9. Zusammenfassung

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Ziel der Arbeit war die Entwicklung einer Begrünungsmethode mit einer beschleunigten Vegetationsentwicklung und hoher Trockenstresstoleranz der Sedumpflanzen auf dem oft nährstoffarmen Gleisbett. Es kamen dabei Vegetationssysteme wie Ziegelbruchsubstrat, Ziegelbruchsubstrat mit Kompost, Geotextilmatten und Mineralwollmatten zur Erprobung. Als Pflanzenmaterial für den Versuch dienten Sprosse der Sedumvegetation, die zuvor in 4 cm-Sprossteile geschnitten und danach mit der Anspritzmasse auf die Substratoberfläche aufgetragen waren.

Für die Untersuchungen in dieser Arbeit wurden Kulturfiltrate von B. subtilis FZB 24 aus der Stammsammlung des FZB Biotechnik GmbH Berlin verwendet. Diese lagen in Form eines Granulats mit einer Ausgangskonzentration von 5x1010 cfu/ml vor. Die Laktobazillen und das Nährsubstrat wurden durch die Firmen Dr. Felgenträger & Co sowie A. & F. Hygiene GmbH Bitterfeld zur Verfügung gestellt.Beide befanden sich im flüssigen Zustand.

Die Applikationsmethodik von Bakterien erfolgte in Form einer Gießbehandlung, wie in den vorangegangenen Abschnitten beschrieben. In einem dreijährigen Versuchszeitraum wurden alle Pflanzenbestände in ihrer Entwicklung beobachtet. Dabei war die Aktivität der inokulier-ten Mikroorganismen indirekt über den Einfluss der Bakterienbehandlungen auf die Vegetationsleistung zu ermitteln. Die Boniturergebnisse lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

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Im allgemeinenkonnte der Einsatz von Bacillus subtilis- FZB 24 WG, Lactobacillus und dem Nährsubstrat eine deutliche Wachstumsförderung hervorrufen, die sich insbesondere bei den oberirdischen Pflanzenteilen niederschlug. Die Wachstumsförderung war überall dort deutlich nachweisbar, wo annähernd ausreichende Bedingungen für das Pflanzenwachstum und die Etablierung der Nutzbakterien vorhanden waren. Das bestätigen eine Vielzahl von Versuchsergebnissen, die eine verbesserte Nährstoffaufnahme bei Anwesenheit von Bacillus subtilis belegen und über eine auxin-geförderte Wurzelentwicklung begründen.

Der Einfluss von B. subtilis auf die Vegetationsentwicklung war zum 1. Boniturzeitpunkt gering. Das deckt sich mit dem Hinweis, dass der Effekt der Bakterienbehandlung auf das Pflanzenwachstum bei einmaliger Behandlung bisher unerheblich war. Es bestanden zwischen der unbehandelten Kontrolle und den Behandlungsvarianten zumeist visuelle Unterschiede, die statistisch zum Teil nicht gesichert werden konnten.

Die Nutzung der introduzierten Bakterien erfolgte erst 7 Wochen nach Versuchsbeginn. Es waren signifikante Wachstumsverbesserungen nach einer zweimaligen Behandlung mit den Bakterien deutlicher an dem 2. Boniturtermin zu beobachten als vorher. Allerdings haben die Pflanzen an dem 2. Boniturtermin im Unterschied zum 1. Boniturtermin ein besseres Wurzelsystem gebildet, da die Bacillus subtilis- Stoffwechselprodukte im Rhizosphären-bereich der Pflanzen schließlich zur Verfügung standen.

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Zur Ausprägung der wachstumsbeeinflussenden Leistungen von Bacillus subtilis hatte der Applikationszeitpunkt der Bakterien in Bezug auf das Testpflanzenwachstum keine Bedeutung. Es war sowohl nach der sofortigen Behandlung mit den Bakterien als auch nach zwei Wochen ein verbessertes Pflanzenwachstum zu beobachten. Diese tendenzielle Wuchsverbesserung nach der Behandlung mit Bacillus subtilis, Lactobacillus und Nährsubstrat wurde unabhängig vom Applikationstermin der Bakterien festgestellt.

Die Anwendung von Nährsubstrat hatte sowohl allein appliziert als auch in Kombination mit den Nutzbakterien eine signifikant verbesserte Wuchsleistung erbracht. Diese war deutlich stärker als bei der alleinigen Applikation der Bakterien. Es wird daher insgesamt eingeschätzt, dass das Nährsubstrat für die Praxis durchaus positiv zu bewerten ist.

Durch Einzelapplikation von Bacillus subtilis waren signifikante Unterschiede lediglich im Bezug auf die Sprosshöhe der Pflanzen zu beobachten. Demgegenüber konnte eine verstärkte Verbesserung des Pflanzenwachstums bei der Kombination von Bacillus subtilis mit dem Nährsubstrat erreicht werden. Es wurden anschließend zwischen der unbehandelten Kontrolle und Behandlungsvarianten statistisch gesicherte Unterschiede hinsichtlich der Anzahl der gebildeten Seitentriebe, der Sprosslänge, des Sprossdurchmessers, der Sprosshöhe und des Bedeckungsgrades festgestellt.

