeigen keine Unterschiede im Tukey-Test (α = 0,05)

Sprosslängen

Ein signifikanter Unterschied zwischen der Kontrolle und den Behandlungsvarianten ließ sich bisher auf Ziegelbruchsubstrat nicht feststellen. Eine 10%ige Kompostzugabe wirkte sich positiv auf das Wachstum der Sedumvegetation aus. Die mit Bacillus subtilis behandelten Varianten b1c5 und b2c5 waren deutlich besser als die unbehandelte Kontrolle K2c5. Es zeigten sich jedoch zwischen Kontrolle und Behandlungsvarianten keine signifikanten Unterschiede.

Verbesserte Wuchsleistungen wurde nach Verdoppelung der Kompostanteile bis 20 % erzielt. Im Unterschied zu der unbehandelten Kontrolle K3c6 wurde hier die höchste mittlere Sprosslänge bei der Behandlung mit den Bacillus subtilis- Sporensuspension 2x108 (b2c6) erreicht, die von der Sporensuspension 2x109 (b1c6) gefolgt wurde. Signifikante Unterschiede hinsichtlich mittlerer Sprosslängen der Sedumvegetation konnten nach der Applikation der Sporensuspension 2x109 (b1c6) und Sporensuspension 2x108 (b2c6) nachgewiesen werden. Unterschiede zwischen Behandlungsvarianten gab es nicht.

Triebanzahlen

↓151

Die Behandlungsvarianten waren auf Ziegelbruchsubstrat gleich der unbehandelten Kontrolle. Eine deutliche Wirkung der inokulierten Mikroorganismen war nicht erkennbar. Mit 10 % Kompostzugaben wurden bessere Ergebnisse nach der Applikation der Bacillus subtilis-Sporensuspension 2x109 (b1c5) und der Sporensuspension 2x108 (b2c5) gegenüber der unbehandelten Kontrolle registriert. Es wurden jedoch keine statistisch gesicherten Unterschiede festgestellt. Verstärkte Wachstumsförderungen waren mit der 20%igen Kompostzugabe zu beobachten. Die höchste und signifikante mittlere Triebanzahl haben Behandlungen mit Bacillus subtilis-Sporensuspension 2x109 (b1c6) und der Sporen-suspension 2x108 (b2c6) gegenüber der unbehandelten Kontrolle (K3c6) erbracht. Unterschiede zwischen den Behandlungsvarianten waren nicht signifikant.

Dritte Bonitur

Eine weitere Bonitur von Triebanzahlen und Sprosslängen wurde am 25.02.04 durchgeführt. Die durchschnittlichen Boniturwerte in Abhängigkeit von der Behandlung mit den Bacillus subtilis–Sporensuspensionen 2x109/ml und 2x108/ml sind in der folgenden Tab. (28) aufgeführt.

Tab. 28: Wachstumsbeeinflussungen einer zweimaligen Behandlung mit B. subtilis 2x109 cfu/ml und 2x108 cfu/ml, 3. Bonitur in der Klimakammer

Substrate

Varianten

Sprosslänge (cm)

Triebanzahl

Ziegelbruchsubstrat

K1c1

4,20 a

3,43 a

b1c1

5,05 ab

4,40 a

b2c1

4,72 a

3,46 a

Ziegelbruchsubstrat

mit 10 % Kompostanteil

K2c5

4,98 a

5,56 a

b1c5

6,58 ab

7,80 ab

b2c5

6,37 ab

6,93 ab

Ziegelbruchsubstrat mit 20 % Kompostanteil

K3c6

5,5 a

6,16 ab

b1c6

7,68 b

11,06 b

b2c6

7,6 b

11,40 b

* Werte mit gleichen Buchstaben zeigen keine Unterschiede im Tukey-Test (α = 0,05)

