[Seite 71↓]

4.  Ergebnisse

4.1. Modellversuche

4.1.1. Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf Pflanzenentwicklung und Fusariuminfektion in konduktiver (Nachbau) und nicht konduktiver Erdsituation (Fruchtfolge)

4.1.1.1. Auswirkung auf das Wurzelwachstum

Die Ergebnisse der Gefäßversuche im Folienhaus dokumentieren generell eine positive Auswirkung der Mikroorganismenapplikationen auf das Wurzelwachstum, mit zum Teil statistisch gesicherten Merkmalsausprägungen (Tab. 11). Auch die pathogenen Eigenschaften der geprüften Erdherkünfte, Nachbau bzw. Fruchtfolge (Abb. 15 und 16), hatten einen signifikanten Einfluss auf die Wurzelentwicklung.

Tab. 11: Einfluss einer Rhizombehandlung einjähriger Spargeljungpflanzen mit speziellen Rhizosphärenbakterien auf die Wurzelfrischmasse (WFM) und die Wurzel­trockensubstanz (WTS) nach Gefäßkultur in nachbaufreier Erde mit Fruchtfolge vom Versuchsstandort Zepernick (Z).

Variante

Versuchsjahr 1997

Versuchsjahr

 

Erdherkunft

WFM [g]

WTS [%]

Erdherkunft

WFM [g]

WTS [%]

Kontrolle

Z

105,2 a
(100)

13,1 a

(100)

Z

118,2 a

(100)

12,9 a

(100)

BS-FZB24

Z

137,9 b
(131,1)

17,6 b

(134,4)

Z

142,2 b

(120,3)

16 b

(124)

BS-FZB42

Z

121,2 ab

(115,2)

15,3 ab

(116,8)

Z

131,6 b

(111,3)

14,5 ab

(112,4)

BS-FZB37

Z

114,4 a

(108,7)

14,4 ab

(109,9)

Z

127,4 ab

(107,8)

14,2 ab

(110,1)

BP-RK13

Z

114,3 a

(108,6)

14,3 a

(109,2)

Z

Nicht geprüft

SG-N6

Z

115,3 a

(109,6)

14,5 ab

(110,7)

Z

Nicht geprüft

 

Gefäße (n)

 

5

 

10

HSD

20,58

Nemenyi-Test

Nemenyi-Test

2,13

Mittelwerte mit unterschiedlichen Buchstaben innerhalb der gleichen Spalte unterscheiden sich signifikant nach Tukey-Test bzw. Nemenyi-Test (p ≤ 0,05). Werte in Klammer sind die entsprechenden Relativwerte (%).


[Seite 72↓]

Abb. 15: Fusarium -Kontamination Erdherkunft Zepernick (Fruchtfolge).

Abb. 16: Fusarium -Kontamination Erdherkunft Möringen (Nachbau).

Sowohl 1997 als auch 1998 erbrachte eine Rhizombakterisierung mit allen geprüften PGPR in der schwach Fusarium belasteten, nachbaufreien Zepernicker Erde (Z) eine positive Auswirkung auf die Wachstumsparameter Wurzelfrischmasse (WFM) und Wurzeltrockensubstanz (WTS).


[Seite 73↓]

Im Versuchsjahr 1997 konnte in dieser Erdsituation (Fruchtfolge) mit der Bacillus subtilis FZB24-Behandlung eine signifikante Förderung der Prüfmerkmale WFM (31,1%) und WTS (34,4%) gegenüber der entsprechenden unbehandelten Kontrolle erzielt werden (Abb. 17). Eine Bewertung innerhalb der PGPR-Gruppe zeigte zudem einen statistisch gesicherten Vorteil der BS-FZB24-Applikation gegenüber den Varianten BS-FZB37 (WFM), BP-RK13 (WFM, WTS) und SG-N6 (WFM) (Tab.11). Aber auch diese Mikroorganismen und vor allem der Bacillus subtilis Stamm FZB42 (15,2% WFM bzw. 16,8% WTS) erbrachten in der nachbaufreien Erdsituation eine tendenzielle Förderung der Wurzelentwicklung. Bacillus pumilus RK 13 zeigte sich hier mit unter 10% am wenigsten effektiv, unterschied sich aber nur unwesentlich von dem Bacillus subtilis-Stamm FZB37 und Streptomycetes graminofaciens N6.

Abb. 17: Einfluss einer Rhizombehandlung einjähriger Spargelpflanzen mit speziellen Rhizosphärenbakterien auf die Wurzelfrischmasse [g] = WFM und Wurzeltrockensubstanz [%] = WTS nach Gefäßkultur in nachbaufreier Erde (Fruchtfolge, gering mit Fusarium belastet) 1997. Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle. Mit * gekennzeichnete Säulen unterscheiden sich hierzu signifikant nach Tukey- bzw. Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).

Im Versuchsjahr 1998, mit modifiziertem Applikationsverfahren (Sprühbehandlung), waren die positiven Effekte der verschiedenen Bacillus subtilis–Stämme in der nachbaufreien Erde aus Zepernick analog zum Vorjahr, jedoch weniger stark ausgeprägt (Tab. 11). Die BS-FZB24-Variante unterschied sich wieder in beiden Prüfmerkmalen signifikant positiv zu den nicht bakterisierten Kontrollpflanzen (Abb. 18). Zusätzlich konnte in diesem Jahr ein statistisch gesicherter Vorteil der BS-FZB42-Behandlung hinsichtlich des Prüfmerkmals WFM gegenüber der unbehandelten Kontrolle ermittelt werden. Signifikante Differenzen zwischen [Seite 74↓]den einzelnen Bacillus subtilis-Stämmen waren nicht vorhanden, wenngleich BS-FZB24, wie bereits im Versuchsjahr 1997, das Wurzelwachstum wieder deutlich stärker förderte als BS-FZB42 und v. a. BS-FZB37.

Abb. 18: Einfluss einer Rhizombehandlung einjähriger Spargelpflanzen mit verschiedenen Bacillus subtilis-Stämmen auf die Wurzelfrischmasse [g] = WFM und Wurzeltrockensubstanz [%] = WTS nach Gefäßkultur in nachbaufreier Erde (Fruchtfolge, gering mit Fusarium belastet) 1998. Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle. Mit * gekennzeichnete Säulen unterscheiden sich hierzu signifikant nach Tukey- bzw. Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).

Unter konduktiven Erdbedingungen mit Nachbaueinfluss wiesen im Versuchsjahr 1997, außer der BS-FZB42-Variante, alle in der Erdmischung (50% Nachbauerde/50% Fruchtfolgeerde = ZM) kultivierten Spargelpflanzen ein tendenziell schwächer entwickeltes Wurzelwachstum auf als die analogen Varianten der nachbaufreien Zepernicker Erde (Tab. 11 und Tab. 12). Dies deutet bereits auf einen negativen Einfluss des pathogenbelasteten Möringer Erdanteils hin. Dennoch beeinflussten alle geprüften Rhizosphärenbakterien auch in dieser Erdmischung die Parameter Wurzelfrischmasse und Wurzeltrockensubstanz in Relation zur entsprechenden nichtbakterisierten Kontrolle positiv (Abb. 19). Bei Betrachtung der Prüfglieder BS-FZB24 und BS-FZB42 sind hier sogar statistisch gesicherte Wuchsvorteile von 23% bis 26% festzustellen. Innerhalb der einzelnen Varianten in der ZM-Erde zeigten sich die Auswirkungen dieser beiden PGPR auf die Wurzelfrischmasse signifikant günstiger als die Behandlungen mit SG-N6 (Tab.12) und auch tendenziell deutlich effektiver als der BS-Stamm FZB37. Bei BS-FZB24 war zudem ein gesicherter Vorteil gegenüber BP-RK13 zu verzeichnen.


[Seite 75↓]

Tab. 12: Einfluss einer Rhizombehandlung einjähriger Spargelpflanzen mit speziellen Rhizosphärenbakterien auf die Wurzelfrischmasse (WFM) und die Wurzeltrockensubstanz (WTS) nach Gefäßkultur in unterschiedlich pathogenen Erdsituationen.