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Die Einzelapplikation von Lactobacillus rief bei den Pflanzen eine ähnliche Wirkung wie der Bacillus subtilis- Stamm FZB 24 hervor. Denn es konnten bei der alleinigen Anwendung von Lactobacillus im Vergleich zu der unbehandelten Kontrolle signifikante Unterschiede erzielt werden, nämlich bezüglich von Sprosslänge und Bedeckungsgrad. Ebenfalls war der Einfluss der Kombination von Lactobacillus mit dem Nährsubstrat auf die Vegetationsentwicklung wirkungsvoll. Besonders waren hier bei der Erfassung der mittleren Triebanzahlen, Sprosslängen, Sprossdurchmesser, Sprosshöhen und Bedeckungsgrade signifikante Unterschiede gegenüber der unbehandelten Kontrolle erkennbar.

Neben dem verbesserten Pflanzenwachstum wurden infolge der Applikation von Nährsubstrat und dessen Kombination mit Lactobacillus und der Behandlung mit Bacillus subtilis auch mehr Blüten gebildet als in der unbehandelten Kontrolle.

Die Behandlungen mit Nutzbakterien und die Einzelapplikation des Nährsubstrats führten außerdem auf Geotextilmatten tendenziell zu einem verminderten Stress bei den Pflanzen gegenüber der unbehandelten Kontrolle. Allerdings waren hier Unterschiede zwischen Behandlungsvarianten und der unbehandelten Kontrolle statistisch nicht signifikant. Es wurden aber trotzdem die in der Tendenz meisten Ausfälle bei der unbehandelten Vegetationskontrolle ermittelt. Es war zu vermuten, dass die deutlichen Pflanzenausfälle auf Geotextilmatten auch durch Umwelt- und substratspezifische Einflüsse zu begründen sind.

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Beim Nachweis der Effektivität von Bakterien auf das Pflanzenwachstum (Versuchsserie 2) im Sommer ergab sich daraus hinsichtlich der Wachstumsförderung keinerlei Zusammenhang zwischen Testergebnissen und denen vom Feldversuch. Wachstumsstimulierende Effekte konnten hier nicht festgestellt werden, weil die Begleitbedingungen für die Testpflanzen im Versuchsfeld andere waren als in der Klimakammer.

Die Testergebnisse vom Aktivitätsnachweis (Versuchsserie 3) korrelierten ebenfalls nicht mit denen vom Feldversuch im Winter, da auch hier die Versuchsbedingungen nicht gleich waren.

Es wurden jedoch nach der Introduktion von Bacillus subtilis in den Rhizosphärenbereich zum ersten Mal beim Vorliegen optimaler Versuchsbedingungen in der Klimakammer erste signifikante Wachstumsbeeinflussungen hinsichtlich der mittleren Sprosslängen und der Triebanzahlen nach 2 Wochen, (Bonitur 30.01.04) festgestellt, während dasselbe in den Freilandversuchen infolge einer zweimaligen Bakterienbehandlung nach 7 Wochen zu beobachten war. Dies zeigte die grosse Einflussnahme von Begleitbedingungen auf die bakteriellen Wirkungsmöglichkeiten sowie die Vegetationsentwicklung.

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Diesbezüglich war der Trend der Wachstumsverbesserung beim Vergleich von Ziegelbruch-substrat mit Kompost und ohne Kompost spürbar, je mehr Kompost es im Substrat gab. Währenddessen wurden zur Abschlussbonitur die höchsten mittleren Sprosslängen und Triebanzahlen durch die Applikation der Bacillus subtilis- Sporensuspension 2×109 in allen Substrattypen erreicht. Für das Auftreten und die Nachhaltigkeit der bakteriellen Wirkung scheint jedoch die Bakterienkonzentration und die Substratart eine Rolle zu spielen.

Die Formulierung der Bacillus subtilis- Sporensuspension 2×109 erwies sich in der Aktivitätsentfaltung auf das Pflanzenwachstum als zeitlich dauerhafter im Vergleich zu der Bakteriensporensuspension 2×108.

Die Ergebnisse vom Nachweistest stimmten deshalb mit den Versuchsergebnissen überein, weil die Versuchsbedingungen in der Klimakammer dieselben waren.

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In unseren Untersuchungen zur Wirkung von B. subtilis auf die Vegetationsentwicklung war der Einfluss der bakteriellen Applikation substratspezifisch zu bewerten. Für die Wachstums-stimulierung durch eine Bacillus subtilis- Applikation war die Abhängigkeit von Substrat-eigenschaften wie Nährstoffstatus, Feuchtigkeitsgehalt und mikrobielle Aktivität von großer Bedeutung.