Sprosslängen

↓152

Bei den mittleren Sprosslängen der Sedumvegetation zeigten sich zwischen Behandlungen mit Bacillus subtilis und der unbehandelten Kontrolle auf Ziegelbruchsubstrat keine Unterschiede. Einen visuellen positiven Einfluss gab es ausschließlich bei der Behandlung einer B. subtilis-Sporensuspension 2x109 (b1c5) und der Sporensuspension 2x108 (b2c5) nach der 10%igen Kompostzugabe. Ein verbessertes Wachstum wurde gegenüber der unbehandel-ten Kontrolle K2c5 erzielt. Die größte mittlere Sprosslänge wurde nach einer Verdoppelung des Kompostgehaltes im Substrat bis 20 % ermittelt. Hieraus ergab sich eine verstärkte Wirkung der Bakterien auf die mittlere Sprosslänge, im Unterschied zu der unbehandelten Kontrolle (K3c6). Die Wachstumsförderungen waren bei der B. subtilis-Sporensuspension 2x109 (b1c6) und der Sporensuspension 2x108 (b2c6) deutlich signifikant gegenüber der Kontrolle.

Triebanzahlen

Weder signifikante Unterschiede, noch ein Einfluss auf die mittleren Triebanzahlen nach der Bacillus subtilis- Applikation wurde zwischen den Behandlungsvarianten auf Ziegelbruchsubstrat nachgewiesen. Eine deutliche Wachstumsförderung erfolgte nach der Kompostzugabe. Dies bezieht sich auf die Behandlung mit der Bacillus subtilis-Sporensuspension 2x109 (b1c5) und der Sporensuspension 2x108 (b2c5). Der Unterschied zur Kontrolle K2c5 war bisher jedoch noch nicht signifikant. Signifikante Unterschiede konnten nach einer 20%igen Kompostzugabe bei der B. subtilis-Sporensuspension 2x109 (b1c6) und der Sporensuspension 2x108 (b2c6) nachgewiesen werden. Diese beiden waren die besten aller Behandlungsvarianten.

Abschlussbonitur

Die Abschlussbonitur erfolgte am 15.04.04. Währenddessen wurden wieder Triebanzahlen und Sprosslängen ermittelt. Tabelle (29) zeigt Boniturwerte in Abhängigkeit von der Behandlung mit den Bacillus subtilis –Sporensuspensionen 2x109/ml und 2x108/ml.

↓153

Tab. 29: Wachstumsbeeinflussungen einer zweimaligen Behandlung mit B. subtilis 2x109 cfu/ml und 2x108 cfu/ml, Abschlussbonitur in der Klimakammer

Substrate

Varianten

Sprosslänge (cm)

Triebanzahl

Ziegelbruchsubstrat

K1c1

4,28 a

6,73 a

b1c1

5,47 abc

9,73 ab

b2c1

4,87 ab

6,93 a

Ziegelbruchsubstrat

mit 10 % Kompostanteil

K2c5

5,37 abc

11,10 abc

b1c5

6,99 bc

14,26 abc

b2c5

6,94 bc

11,33 abc

Ziegelbruchsubstrat mit 20 % Kompostanteil

K3c6

5,90 abc

11,83 abc

b1c6

7,89 c

21,80 c

b2c6

7,71 c

19 bc

* Werte mit gleichen Buchstaben zeigen keine Unterschiede im Tukey-Test (α = 0,05)

Sprosslängen

Die mittleren Werte der Sprosslängen und die mittleren Triebzahlen der Sedumvegetation in Abhängigkeit von der bakteriellen Applikation für die Abschlussbonitur sind in Tab. (29) dargestellt. Dabei wurden durch Behandlung mit dem Bacillus subtilis-Stamm FZB 24 - im Vergleich zu der unbehandelten Kontrolleauf Ziegelbruchsubstrat - sowohl bei der Konzentration von 2x109-Sporensuspension/ml, als auch bei der 2x108-Sporensuspension/ml statistisch keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Jedoch gab es leichte Wachstumsförderungen bei den mit B. subtilis behandelten Varianten, und zwar bis zu 1 cm Sprosslänge mehr bei der Konzentration 2x109 cfu/ml b1c1 als bei der Kontrolle K1c1. Demgegenüber war eine geringere Wirkung auf die Sprosslänge bei der Konzentration 2x108 cfu/ml b2c1 zu beobachten.