Variante

Versuchsjahr 1997

Versuchsjahr 1998

 

Erdherkunft

WFM [g]

WTS [%]

Erdherkunft

WFM [g]

WTS [%]

Kontrolle

ZM

99,5 a
(100)

12,6 a

(100)

M

70,4 a

(100)

7,6 a

(100)

BS-FZB24

ZM

125,4 c
(126)

15,5 b

(123)

M

82,6 ab

(117,3)

9 b

(118,4)

BS-FZB42

ZM

122,7 bc

(123,3)

15,6 b

(123,8)

M

88.6 b

(125,9)

10,1 ab

(132,9)

BS-FZB37

ZM

111,2 abc

(111,8)

14,6 ab

(115,9)

M

74,4 a

(105,7)

8,1 ab

(106,6)

BP-RK13

ZM

109,2 ab

(109,7)

14 ab

(111,1)

M

Nicht geprüft

SG-N6

ZM

103,1 a

(103,6)

13,4 ab

(106,3)

M

Nicht geprüft

Gefäße (n)

 

5

 

10

HSD

14,2

Nemenyi-Test

Nemenyi-Test

M = Möringer Erde (Nachbau, stark mit Fusarium belastet), ZM = 1:1 Mischerde Zepernick (Fruchtfolge, gering mit Fusarium belastet) und Möringen. Mittelwerte mit unterschiedlichen Buchstaben innerhalb der gleichen Spalte unterscheiden sich signifikant nach Tukey-Test bzw. Nemenyi-Test (p ≤ 0,05). Zahlen in Klammern sind die entsprechenden Relativwerte (%).

Abb. 19: Einfluss einer Rhizombehandlung einjähriger Spargelpflanzen mit speziellen Rhizosphärenbakterien auf die Wurzelfrischmasse [g] = WFM und Wurzeltrockensubstanz [%] = WTS nach Gefäßkultur in der gering pathogenbelasteten Erdsituation ZM (Mischung Zepernicker Fruchtfolgerde mit Möringer Nachbauerde im Verhältnis 1:1). Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle. Mit * gekennzeichnete Säulen unterscheiden sich hierzu signifikant nach Tukey- bzw. Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).


[Seite 76↓]

Bezüglich des relativen Wirkungsgrades der einzelnen Mikroorganismenbehandlungen in den unterschiedlichen Erdbedingungen (Z bzw. ZM) kann beobachtet werden, dass die Effektivität in der relativ gering pathogenbelasteten Erdmischung ZM, mit Ausnahme der Applikationen von Bacillus subtilis FZB24 und Streptomyces graminofaciens N6, vor allem in der BS-FZB42-Variante stärker ausgeprägt war als in der puren Zepernicker Erde mit Einhaltung von Fruchtfolgen (Abb. 19).

Auffallend sind die extremen und auch signifikanten Wuchsdepressionen in der 1998 unverdünnt verwendeten, stark mit Fusarium belasteten Möringer Erde in Relation zu den analogen Zepernicker Varianten (Tab. 13). Während in der konduktiven Möringer Erdsituation die unbehandelten Rhizome eine Hemmung der geprüften Wachstumsparameter von über 40% im Vergleich zu den Kontrollpflanzen in der Fruchtfolge-Erde (Z) aufwiesen, konnte mit dem Einsatz der Rhizosphärenbakterien dieser negative Trend zumindest etwas kompensiert werden. Die geringste Reduktion der Wurzelentwicklung wurde in der Variante BS-FZB42 mit ‑25% WFM bzw. -20% WTS festgestellt (Abb. 20).

Trotz einer generellen Inhibition des Wurzelwachstums in der Nachbauerde konnten doch bemerkenswerte Unterschiede zwischen den einzelnen Bacillus subtilis-Varianten im Ausmaß dieses Hemmeffektes festgestellt werden. In Relation zu den nichtbakterisierten Rhizomen aus der Nachbauerde (Kontrolle-M) erbrachten alle Bacillus subtilis-Stämme höhere Wurzelfrischmassen und –trockensubstanzgehalte (Abb. 19). Die Behandlung mit BS-FZB42 war hier tendenziell erheblich effektiver, ebenso im Vergleich mit dem kaum förderlichen Stamm FZB37. Eine statistische Sicherung dieses Vorteils wurde nur knapp verfehlt.


[Seite 77↓]

Tab. 13: Vergleich verschiedener Bacillus subtilis-Stämme auf die Wurzelfrischmasse (WFM) und Wurzeltrockensubstanz (WTS) einjähriger Spargelsämlinge in konduktiver und nachbaufreier Erdsituation 1998.

Variante

Erdherkunft (n=10 Gefäße)

WFM [g]

WTS [%]

Kontrolle

Z

118,2 bcd

(100)

12,9 bcd

(100)

BS-FZB24

Z

142,2 d

(120,3)

16 d

(124)

BS-FZB42

Z

131,6 d

(111,3)

14,5 d

(112,4)

BS-FZB37

Z

127,4 cd

(107,8)

14,2 cd

(110,1)

Kontrolle

M

70,4 a

(59,6)

7,6 a

(58,9)

BS-FZB24

M

82,6 ab

(69,9)

9 ab

(69,8)

BS-FZB42

M

88,6 abc

(75)

10,3 abc

(80)

BS-FZB37

M

74,4 a

(62,9)

8,7 a

(67,4)

Z = Zepernicker Erde (Fruchtfolge, gering mit Fusarium belastet), M = Möringer Erde (Nachbau, stark mit Fusarium belastet). Mittelwerte mit unterschiedlichen Buchstaben innerhalb einer Spalte unterscheiden sich signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05). Zahlen in Klammern sind die entsprechenden Relativ­werte (%).

Abb. 20: Einfluss einer Rhizombakterisierung einjähriger Spargeljungpflanzen mit verschiedenen Bacillus subtilis-Stämmen auf die Wurzelfrischmasse [g] und Wurzeltrockensubstanz [%] nach Gefäßkultur in konduktiver Erdsituation (Nachbau). Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Fruchtfolge-Kontrolle. Mit * gekennzeichnete Säulen sind hierzu signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).


[Seite 78↓]

Abb. 21: Effektivität verschiedener Bacillus subtilis-Stämme unter konduktiver Erdbedingung Nachbau, stark mit Fusarium belastet. Darstellung der Wurzelfrischmasse [g] und Wurzeltrockensubstanz [%] als Relativwerte zu der nicht bakterisierten Kontrolle. Mit * gekennzeichnete Säulen sind signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).

Interessant beim Vergleich der Varianten unter ihren jeweiligen Erdkonditionen (Z bzw. M) ist die Feststellung, dass die Effektivität von BS-FZB37 und BS-FZB24 in der konduktiven Nachbauerde (M) tendenziell verringert, die einer BS-FZB42-Behandlung hingegen eine Steigerung von 15% (WFM) bzw. 20% (WTS) gegenüber der analogen Variante in der Fruchtfolgeerde (Z) erbrachte (Abb. 21). Dies entspricht einem relativen Wirkungsgrad von BS-FZB42 von 129% (WFM) bzw. 165% (WTS) und bestätigt die bei diesem Prüfglied bereits im Versuchsjahr 1997 beobachtete Fähigkeit zur Kompensation negativer Effekte unter suboptimalen Bedingungen (verstärkte Pathogenpräsenz), auch wenn in der ungünstigen Erdsituation 1998 zwar eine eindeutige Leistungssteigerung, aber bei weitem nicht das Wachstums­niveau der Pflanzen in der weniger belasteten Fruchtfolge-Erde (Z) erreicht wurde. Die positive Auswirkung dieses B. subtilis-Stammes war signifikant zur Kontrolle und zu FZB37.