Hervorzuheben ist außerdem die Rolle des pH-Wertes und der Temperatureinfluss im Substrat. Es ist jedoch zu vermerken, dass B. subtilis unter trockenen Substratbedingungen in Sporenform vorkommt und lange vital bleibt. Höhere Versuchstemperaturen und pH-Werte hatten eine größere Wirkung auf das Pflanzenwachstum zur Folge. Diese so genannten Einflüsse waren im Ziegelbruchsubstrat wesentlich stärker als in den übrigen Substrattypen.

In diesem Sinne kommt auch der Einfluss der Jahreszeit in Betracht. In Sommertrocken-perioden waren bereits im Vorfeld bessere und schnellere Wuchsverbesserungen erkennbar als in kalten Winterfeuchtperioden. Es deutet sich damit an, dass die Bakterienapplikation im Sommer effektiver war als deren Applikation im feuchten Winter, da sich die Pflanzen selbst besser an den Trockenstress im Sommer anpassen konnten.

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Trotzdem behielt B. subtilis einen relativ stabilen, positiven Effekt auf das Pflanzenwachstum nach langfristiger Verweildauer im Substrat, selbst unter feuchten und trockenen Versuchsbedingungen. Dennoch bleiben optimale Kulturführung und geeignete Pflanzenart Grundvoraussetzungen für sinnvolle Wirkungen inokulierter Mikroorganismen.

Die Versuche wiesen darauf hin, dass ein effektiver Einsatz der Nutzbakterien bezüglich der biologischen Wirkung und ökonomischen Akzeptanz nur dann gegeben ist, wenn bei der Wahl der Begrünungssubstrate die elementaren Wachstumsbedingungen für die ausgewählten Pflanzenarten garantiert werden und der Applikationszeitpunkt der Bakterien der Pflanzenentwicklung angepasst wird.

Aus den Versuchsergebnissen ableitend wird also die Qualität des Substrates als die wichtigste Grundlage für eine bessere, gezielte Nutzung des Rhizobakteriums Bacillus subtilis anzusehen sein.

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Das Ziegelbruchsubstrat bewährte sich zur Begrünung im Gleisbett, da das Vorhandensein von Bacillus subtilis für die Pflanzen vorteilhaft war. Aus dieser Feststellung stellt sich das Substrat als kostengünstiges, umweltschonendes Begrünungsverfahren von Gleisbettungen dar. Also unterstützt die Naturierung die Gestaltung, es werden damit sowohl ökonomische, als auch ökologische und gestalterische Aspekte gefördert. Somit lässt sich das Gleisbett dauerhaft und dabei blütenschön begrünen.

Ein zusätzlicher Einfluss der Düngung mit dem 6 Monate Basacote- Mineraldünger bzw. mit dem Komplexdünger Wopil auf die Effektivität der Bakterien und damit auf das Wachstum der Sedumvegetation wurde nicht gefunden.

Der Zusatz des Komposts im Substrat war für das Pflanzenwachstum förderlich. Er ist aber unter den Gleisbettbedingungen nicht unbedingt erforderlich.

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Der Gebrauch von nützlichen Milchsäurebakterien als Bodenimpfung zur Steigerung von Wachstum, Gesundheit, Ertrag und Fruchtqualität hat noch keine weit verbreitete Anerken-nung in der landwirtschaftlichen Forschung gefunden, weil der schlüssige wissenschaftliche Beweis fehlte. Aus der Literatur geht hervor, dass bis zum jetzigem Zeitpunkt keine Untersuchungen über Einflüsse einer Lactobacillus -Applikation auf das Pflanzenwachstum durchgeführt worden sind. Es war auch nicht bekannt, ob die Stoffwechselleistung der Laktobazillen tatsächlich für die Verbesserung des Pflanzenwachstums unter den gegebenen Standortbedingungen im Gleisbett verantwortlich sind . Die vorliegenden Ergebnisse können daher als erstmalig bezeichnet werden.

Der verbesserte Zustand der mit dem Nutzbakterium behandelten Pflanzen gegenüber der unbehandelten Kontrolle könnte somit die Hypothese der anderen Untersuchungen bestätigen, bei denen ebenfalls wachstumsstimulierende und stressmindernde Wirkungen einer Bacillus subtilis- Applikation erzielt worden waren. Diese stressmindernde und wachstumsfördernde Wirkung von B. subtilis hatte in der Regel zur Folge, dass sich Bestände mit z. B. sichtbaren Trocken, Hitze- oder Nässeschäden deutlich rascher erholten als unbehandelte Partien. Sehr positiv zu bewerten war auch ein allgemein stärkeres Regenerationsvermögen und eine deutlich längere Vitalitätsphase behandelter Pflanzen.

Dank der Bacillus subtilis- Leistungsfähigkeit, das Wachstum von Pflanzen unter wachsender Umweltbelastung positiv zu beeinflussen, kann in der Zukunft möglicherweise eine natürliche Nutzung von B. subtilis für viele Naturfreunde als interessante Alternative zu konventionellen Naturierungs- Methoden im Gleisbett entwickelt werden.


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06.06.2005