Erste signifikante Unterschiede konnten nach der10%igen Kompostzugabe im Unterschied zu den vorangegangenen Bonituren statistisch nachgewiesen werden. Das war lediglich bei der Behandlung mit B. subtilis b1c5 und b2c5 gegenüber der unbehandelten Kontrolle auf Ziegelbruchsubstrat K1c1 zu bemerken.

↓154

Zwischen den Behandlungsvarianten (b1c5, b2c5) und der unbehandelten Kontrolle K2c5 innerhalb dieses Substrates wurden bisher keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Es wurde aber ein verstärkter Zuwachs in den mit Bacillus subtilis behandelten Varianten gegenüber den jeweiligen Behandlungsvarianten auf dem Ziegelbruchsubstrat allein erreicht.

Hier zeigten sich nur visuell positive Effekte infolge der Behandlung mit Bacillus subtilis in beiden angewandten Konzentrationen, bis zu ca. 2 cm Sprosslänge mehr gegenüber der unbehandelten Kontrolle K2c5. Die signifikanten Unterschiede betrugen bis zu 3 cm mehr in den Behandlungsvarianten (b1c5, b2c5), verglichen mit der unbehandelten Kontrolle K1c1 im Substrat ohne Kompost. Dies weist darauf hin, dass das Substrat mit 10 % Kompostanteil ein für das Wachstum besseres Substrat ist als das Ziegelbruchsubstrat ohne Kompost.

Bei der Betrachtung von mittleren Sprosslängen auf Substrat mit 20 % Kompostanteil stellt sich die bisher größte Sprosslänge dar. Es ergaben sich trotzdem zwischen den Behandlungsvarianten (b1c6, b2c6) und der unbehandelten Kontrolle K3c6 keine signifikanten Unterschiede. Während die mittlere Sprosslänge der Kontrolle etwa 6 cm betrug, wurden ca. 2 cm mehr in den Behandlungsvarianten festgestellt. Aber der Unterschied zur Kontrolle war nur visuell feststellbar und blieb statistisch nicht gesichert.

↓155

Beim Vergleich dieser Behandlungsvarianten mit denjenigen im Ziegelbruchsubstrat bzw. Ziegelbruchsubstrat mit 10 % Kompostanteil wurde hier ein zweifach verstärktes Wachstum gefunden, wie bei der unbehandelten Kontrolle im Substrat ohne Kompost. Die signifikante Wachstumsverbesserung bezieht sich hier nur auf die Behandlungsvarianten (b1c6, b2c6), im Vergleich mit der Behandlung mit Bacillus subtilis in der Konzentration 2x108 cfu/ml b2c1 und der unbehandelten Kontrolle K1c1 beim Ziegelbruchsubstrat. Jedoch sind die Unterschiede zwischen (b1c6, b2c6) und anderen Behandlungsvarianten gleich.

Triebanzahlen

Es zeigten sich zwischen den Behandlungsvarianten (b1c1, b2c1) hinsichtlich der Anzahl der gebildeten Seitentriebe und der unbehandelten Kontrolle K1c1 auf Ziegelbruchsubstrat keine signifikanten Unterschiede. Während die mittlere Anzahl der Seitentriebe in der unbehandel-ten Kontrolle und der mit B. subtilis Konzentration 2x108 cfu/ml (K1c1, b2c1) fast gleich ca. 7 Triebe war, betrug die mittlere Anzahl in der mit B. subtilis-Konzentration 2x109 cfu/ml (b1c1) 3 Triebe mehr als in beiden anderen Varianten. Trotzdem konnten zwischen diesen Varianten keine statistisch gesicherten Unterschiede nachgewiesen werden.