4.1.1.2. Auswirkung auf das Triebwachstum

Im Gegensatz zum Wurzelwachstum wurde die Trieblänge in der nachbaufreien Erde (Z) im Versuchsjahr 1997 analog zu den Beobachtungen im Jungpflanzenversuch durch die Rhizombakterisierung in allen Varianten tendenziell reduziert (Tab. 14). Es traten keine gesicherten Unterschiede zwischen den einzelnen Prüfgliedern auf. In der Mischerde konnte bei den [Seite 79↓] Bacillus subtilis - Stämmen eine geringfügige Förderung der Trieblänge in Relation zur nichtbakterisierten Kontrolle beobachtet werden. Applikationen von BP- RK13 und SG-N6 hingegen führten hier zu einer über 20%- bzw. signifikanten 40%-igen Wuchsinhibition (Abb. 22).

Tab. 14: Einfluss einer Rhizombehandlung einjähriger Spargeljungpflanzen mit speziellen Rhizosphärenbakterien auf die Gesamttrieblänge (TLGES) nach Gefäßkultur in unterschiedlich pathogenen Erdsituationen. Z = Fruchtfolge, M = Nachbau, ZM = Erdmischung 50%Z/50%M.

Variante

Versuchsjahr 1997 (n = 5)

Versuchsjahr 1998 (n = 10)

Erd-herkunft

TLGES

cm‹

Erd-herkunft

TLGES

cm‹

Erd-herkunft

TLGES

cm‹

Erd-herkunft

TLGE

cm‹

Kontrolle

Z

185,7 a

(100)

ZM

191,4 ab

(100)

Z

179,3 a

(100)

M

179,9 a

(100)

BS-FZB24

Z

180,2 a

(97)

ZM

215,9 b

(112,8)

Z

188,3 a

(105)

M

178,9 a

(99,4)

BS-FZB42

Z

157,8 a

(85)

ZM

199,2 ab

(104,1)

Z

184,8 a

(103)

M

178,4 a

(99,2)

BS-FZB37

Z

182,2 a

(98,1)

ZM

185 ab

(96,7)

Z

197 a

(109,9)

M

166,3 a

(92,4)

BP-RK13

Z

154,2 a

(83)

ZM

147,8 ab

(77)

Nicht geprüft

SG-N6

Z

180,2 a

(97)

ZM

112,6 a

(58,8)

Nicht geprüft

Mittelwerte mit unterschiedlichen Buchstaben innerhalb der gleichen Spalte unterscheiden sich signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05). Werte in Klammern sind die Relativwerte (%).

Abb. 22: Einfluss einer Rhizombehandlung einjähriger Spargeljungpflanzen mit speziellen Rhizosphärenbakterien auf die Gesamttrieblänge (TLGES) nach Gefäßkultur in Fruchtfolge-Erde (Z) und Mischerde Fruchtfolge/Nachbau (ZM) 1997. Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle. Mit * gekennzeichnete Säulen unterscheiden sich signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).


[Seite 80↓]

1998 erbrachte die Sprühbehandlung der Rhizome gegenüber dem Tauchverfahren in der Zepernicker Erde (Z) eine leichte Förderung des Triebwachstums. In der konduktiven Nachbauerde jedoch war wieder ein negativer Effekt zu verzeichnen, der sogar ausgeprägter war als bei den unbehandelten Kontrollpflanzen (Abb. 23). Der phytosanitäre Status der verwendeten Erden hatte in den Kontrollen kaum Einfluss auf die Trieblänge. Dennoch zeigten die Pflanzen der fusariumkontaminierten Erden deutliche Triebaufhellungen im Vergleich zu den Pflanzen aus der nachbaufreien Zepernicker Erde.

Abb. 23: Einfluss einer Rhizombehandlung einjähriger Spargeljungpflanzen mit speziellen Rhizosphärenbakterien auf die Gesamttrieblänge (TLGES) nach Gefäßkultur in Fruchtfolgeerde (Z) und Nachbauerde (M) 1998. Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle.

4.1.1.3. Fusariuminfektion

Die Tabelle 15 gibt einen Überblick über die aufgetretenen Fusariumarten nach mikroskopischer Untersuchung von jeweils 5 Wurzeln pro Variante mit charakteristischen Symptomen aus dem Versuchsjahr 1997. Auffallend ist, dass variantenunabhängig in allen nekrotisierten Wurzelfragmenten eine Infektion mit Fusarium spp., z. T. auch in Mischinfektionen, nachgewiesen werden konnte.

Pro Erdsituation wurden variantenunabhängig zusätzlich von 10 Wurzeln ohne charakteri­stische Krankheitsanzeichen Proben entnommen und analysiert. Während bei den Wurzeln [Seite 81↓]ohne Symptome aus den Z-Varianten auch tatsächlich keine Fusariuminfektion diagnostiziert werden konnte, wurde bei den meisten symptomlosen Proben aus den ZM-Varianten ein Fusariumnachweis erbracht.

Tab. 15: Ergebnis der mikroskopischen Untersuchungen rhizombakterisierter Spargeljungpflanzen nach Gefäßkultur in unterschiedlich Fusarium spp. kontaminierten Erden (1997).

nekrotisierte Wurzeln Z-Varianten (n = 5)

nekrotisierte Wurzeln ZM-Varianten (n = 5)

Variante

Fusarium spp.

Anzahl Isolate aus 5 Wurzeln

Variante

Fusarium spp.

Anzahl Isolate aus 5 Wurzeln

Kontrolle

F. oxysporum
F. acuminatum

5

1

Kontrolle

F. oxysporum
F. acuminatum

4

1

BS-FZB24

F oxysporum
F. redolens
F. sacchari

3

1

1

BS-FZB24

F. oxysporum
F. redolens

3

1

BS-FZB42

F. oxysporum
F. acuminatum

5

1

BS-FZB42

F. oxysporum
F. redolens
F. avenaceum

3

1

1

BS-FZB37

F .oxysporum
F. redolens
F. acuminatum
F. sacchari

4

1

1

1

BS-FZB37

F. oxysporum
F. acuminatum
F. equiseti

2

2

1

BP-RK13

F. oxysporum
F. redolens
F. acuminatum

2

1

1

BP-RK13

F. oxysporum
F. acuminatum
F. chlamydosporum

3

2

1

SG-N6

F. oxysporum

5

SG-N6

F. oxysporum
F. acuminatum

4

1

 

symptomlose Wurzeln Z-Varianten (n = 10)

symptomlose Wurzeln ZM-Varianten (n = 10)

-

-

0

-

F. oxysporum
F. redolens
F. avenaceum
F. sacchari

3

3

1

1

Fusarium -Isolate insgesamt

33

 

 

42

Z = Zepernicker Erde (Fruchtfolge, gering Fusarium belastet), ZM = Mischung Zepernicker Erde mit stark Fusa­rium­­­ be­lasteter Möringer Nachbauerde im Verhältnis 1:1.

In den Wurzeln der ZM-Varianten wurden insgesamt mehr Fusarium spp. nachgewiesen als in den Z-Varianten. Fusarium oxysporum ist in beiden Erdsituationen die am häufigsten determinierte Fusariumart.

Im Versuchsjahr 1998 ergaben die phytopathologischen Untersuchungen einen um ca. 80 % stär­­keren Fusariumbefall der Wurzeln aus der Möringer Erde im Vergleich zu der nachbau­­frei­en Zepernicker Erde (Tab. 16). Die Rhizombakterisierung mit den Bacillus subtilis-Stäm­men erbrachte in beiden Erdkonditionen eine verminderte Infektionsrate. Die geringste An­zahl Fusarium-Isolate wurde in den BS 42 Varianten gefunden, wobei dieser Effekt bei schwäche­­rem Erregerdruck (Fruchtfolge) ausgeprägter war als in der stark konduktiven Nach­bau­erde.


[Seite 82↓]

Tab. 16: Mikroskopisch determinierte Fusariumarten an rhizombakterisierten Spargeljungpflan­zen nach Gefäßkultur in unterschiedlich Fusarium spp. kontaminierten Erden (1998).

Zepernicker Erde (Fruchtfolge)

Möringer Erde (Nachbau)

Variante

Fusariumart

Anzahl Isolate

aus 60 Wurzeln

Anteil (%)

Fusariumart

Anzahl Isolate

aus 60 Wurzeln

Anteil (%)

Kontrolle

F. oxysporum
F. redolens
F. spp.
F. sacchari
F. flocciferum
F. equiseti
F. spp. gesamt

15

3

3

2

2

1

26

58

11

11

8

8

4

43

F. oxysporum
F. sacchari
F redolens
F. proliferatum
F. avenaceum
F. culmorum
F. equiseti
F. flocciferum
F. acuminatum
F. spp. gesamt

18

9

7

3

2

2

2

2

45

40

20

25

7

4

4

4

4

76

BS-FZB24

F. oxysporum
F. sacchari
F. spp.
F. redolens
F. spp. gesamt

17

5

2

1

25

68

20

8

4

42

F. oxysporum
F. culmorum
F. spp.
F. flocciferum
F. proliferatum
F. solani
F. redolens
F. equiseti
F. sacchari
F. spp. gesamt

15

6

6

3

2

2

2

1

1










38

39

16

16

8

5

5

5

3

3










63

BS-FZB42

F. oxysporum
F. sacchari
F. spp.
F. redolens
F. avenaceum
F. spp. gesamt

5

3

3

2

2

15

34

20

20

13

13

25

F. oxysporum
F. spp.
F. redolens
F. proliferatum
F. sacchari
F. acuminatum
F. culmorum
F. avenaceum

F. spp. gesamt

14

7

4

3

3

2

2

1

36

39

19

11

8

8

6

6

3

60

BS-FZB37

F. oxysporum
F. sacchari
F. redolens
F. spp.
F. flocciferum

F. spp. gesamt

10

6

3

3

1

23

44

26

13

13

4

35

F. oxysporum
F. culmorum
F. redolens
F. spp.
F. sacchari
F. equiseti
F. flocciferum
F. proliferatum
F. acuminatum

F. spp. gesamt

16

6

5

4

2

2

2

2

2

41

39

14

12

10

5

5

5

5

5

68

Fusarien gesamt (n = 240)

89*

37

 

160*

67

Zepernicker Erde: Fruchtfolge, kein Nachbau, gering mit Fusarium belastet; Möringer Erde: Nachbau, stark mit Fusarium ­ belastet. Mit * gekennzeichnete Werte unterscheiden sich signifikant nach Chi-Quadrat-Test (p ≤ 0,05).

Bei Betrachtung des Fusariumspektrums fällt auf, dass neben F. oxysporum als dominante Fusariumart in allen Varianten beider Erdsituationen die Wurzelproben der in Nachbauerde kultivierten Pflanzen auch mit den pathogenrelevanten Arten F. proliferatum, F. culmorum [Seite 83↓]und F. solani infiziert waren. Diese Erreger sind nicht nur wegen ihrer kulturschädigenden Auswirkungen, sondern auch bezüglich ihrer Fähigkeit zur Mykotoxinbildung und damit zur möglichen Kontaminierung des Erntegutesvon Bedeutung (LOGRIECO et al. 1998). Auch das Auftreten von F. acuminatum und F. equiseti ist charakteristisch für die Wurzelproben aus der Möringer Erde. Das pathogene Potential dieser Fusariumarten wird regional kontrovers diskutiert (GERLACH und NIRENBERG 1982, JOFFE 1986); dennoch sind beide auch potentielle Toxinbildner.

4.1.2. Beurteilung der Pathogenität der verwendeten Fusariuminokula

Die in dem Gefäßversuch im Gewächshaus geprüften Fusarium-Isolate bewirkten alle eine Reduzierung der ober- und unterirdischen Pflanzenentwicklung (Tab. 17). Sechs Wochen nach der Substratinokulation zeigten sich, außer bei F. acuminatum, im Triebwachstum deutliche Wuchsdepressionen und beginnende Triebaufhellungen (Abb. 24-27). In der Fusarium culmorum-Variante waren zu diesem Zeitpunkt bereits 80% der Pflanzen abgestorben; bei Versuchsende war sogar ein Totalausfall zu verzeichnen (Abb. 25). Auch die Inokulation mit F. oxysporum und F. proliferatum reduzierte die Pflanzenentwicklung signifikant zur Kontrolle (Abb. 28). Die Bonitur der Wurzeln ergab deutlich sichtbare Nekrosen und z. T. abgestorbene Seitenwurzeln. Die Wurzeln der Pflanzen aus der F. acuminatum-Variante hingegen waren überwiegend weiß, mit wenigen punktuellen Verbräunungen.

Es wurde hier auch nur eine geringfügige Reduktion der Prüfmerkmale Trieb- und Wurzelfrischmasse festgestellt. Welkesymptome oder eine Hemmung des Triebwachstums waren in Relation zur Kontrolle nicht zu erkennen (Abb. 24).

Tab. 17: Triebfrischmasse (TFM) und der Wurzelfrischmasse (WFM) junger Spargelsämlinge nach Gewächshaus-Kultur in mit pathogenrelevanten Fusarium spp. inokuliertem Substrat.

Variante (n = 10 Gefäße)

TFM [g]

TFM [%]

WFM [g]

WFM [%]

Kontrolle

14,27 b

100

36,97 b

100

Fusarium acuminatum

11,96 b

83,8

29,37 b

79,4

Fusarium culmorum*

0

0

0

0

Fusarium oxysporum

5,25 a

36,8

7,08 a

19,1

Fusarium proliferatum

4,45 a

31,2

7,67a

20,8

Mittelwerte mit unterschiedlichen Buchstaben in der gleichen Spalte unterscheiden sich signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05). * Totalausfall.


[Seite 84↓]

Abb. 24: 12 Wochen alte Spargelsämlinge nach Kultur in Fusarium acuminatum kontaminiertem Substrat. Aufnahme 6 Wochen nach Inokulation in Relation zur Kontrolle (links).

Abb. 25: 12 Wochen alte Spargelsämlinge nach Kultur in Fusarium culmorum kontaminiertem Substrat. Aufnahmen 6 Wochen nach Inokulation in Relation zur Kontrolle (links).


[Seite 85↓]

Abb. 26: 12 Wochen alte Spargelsämlinge nach Kultur in Fusarium oxysporum kontaminiertem Substrat. Aufnahmen 6 Wochen nach Inokulation in Relation zur Kontrolle (links).

Abb. 27: 12 Wochen alte Spargelsämlinge nach Kultur in Fusarium proliferatum kontaminiertem Substrat. Aufnahmen 6 Wochen nach Inokulation in Relation zur Kontrolle (links).


[Seite 86↓]

Abb. 28: Einfluss pathogenrelevanter Fusarium spp. auf die Triebfrischmasse [g] = TFM und die Wurzelfrischmasse [g] = WFM junger Spargelsämlinge nach Substratinokulation. Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle (= 100%). Mit * gekennzeichnete Säulen unterscheiden sich signifikant hierzu nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).

In Abbildung 28 ist der Einfluss der geprüften Fusariumerreger auf die Trieb- und Wurzelfrisch­masse die Spargelpflanzen dargestellt. In Relation zur nicht infizierten Kontrolle konnten bei allen Erregern, außer F. acuminatum, signifikante Unterschiede festgestellt werden, die F. culmorum, F. oxysporum und F. proliferatum als bedeutende Pathogene an Spargel bestätigen. Aufgrund dieses Pathogenitätsnachweises wird im Folgenden das geprüfte F. oxysporum-Isolat als forma specialis asparagi genannt.

4.1.3. Einfluss von Bacillus subtilis FZB24 auf das Pflanzenwachstum bei Substratinokulation mit ausgesuchten Fusarium spp.

Durch die Saatgutbakterisierung und die zusätzliche Gießbehandlung mit Bacillus subtilis FZB24 konnten die in Kapitel 4.1.1 festgestellten negativen Auswirkungen der Fusariumarten F. oxysporum f. sp. asparagi, F. proliferatum und F. culmorum deutlich kompensiert werden.