Betrachtet man Varianten des Substrates mit 10 % Kompostanteil, so ergibt sich hieraus ein verbessertes Wachstum im Vergleich mit Varianten des Ziegelbruchsubstrates. Besonders war in der Behandlungsvariante b1c5 mit der B. subtilis-Konzentration 2x109 cfu/ml ein besseres Wachstum gegenüber der B. subtilis- Konzentration 2x108 cfu/ml Behandlungsvariante b2c5 nachzuweisen, die gleich der unbehandelten Kontrolle K2c5 war. Obwohl positive Effekte durch Mischung mit Kompost im Unterschied zu Ziegelbruch ohne Kompost erzielt wurden, zeigten die Mittelwerte für Seitentriebe statistisch keine Unterschiede.

↓156

Verdoppelt man den Kompostanteil bis zu 20 % wie beim Substrat C6, so wurden signifikante Unterschiede festgestellt. Die höchste Wachstumsförderung wurde hier registriert. Jedoch blieb der Unterschied zwischen Varianten dieses Substrattyps selbst nicht signifikant. Nur die Bacillus subtilis-Behandlungsvarianten (Var. b1c6, b2c6) waren bestens, verglichen mit der unbehandelten Kontrolle K3c6. Man sieht den großen Unterschied (ca.10 Triebe mehr als die Kontrolle), aber es waren trotzdem alle Varianten statistisch gleichwertig, sowohl durch die Behandlung mit der B. subtilis-Konzentration 2x109 cfu/ml, wie auch mit der Konzentration 2x108 cfu/ml.

Die stärksten signifikanten Unterschiede, bezogen auf mittlere Seitentriebe, sind ausschließlich in den Behandlungsvarianten (Var. b1c6, b2c6), und zwar bis zu dreifach, wie bei den Varianten des Substrats ohne Kompost (K1c1, b2c1).

Aus diesen Ergebnissen steht fest, dass der Einfluss des Stammes von Bacillus subtilis mit Sporensuspension 2x109 cfu/ml besser und länger auf die mittlere Sprosslänge und Anzahl der Seitentriebe wirkt als die Konzentration 2x108 cfu/ml gegenüber der unbehandelten Kontrolle. Es scheint in diesem Fall, neben den höheren Bacillus subtilis-Konzentrationen im Substrat und dementsprechend auch zur Folge besseren Aktivitätsleistungen der Nutzbakterien bezogen auf die Stoffwechselproduktion, im Vergleich zu den niedrigen Bakterien-konzentrationen, zu bestehen (HENTSCHEL 2004).

↓157

Während in den Freilandversuchen erste signifikante Wachstumsförderungen nach der Bakterienapplikation (7 Wochen nach der Aussaat) festgestellt worden waren, wurde dies im Klimaschrank demgegenüber in kurzer Zeit (2 Wochen) nach der Introduktion in den Rhizosphärenbereich erreicht. Da die Wachstumsbedingungen in den Klimaschränken optimal waren, konnten sich die Bakterien schneller entwickeln bzw. etablieren. Es wurden bezüglich der Sprosslängen und der Triebanzahlen signifikante Unterschiede zwischen den B. subtilis-behandelten und unbehandelten Kontrollvariante festgestellt, wobei sich eine dauerhafte Aktivitätsentfaltung auf das Pflanzenwachstum durch die B. subtilis-Applikation nach bis zu 4 Monaten andeutete.