Die nicht infizierte Kontrolle zeigte dennoch eine signifikant höhere Triebfrischmasse als die verschiedenen Fusarium-Varianten (Tab. 18). Die Wurzelfrischmasse hingegen wurde nur tendenziell beeinflusst. Außer bei F. oxysporum bewirkten die Pathogene auch hinsichtlich dieses Prüfmerkmals eine Reduktion der Wuchsleistung.


[Seite 87↓]

Tab. 18: Einfluss einer Saatgutbeizung und additionaler Gießbehandlung mit Bacillus subtilis FZB24 auf die Triebfrischmasse (TFM), Triebtrockenmasse (TTM), Wurzelfrischmasse (WFM) und Wurzeltrockenmasse (WTM) junger Spargelsämlinge nach Substratinokulation mit pathogenrelevanten Fusarium spp.

Variante (n=15 Gefäße)

TFM [g]

TTM [g]

WFM [g]

WTM [g]

Kontrolle

33,44 a

(100)

7,72 a

(100)

43,76 a

(100)

10,65 a

(100)

Fusarium oxysporum f.sp. asparagi

24,07 b

(72)

6,07 ab

(78,6)

40,19 a

(91,8)

8,67 a

(81,4)

Fusarium proliferatum

20,23 b

(60,5)

4,78 b

(61,9)

29,79 a

(68,1)

6,37 b

(59,8)

Fusarium culmorum

16,05 b

(48)

4,39 b

(56,9)

32,64 a

(74,6)

7,43 a

(69,7)

Werte mit unterschiedlichen Buchstaben in der gleichen Spalte unterscheiden sich signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05). Werte in Klammern sind die entsprechenden Relativwerte.

Ameffektivsten waren die Behandlungen mit BS-FZB24 gegen Fusarium oxysporum. Hier konnte noch ein Triebwachstum von 72% (TFM) bzw. 78,6% (TTM) und ein Wurzelwachstum von sogar 91,8% (WFM) bzw. 81,4% (WTM) in Relation zur nicht infizierten Kontrolle erreicht werden (Abb. 29). Die Kompensationseffekte der BS-FZB24-Behandlungen waren in

Abb. 29: Einfluss einer Saatgutbeizung und additionalen Gießbehandlung mit Bacillus subtilis FZB24 auf die Entwicklung junger Spargelsämlinge nach Substratinokulation mit pathogenrelevanten Fusarium spp. Darstellung der Triebfrischmasse [g] = TFM, Triebtrockenmasse [g] = TTM, Wurzelfrischmasse [g] = WFM und Wurzeltrockenmasse [g] = WTM relativ zur Kontrolle = 100%. Mit * gekennzeichnete Säulen unterscheiden sich hierzu signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).


[Seite 88↓]

der Interaktion mit den Fusariumarten F. proliferatum und F. culmorum generell weniger stark ausgeprägt und bestätigen somit die phytopathologische Relevanz dieser beiden Pathogene für den Spargel. Bei Infektion mit dem aggressiven Erreger F. culmorum wurde mit den Bacillus subtilis-Applikationen aber immerhin noch eine relative Wuchsleistung von 48% (TFM) bzw. 74,6% (WFM) erzielt.

4.1.4. Effektivität präinfektioneller Behandlungen mit speziellen Rhizosphärenbakterien im Patho­system Asparagus officinalis-Fusarium oxysporum f. sp. asparagi

4.1.4.1. Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum

Alle geprüften Mikroorganismen hatten einen positiven Einfluss auf das Trieb- und, mit Ausnahme von Bacillus pumilus RK13 (WFM), auch auf das Wurzelwachstum Fusarium infizierter Spargelsämlinge (Tab. 19). Es konnten z. T. signifikante Unterschiede zur nicht bakterisierten, infizierten Kontrolle aber auch zwischen den einzelnen Rhizosphärenbakterien hinsichtlich ihrer phytosanitären Effekte ermittelt werden.

Tab. 19: Einfluss einer Saatgutbakterisierung und additionalen Gießbehandlung auf die Wachstums­parameter Wurzelfrischmasse (WFM), Wurzeltrockenmasse (WTM), Triebfrischmasse (TFM) und Triebtrockenmasse (TTM) junger Spargelsämlinge nach Kultur in Fusarium oxysporum f. sp. asparagi inokuliertem Substrat.

Variante (n=20 Gefäße)

TFM [g]

TTM [g]

WFM [g]

WTM [g]

Gesundkontrolle

15,89 d(100)

3,77 d(100)

35,04 d(100)

7,53 c(100)

Kontrolle (infiziert)

8,64a

(54,3)

2,01 a

(53,3)

17,59 a

(50,2)

3,57 a

(47,4)

BS-FZB24

12,11 bc

(76,2)

2,73 bc

(72,4)

24,22 bc

(69,1)

5,47 bc

(72,6)

BS-FZB42

13,06 cd

(82,1)

3 cd

(79,6)

26,79 cd

(76,4)

5,95 c

(79)

BS-FZB37

9,83 ab

(61,8)

2,3 ab

(61)

20,06 ab

(57,2)

4,4 ab

(58,4)

BP-RK13

10,36 abc

(65,2)

2,45 abc

(65)

17,16 a

(49)

3,61 a

(47,9)

SG-N6

11,05 abc

(69,5)

2,51 abc

(66,6)

19,29 ab

(55)

4,21 a

(55,9)

Mittelwerte mit unterschiedlichen Buchstaben in der gleichen Spalte unterscheiden sich signifikant nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05). Mittelwerte in Klammern sind die entsprechenden Relativwerte zur Gesundkontrolle (%).

In Relation zur nicht infizierten Gesundkontrolle zeigte sich bei Inokulation mit Fusarium oxysporum f. sp. asparagi in allen Varianten, außer bei BS-FZB42 und z.T. BS-FZB24, ein [Seite 89↓]signifikant reduziertes Wachstum der Spargelsämlinge (Abb. 30). Dennoch konnte durch die Bakterienbehandlungen eine Verminderung der negativen Auswirkungen erzielt werden. Mit der Applikation des Bacillus subtilis-Stammes FZB42 wurde mit einer relativen Wuchsleistung von ca. 80 % eine effektive Kompensation der Wachstumsreduktion erreicht. Es wird ersichtlich, dass durch präinfektionelle Applikationen dieses Antagonisten eine Erregerpopulation ohne größere Verminderung der Wuchsleistung von den Pflanzen toleriert werden kann. Die Pflanzenentwicklung war bei FZB42 signifikant gegenüber der infizierten Kontrolle und hinsichtlich aller bzw. einiger Prüfmerkmale auch in Relation zu den anderen Bakterien BS-FZB37 (TFM, TTM, WFM, WTM), BP-RK13 (WFM, WTM) und SG-N6 (WFM) gefördert. In der BS-FZB24-Variante konnte bei allen Wachstumsparametern ein signifikanter Vorteil im Vergleich zur infizierten, nicht bakterisierten Kontrolle und z. T. auch zu Bacillus pumilus (WFM, WTM) erzielt werden.

Abb. 30: Einfluss einer Saatgutbakterisierung und additionalen Gießbehandlung auf die Entwicklung junger Spargelsämlinge nach Kultur in Fusarium oxysporum f. sp. asparagi inokuliertem Substrat. Darstellung der Wurzelfrischmasse (WFM), Wurzeltrockenmasse (WTM), Triebfrischmasse (TFM) und der Triebtrockenmasse (TTM) relativ zur Gesundkontrolle (= 100%). Mit * gekennzeich­nete Säulen unterscheiden sich signifikant hierzu nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).

Im Vergleich mit der Fusarium infizierten, nicht bakterisierten Kontrolle wird die Dominanz der beiden Bacillus subtilis-Stämme FZB24 und FZB42 hinsichtlich ihrer Wachstumsförderung innerhalb der geprüften PGPR deutlich (Abb. 31).


[Seite 90↓]

In der BP-RK13-Variante war bei dem Prüfmerkmal WFM hingegen ein negativer Trend mit einer Reduktion von 2,4% festzustellen.

Abb. 31: Einfluss einer Saatgutbakterisierung und additionalen Gießbehandlung auf die Entwicklung junger Spargelsämlinge nach Kultur in Fusarium oxysporum f. sp. asparagi inokuliertem Substrat. Darstellung der Wurzelfrischmasse (WFM), Wurzeltrockenmasse (WTM), Triebfrischmasse (TFM) und Triebtrockenmasse (TTM) relativ zur infizierten Kontrolle. Mit * gekennzeichnete Säulen unterscheiden sich signifikant hierzu nach Nemenyi-Test (p ≤ 0,05).

4.1.4.2. Einfluss auf das Infektionsverhalten von Fusarium oxysporum f. sp. asparagi

Die Pflanzen zeigten nach 12 Wochen Kultur in dem inokulierten Substrat keine wesentlichen optischen Auffälligkeiten, die auf eine Fusariuminfektion hätten schließen lassen. Auch die Trieblängsschnitte von 5 Pflanzen pro Variante (d. h. 30-40 Einzeltriebe/Variante) wiesen keinerlei Läsionen im Gefäßsystem auf. Die Wurzeln schienen zunächst gesund und weiß. Jedoch konnten unter dem Binokular an allen Proben kleine, braune, abgestorbene Seitenwurzeln mit punktuellen Verbräunungen an deren Basis (Austrittstelle aus der Speicherwurzel) und der Wurzelspitze entdeckt werden. Im Wurzellängsschnitt waren dann deutlich größere, streifenförmige Läsionen zu erkennen.

Die mikroskopischen Untersuchungen erbrachten schließlich den Nachweis, dass alle geprüften Mikroorganismen eine Infektion mit Fusarium oxysporum f. sp. asparagi nicht verhindern [Seite 91↓]konnten. Während der Erreger aus den Trieben gar nicht (SG-N6) bzw. nur vereinzelt reisoliert werden konnte, wurde in allen 30 Wurzelproben pro Variante, Fusarium oxysporum f. sp. asparagi nachgewiesen (Tab. 20).

Tab. 20: Einfluss einer Saatgutbakterisierung auf eine Infektion mit Fusarium oxysporum f. sp. asparagi . Ergebnis der mikroskopischen Untersuchung von insgesamt 30 Trieb- und Wur­zel­proben/Variante von Spargelsämlingen nach 12-wöchiger Gefäßkultur.

Rhizosphärenbakterien

Anzahl Fusariumnachweise von jeweils 15 Proben

Triebbasis

Triebmitte

Wurzelbasis

Wurzelspitze

Gesundkontrolle

0

0

2

0

Kontrolle (infiziert)

1

1

15

15

BS-FZB24

3

1

15

15

BS-FZB42

0

3

15

15

BS-FZB37

2

0

15

15

BP-RK13

0

6

15

15

SG-N6

0

0

15

15

     

4.2. Resultate der Parzellenfeldversuche

4.2.1. Jungpflanzenversuch

4.2.1.1. Beeinflussung der Pflanzenproduktivität

Als Parameter der Pflanzenproduktivität wurden die Prüfmerkmale Triebanzahl, Gesamt­trieb­länge und Gesamttriebdurchmesser pro Pflanze erfasst. Das Prüfmerkmal Triebanzahl verhielt sich über den gesamten Versuchszeitraum indifferent und zeigte nur unwesentliche Reaktion auf die verschiedenen Behandlungen. Auf eine Darstellung dieser Resultate wurde deshalb verzichtet. Bei den Wachstumsparametern Trieblänge und Triebdurchmesser konnten zwar zum Teil deutliche Tendenzen, jedoch keine statistisch gesicherten Signifikanzen zwischen den einzelnen Varianten in den jeweiligen Versuchsjahren ermittelt werden. Da sich die Ausprägung der Prüfmerkmale in den ersten beiden Versuchsjahren 1997 und 1998 analog entwickelte, ist für diese ertragslose Phase das Versuchsmittel der beiden Jahre dargestellt (Tab. 21).


[Seite 92↓]

Tab. 21: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf die Gesamttrieblänge pro Pflanze [cm] = TLGES und den Gesamttriebdurchmesser pro Pflanze [mm] = TDGES junger Spar­gelpflanzen in der ertragslosen Phase und im ersten Ertragsjahr.

Variante

ertragslose Phase 1997-1998

erstes Ertragsjahr 1999

 

TLGES/Pfl. [cm]

TDGES/Pfl. [mm]

TLGES/Pfl. [cm]

TDGES/Pfl. [mm]

Kontrolle

698,5

(100)

63,5

(100)

1112,5

(100)

115,5

(100)

BS-FZB24

699

(100,1)

62,5

(98,4)

984,8

(88,5)

115,2

(99,7)

BS-FZB42

692,7

(99,2)

62,5

(98,4)

1013,5

(91,1)

102,7

(88,9)

BS-FZB37

715,2

(102,4)

64

(100,7)

1114,5

(100,2)

116

(100,4)

BP-RK13

655,5

(93,8)

57,5

(90,5)

953

(85,7)

103,4

(89,6)

SG-N6

696,9

(99,8)

61,8

(97,3)

1021,8

(91,9)

112,5

(97,5)

GFS

759,2

(108,7)

66,1

(104,1)

11122,5

(100,9)

112,3

(97,2)

BS-FZB24+GFS

691,1

(98,9)

62,1

(97,8)

959,7

(86,3)

95,2

(82,4)

BSFZB42+GFS

722,8

(103,5)

64,7

(101,9)

912

(82)

97,8

(84,7)

BP-RK13+GFS

667,8

(95,6)

59,7

(94)

957,7

(86)

98,9

(85,6)

SG-N6+GFS

674,6

(96,6)

61,2

(96,3)

987,9

(92)

107,3

(92,9)

     

HSD

110,70

10,1

245,55

33,85

Applikationsmodus: Rhizomtauchung bei PflanzungundadditionaleGießbehandlungenjeweilsimJuli.Die Mittelwerte unterscheiden sich nicht signifikant nach Tukey-Test (p ≤ 0,05). Mittelwerte 1997-1998 aus jeweils 4 Wiederholungen, 1999 aus 3 Wiederholungen. Die Werte in Klammern sind die entsprechenden Relativwerte (%).

Ertragslose Phase

Die ausgeprägteste Förderung der Triebentwicklung in Relation zur unbehandelten Kontrolle konnte mit den Goemar-Fruton-Spezial-Applikationen in der Variante GFS (8,7% TLGES und 4,1% TDGES) erzielt werden (Abb. 32).

Der Einsatz der PGPR erbrachte keine bzw. nur geringfügige Vorteile gegenüber der Kontrolle. Bei Bewertung der verschiedenen Bacillus subtilis-Stämme zeigten die Behandlungen mit BS-FZB37 (2,4% TLGES bzw. 0,7% TDGES) die günstigere Beeinflussung der geprüften Wachstumsparameter. Die schlechtesten Resultate erbrachte das Prüfglied BP-RK13 (–6,2% TLGES und –9,5% TDGES), die jedoch durch die Kombination mit dem Algenpräparat GFS leicht kompensiert werden konnten, aber auch hier immer noch deutlich im negativen Bereich [Seite 93↓]lagen. Die zusätzlichen GFS – Applikationen führten bei dem Bacillus subtilis-StammFZB42 sogar über einen eigentlich negativen Effekt hinaus zu einer tendenziellen Steigerung der Triebleistung gegenüber der Kontrolle.

Abb. 32: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf die Gesamttrieblänge (TLGES) und den Gesamttriebdurchmesser (TDGES) junger Spargelpflanzen in der ertragslosen Phase 1997-1998. Applikationsmodus: Rhizomtauchung bei Pflanzung und additionale Gießbehandlungen jeweils im Juli. Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle.

Ein generell synergistischer Effekt der mit Goemar-Fruton-Spezial kombinierten Mikroorganismenvarianten ist allerdings nicht zu beobachten. Die kombinierten Varianten BS-FZB24+GFS und SG-N6+GFS verursachten im Gegenteil sogar tendenziell stärkere Wuchsdepressionen als die Behandlung mit deren Einzelkomponenten.