Zur Beurteilung dieser Wachstumsförderung beim Ziegelbruchsubstrat mit Kompost und damit besseren Wirkungen des Nutzbakteriums Bacillus subtilis gegenüber Ziegelbruchsubst-rat ohne Kompost kommen verschiedene Theorien in Frage. Es werden als Ursache dafür, neben seiner groben Struktur und somit besseren Luftzirkulation, auch der höhere Gehalt an organischen Substanzen gesehen, die im Kompost enthalten sind (ZIMMER 2003). Dies bedeutet, dass durch das Einbringen der Mikroorganismen und des Komposts die mikrobielle Aktivität des jeweiligen Substrates deutlich erhöht wurde, was sich wiederum in der Entwick-lung der Vegetation widerspiegelte (ALSTRÖM 1987).

Es wird im konkreten Fall die Verfügbarkeit von Nährstoffen für die Bakterien als bedeuten-derer Einflussfaktor auf deren Aktivität gesehen als der pH-Wert des Bodens. KREBS et al. (1998) schrieben der Temperatur und den Nährstoffverhältnissen eine Schlüsselrolle für die antagonistische Aktivität von Bacillus subtilis zu, während andere ökologische Faktoren von untergeordneter Bedeutung zu sein schienen.

6.3.  Nachweis der Wirksamkeit der eingesetzten Bacillus subtilis- Konzentrationen

↓158

auf das Pflanzenwachstum

Der Test der Nachweisbarkeit der applizierten Mikroorganismen bei dem Klimakammversuch wurde am 22.04.04 in ähnlicher Weise wie beim letzten Testverfahren mit der Sommergerste durchgeführt (vgl. Abschnitt 5.3.3.). Als Mischkomponente und Vergleichsubstrat diente Einheitserde 0 (EE0). Zur Prüfung fanden Ziegelbruchsubstrat, Ziegelbruchsubstrat mit 10 % Kompostanteil und Ziegelbruchsubstrat mit 20 % Kompostanteil Verwendung. Die Bedingungen waren ähnlich wie bei dem Sedum-Versuch in der Klimakammer.

Die Aktivität der inokulierten Bakterien war indirekt durch Ermittlung der bakteriellen Auswirkungen auf das vegetative Wachstum der Sommergerste am 03.05.04 zu bestimmen. Dabei wurden die Relativwerte an Frischmasse der Testpflanze in [g] erfasst (siehe Tab. 30).

Sprossfrischmassen

↓159

Bei den Relativwerten der Sprossfrischmasse (Tab. 30) war eine erhebliche Verbesserung des Pflanzenwachstums nach Applikation der B. subtilis-Sporensuspension 2x109 und 2x108 zu beobachten.

Während der relative Wert der Frischmasse beim Vergleichsubstrat EE0 bei 100 Prozent lag, zeigten sich dennoch beim Ziegelbruchsubstrat zwischen den Behandlungsvarianten und der unbehandelten Kontrolle gleiche Unterschiede. Signifikante Wirkungen durch die Behandlung mit Bacillus subtilis beider Sporensuspensionen konnten aber nicht festgestellt werden. Tatsächlich gab es sichtbare positive Wirkung, bezogen auf die Frischmasse bei den

Tab. 30: Relativwerte für Sprossfrischmassen bei Sommergerste in der Klimakammer

Substrate

Varianten

% Sprossfrischmasse

Einheitserdekontrolle

EE0

100 % a

Ziegelbruchsubstrat

K1c1

104,53 a

b1c1

120,96 ab

b2c1

115,86 ab

Ziegelbruchsubstrat

mit 10 %

Kompostanteil

K2c5

105,09 a

b1c5

148,72 b

b2c5

126,62 ab

Ziegelbruchsubstrat

mit 20 %

Kompostanteil

K3c6

117,84 ab

b1c6

150,14 b

b2c6

149,29 b

* Werte mit gleichen Buchstaben unterscheiden sich nicht signifikant

↓160

Behandlungsvarianten (b1c1, b2c1). Die Wachstumsförderung war besser bei der Konzentration 2x109 cfu/ml als diejenige bei der Sporensuspension 2x108 und (bis zu 20 %) mehr gegenüber der unbehandelten Varianten (EE0, K1c1). Der Unterschied zwischen EE0 und der Kontrolle K1c1 war gering und unbedeutend.