Beim Vergleich der beiden Prüfmerkmale wurde stets der Wachstumsparameter Trieblänge positiver beeinflusst als der Triebdurchmesser.

Erstes Ertragsjahr

Die Ergebnisse der Triebmessungen am Ende des ersten Erntejahres dokumentieren generell in der Tendenz eine negative Auswirkung der Prüfglieder auf die Wachstumsparameter Gesamt­trieblänge und -durchmesser pro Pflanze im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle.


[Seite 94↓]

Auffallend ist dieser ausgeprägte negative Effekt der Rhizosphärenbakterien im ersten Stechjahr auch gegenüber den Ergebnissen der ertragslosen Wachstumsphase. In fast allen Varianten reagierten die Pflanzen mit z. T. starken Wuchsdepressionen. Bei Betrachtung der Gesamttrieblänge/Pflanze beispielsweise verringerte sich hier bei der am Ende des ertragslosen Zeitraumes eigentlich tendenziell positiven Variante GFS+BS42 die Wuchsleistung um 21,5% auf –18% im Vergleich zur Kontrolle (Abb. 33). Das entspricht einer relativen Reduktion der Triebleistung um den Faktor 6! Auch der in den ersten beiden Versuchsjahren 1997-1998 beobachtete förderliche phytoaktive Effekt der GFS-Behandlungen reduzierte sich erheblich.

Lediglich das Rhizosphärenbakterium BS-FZB37 erbrachte eine minimale Förderung beider Prüfmerkmale, während bei den GFS behandelten Pflanzen eine geringfügig positive Reaktion nur auf das Trieblängenwachstum (0,9%) beschränkt blieb (Abb. 33).

Abb. 33: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf die Gesamttrieblänge (TLGES) und den Gesamttriebdurchmesser (TDGES) junger Spargelpflanzen im ersten Stechjahr 1999. Applikationsmodus: Rhizomtauchung bei Pflanzung und additionale Gießbehandlungen jeweils im Juli. Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle.

Auch hier ist wieder die Tendenz festzustellen, dass in den Mikroorganismenvarianten, in denen zusätzlich GFS appliziert wurde, ein negativer Einfluss auf die Triebentwicklung stärker ausgeprägt war als in den nicht kombinierten Varianten.


[Seite 95↓]

4.2.1.2.  Spargelernte und Qualität

Die Behandlungen zeigten zwischen den einzelnen Varianten z. T. wesentliche Unterschiede hinsichtlich der Prüfmerkmale Gesamtertrag und Marktertrag. So beträgt z. B. die Differenz im Marktertrag zwischen dem Prüfglied SG-N6 und GFS+BP-RK13 immerhin wirtschaftlich bedeutende 13 dt/ha. Jedoch konnte aufgrund der relativ breiten Streuung der Werte keine statistisch gesicherte Signifikanz ermittelt werden (Tab. 22).

Tab. 22: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf Ertrag und Qualität im ersten Erntejahr bei Spargel.

Variante

Gesamtertrag
(dt/ha)

Marktertrag
(dt/ha)

Sortierung > 12mmHKL Extra + HKL I(% vom Marktertrag)

Kontrolle

56,7

(100)

53,5

(100)

83,3

(100)

BS-FZB24

55,1

(97,1)

53,2

(99,4)

82,8

(99,4)

BS-FZB42

53,4

(94,2)

51,5

(96,3)

84,0

(100,9)

BS-FZB37

54,7

(96,4)

51,5

(96,3)

87,2

(104,7)

B-RK13

51

(90)

49,6

(92,7)

86,2

(103,4)

SG-N6

56,8

(100,1)

55

(102,9)

82,9

(99,6)

GFS

55,2

(97,3)

53,7

(100,4)

82,6

(99,1)

BS-FZB24 + GFS

49,6

(87,4)

47,1

(88)

88,1

(105,7)

BS-FZB42 + GFS

48,5

(85,5)

45,6

(85,2)

88,9

(106,7)

BP-RK13 + GFS

44,5

(78,5)

41,9

(78,4)

82,8

(99,4)

SG-N6 + GFS

46,2

(81,6)

44,1

(82,5)

82,6

(99,2)

    

n

45

45

45

HSD

27,75

26,28

12,16

Applikationsmodus: Rhizomtauchung bei Pflanzung und additionale Gießbehandlungen im Juli. HKL = Handelsklasse. Die Mittelwerte unterscheiden sich nicht signifikant nach Tukey-Test (p ≤ 0,05). Die Werte in Klammern sind die entsprechenden Relativwerte (%).

Außer der minimalen Ertragssteigerung (0,1%) durch die Behandlungen mit dem Streptomyces graminofaciens N6 führten alle Prüffaktoren zu einer Reduzierung des Gesamtertrags (Abb. 34). Auch der für die Praxis relevante Marktertrag konnte nur durch den Einsatz von SG-N6 (2,9 %) und GFS (0,4) gegenüber der Kontrolle geringfügig gesteigert werden.


[Seite 96↓]

Abb. 34: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf das Ertragsverhalten im ersten Erntejahr 1999 bei Spargel. Applikationsmodus: Rhizomtauchung bei Pflanzung und additionale Gießbehandlungen jeweils im Juli. Darstellung des Gesamtertrags und Marktertrags relativ zur unbehandelten Kontrolle.

Die geringste negative Beeinflussung war in der GFS-Variante, gefolgt von den Bacillus subtilis – Varianten BS-FZB24, BS-FZB37 und BS-FZB42 zu beobachten.

Der bereits bei Bewertung der Wachstumsparameter Trieblänge und Triebdurchmesser zu beobachtende negative Trend der GFS kombinierten Mikroorganismenvarianten in Relation zur Effektivität der Einzelkomponenten, ist auch bei Analyse der Ertragssituation eindeutig zu erkennen. So verringerte sich der eigentlich positive Effekt einer SG-N6-Behandlung auf den Marktertrag (2,9%) bei zusätzlicher Applikation von GFS auf -17,5%, was einer relativen Reduktion um das 6-fache entspricht.

Bei der Qualitätssortierung in das marktrelevante Segment der Handelsklasse I und Extra mit einem Stangendurchmesser > 12mm hingegen zeigten die kombinierten Behandlungen GFS+BS-FZB24 und GFS+BS-FZB42 mit 5,7% bzw. 6,7% einen tendenziellen Vorteil gegenüber der Kontrolle und den entsprechenden Einzelkomponeneten (Abb. 35). Auch der Bacillus subtilis-Stamm FZB37 (4,7%) und Bacillus pumilus-RK 13 (3,4%) beeinflussten das Sortierungsergebnis leicht positiv.


[Seite 97↓]

Abb. 35: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf die Stangenqualität im ersten Erntejahr 1999 bei Spargel. Applikationsmodus: Rhizomtauchung bei Pflanzung und additionale Gießbehandlungen jeweils im Juli. Darstellung des prozentualen Sortierungsanteils HKL Extra + HKL I am Marktertrag in Relation zur unbehandelten Kontrolle.

Während die GFS-Applikationen den Einfluss der beiden Bacillus subtilis-Stämme FZB24 und FZB42 auf das Sortierungsergebnis förderten, führten diese bei Bacillus pumilus-RK13 und Streptomyces graminofaciens-N6 zu ungünstigeren Auswirkungen als ein Einsatz der Mikroorganismen ohne Kombination mit GFS.

Eine gesicherte Korrelation zwischen Triebentwicklung der ersten beiden Versuchsjahre und dem Ertragsverhalten konnte nicht bestätigt werden. Das ermittelte Bestimmtheitsmaß für die Gesamtstichprobe lieferte bei Analyse des Zusammenhanges zwischen Trieblänge und Gesamtertrag einen Wert von r 2 = 0,0873.