Eine 10%ige Kompostzugabe konnte das Substrat im Vergleich zu Ziegelbruchsubstrat allein deutlich verbessern. Dadurch war hier eine Wachstumsförderung mit erhöhter Aktivität der inokulierten Bakterien-Suspensionen zu beobachten. Bei der Ermittlung der Relativwerte des Frischgewichts wurden signifikante Wachstumsverbesserungen bis zu 50 % in der Bacillus subtilis-Behandlungsvariante b1c5 Sporensuspension 2x109 erreicht gegenüber den unbehan-delten Kontrollvarianten (EE0 und K2c5). Demgegenüber gelang die Förderung des Gewichts nur bis 25 % durch B. subtilis-Sporensuspension 2x108. Jedoch wurden zwischen beiden Sporensuspensionen b1c5 und b2c5 statistisch keine gesicherten Unterschiede festgestellt .

Verdoppelt man den Gehalt an Kompost im Substrat bis 20 %, so konnte man das bisher beste Ergebnis erzielen. Zwar wurden innerhalb dieses Substrats statistisch keine gesicherten Unterschiede zwischen den Behandlungsvarianten und der Kontrolle K3c6 festgestellt, es zeigten sich jedoch signifikante Unterschiede sowohl durch die Sporensuspension 2x109, als auch bei der Sporensuspension 2x108 gegenüber der Einheitserdekontrolle EE0. Im Verhältnis zu der EE0 wurde eine Gewichtssteigerung in beiden Behandlungsvarianten (b1c6, b2c6) bis zu 50 % mehr als die unbehandelte Einheitserdekontrolle (EE0) erreicht.

↓161

Diese erkennbare Tendenz, dass die Aktivität der introduzierten Bakterien im Substrat größer war als im Rhizosphärenbereich, was sich besonders deutlich im Ziegelbruchsubstrat mit Kompost zeigt, belegt, dass Bacillus subtilis in nährstoffreicheren Substraten gut von der organischen Substanz leben kann, ohne auf die Wurzelexsudate der Kulturpflanzen angewiesen zu sein (ZIMMER 2003).

Es ergab sich bei diesem Testverfahren Folgendes:

  1. Die Aktivität von Bacillus subtilis konnte anhand der Testergebnisse in der Klimakammer nachgewiesen werden.
  2. Die Bacillus subtilis- Sporensuspension 2×109 konnte bei allen Substrattypen bessere Wirkungen erzielen als bei der Bacillus subtilis- Sporensuspension 2×108.
  3. Der Effekt der Applikation der Bacillus subtilis- Sporensuspension 2×109 hielt zeitlich länger an als bei Applikation der Bacillus subtilis- Sporensuspension 2×108.
  4. Die Testergebnisse bestätigten wiederholt, was auch bei dem Klimakammerversuch nach der Behandlung mit Bacillus subtilis erreicht wurde.
  5. Obwohl es die gleiche Anwendungs- Methodik war, wurden bei dem zweiten Versuch in Berlin (Versuchsserie 3) im Vergleich zum Klimakammerversuch keine wachstumsstimulierenden Effekte beschrieben.
  6. Im Unterschied zu dem Freilandversuch (Versuchsserie 3) waren bei dem Versuch in der Klimakammer günstigere Entwicklungsbedingungen für die Bakterien vorhanden.
  7. Der Gesundheitszustand der Pflanzen war bestens bei der Behandlung mit Bacillus subtilis gegenüber der unbehandelten Kontrolle und der Einheitserdekontrolle EE0.
  8. Infolge der Behandlung mit der Bacillus subtilis- Sporensuspension erwies sich das Prüfsubstrat bestens im Vergleich zum Substrat EE0.


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06.06.2005