4.2.1.3. Determinierung des Fusariumspektrums

Obwohl die Parzellenfeldversuche primär keine definierte phytopathologische Zielsetzung beinhalteten, wurden dennoch, um eine annähernde Aussage über die am Versuchsstandort auftretenden Fusariumarten treffen zu können, im Oktober 1997 variantenunabhängig von ausgesuchten symptomatischen Pflanzen Stängelgrundproben entnommen und wie in Kap. 3.3.3 beschrieben zur mikroskopischen Untersuchung auf Fusarium spp. aufbereitet. Die Ergebnisse sind in Abb. 36 dargestellt.


[Seite 98↓]

Abb. 36: Von symptomatischen Spargelpflanzen (Stängelgrundproben) des Jungpflanzenversuches im Freiland isolierte Fusarium-Erreger; Probenahme am 08.10.1997, n = 100.

Des Weiteren wurden beim Triebschnitt im November 1998 von 30 an der Basis vermorschten und nekrotisierten Trieben, die im Längsschnitt eine violett-rötliche, himbeerähnliche Verfärbung aufwiesen, mikroskopische Präparate hergestellt und mykologisch untersucht. In der Literatur wird häufig diese rötliche Verfärbung im Sprosslängsschnitt als sicheres Diagnose­indiz für eine Infektion mit Fusarium culmorum angeführt (TEMPEL 1929, GEHLKER 1974, UNTERECKER 1981, HARTMANN 1989). Diesen Zusammenhang können die eigenen Untersuchungen nicht bestätigen. In keiner Probe konnte Fusarium culmorum nachgewiesen werden; jedoch waren 70% der Triebe mit Epicoccum purpurascens befallen, oft als Mischinfektion mit Alternaria spp.und Gladosporium spp. (Tab. 23). In den symptomlosen Kontrollproben war dieser Pilz mit nur 10% in wesentlich geringerem Umfang nachweisbar. Epicoccum purpurascens ist ein kosmopolitischer Pilz der überwiegend als Saprophyt häufig auf absterbenden Pflanzensubstraten zu finden ist. Die Pigmentierung der Kolonien ist auf ß-Carrotin, y-Carotin, Torularhodin und Rhodoxanthin zurückzuführen (DOMSCH und GAMS 1970).


[Seite 99↓]

Tab. 23: Darstellung der aus rötlich gefärbten Trieblängsschnitten isolierten Pilze im Vergleich zu Triebproben ohne diese Symptome.

Pilzgattung bzw. –art

Differenzierte Pilze aus jeweils 30 Triebsegmenten

Proben mit Symptome

Proben ohne Symptome

Anzahl

Prozent (%)

Anzahl

Prozent (%)

Acremonium spp.

3

10

-

-

Alternaria spp.

6

21

6

21

Aureobasidium pull.

2

7

-

-

Botrytis cinerea

2

7

9

31

Cladosporium spp.

12

41

5

17

Epicoccum purpurascens

21

72

3

10

Fusarium oxysporum

3

10

4

14

Microdochium boll.

-

-

2

7

Papulaspora spp.

1

3

-

-

Phoma spp.

-

-

1

3

Rhizoctonia spp.

1

3

3

10

Sordaria spp.

2

7

1

3

 

    

4.2.2. Aussaatversuche

4.2.2.1. Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf die Pflanzenentwicklung

Die Saatgutbeizung und zusätzlichen Gießbehandlungen mit den Rhizosphärenbakterien und die Spritzungen mit dem Algenpräparat GFS führten hier generell zu einem positiven Effekt auf die ober- und insbesondere unterirdische Pflanzenentwicklung (Tab. 24).

Signifikante Unterschiede zwischen den Varianten konnten aber nur bei der Analyse der Wurzelfrischmasse [g] und der Wurzeltrockensubstanz [%] ermittelt werden. Vor allem der Bacillus subtilis-Stamm FZB24 förderte die Wurzelentwicklung hinsichtlich dieser Prüfmerkmale auffallend stärker als das Triebwachstum. Das Prüfmerkmal Triebanzahl pro Pflanze wies nur minimale Differenzen (0,1-0,6) zwischen den einzelnen Behandlungen auf. Eine graphische Darstellung dieser Ergebnisse wurde deshalb nicht vorgenommen.


[Seite 100↓]

Tab. 24: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf das Trieb- und Wurzelwachstum bei Spargelsämlingen nach Saatgutbeizung plus additionale Gießapplikationen.

 

Triebwachstum1

Wurzelwachstum2 (n = 20/Variante)

Variante

Anzahl [n]

TA

TLGES
[cm]

WFM
[g]

WTS
[%]

KA/
Rhizom

WA/
Rhizom

Kontrolle

173

7,7 a

(100)

291,9 a

(100)

105,1 a

(100)

23,7 a

(100)

11,1a

(100)

33,9a

(100)

BS-FZB24

176

7,9 a

(102,6)

312,3 a

(107)

121,3 b

(115,4)

26,8 b

(113,1)

13,2a

(117,9)

36,5a

(107,7)

BS-FZB42

175

7,5 a

(97,4)

307,7 a

(105,4)

111,8 ab

(106,4)

25 ab

(105,5)

12,3a

(109,8)

37,5a

(110,6)

BS-FZB37

173

8,1 a

(105,2)

310,5 a

(106,3)

112 ab

(106,6)

25,8 ab

(108,9)

13a

(116,8)

34,4a

(101,5)

BP-RK13

175

7,6 a

(98,7)

307,7 a

(105,4)

109,9 ab

(104,6)

24,4 ab

(103)

11,9a

(106,3)

38,7a

(114,1)

SG-N6

173

7,6 a

(98,7)

310,4 a

(106,4)

114,90ab

(109,4)

25,8 ab

(108,9)

11,1a

(100)

33,6a

(98,8)

GFS

172

7,7 a

(100)

304,7 a

(104,4)

104,8 a

(99,7)

23,4 a

(98,7)

11,3a

(100,9)

35,9a

(105,9)

GFS+BS-FZB24

171

7,4 a

(96,1)

293,8 a

(101)

105,9 a

(100,8)

24 ab

(101,3)

11,7a

(104,5)

33,1a

(97,6)

GFS+BS-FZB42

174

7,6 a

(98,7)

298,7 a

(102,4)

108,5 ab

(103,2)

24,3 ab

(102,5)

11,5a

(102,7)

36,6a

(108)

GFS+BP-RK13

176

7,9 a

(102,6)

304,8 a

(102,6)

109,6 ab

(104,3)

24 ab

(101,3)

12a

(107,1)

37,6a

(110,9)

GFS+SG-N6

174

8,0 a

(103,9)

313,5 a

(107,4)

115,3 ab

(109,7)

25,60 ab

(108)

12,4a

(110,7)

35,4a

(104,4)

        

HSD

0,9

36,56

15,10

2,97

Wilcoxon-Wilcox-Test

6,97

TA = Triebanzahl pro Pflanze, TLGES = Gesamttrieblänge [cm], WFM = Wurzelfrischmasse [g], WTS = Wurzeltrockensubstanz [%], KA = Knospenanzahl, WA = Wurzelanzahl. Mittelwerte mit unterschiedlichen Buchstaben innerhalb der gleichen Spalte unterscheiden sich nach Tukey-Test bzw. Wilcoxon-Wilcox-Test (p ≤ 0,05). Die Werte in Klammern sind die entsprechenden Relativwerte (%).
1 Triebschnitt im November
2 Wurzelrodung im Februar/März.

4.2.2.2. Einfluss auf das Trieblängenwachstum

Das effektivste Prüfglied mit 7,4 % Wuchssteigerung gegenüber der unbehandelten Kontrolle war das Rhizosphärenbakterium Streptomyces graminofaciens N6 in Verbindung mit den GFS-Applikationen (Abb. 37). In dieser Kombinationsvariante konnte sogar eine etwas stärkere Förderung der Trieblänge erreicht werden als in der reinen SG-N6-Variante (6,4%). Bis [Seite 101↓]auf diese Ausnahme verursachten jedoch alle mit GFS kombinierten PGPR eine Hemmung der Triebleistung im Vergleich zu den einzeln applizierten Präparaten. Am stärksten ausgeprägt war dieser Trend in der BS-FZB24-Variante mit einer relativen Wuchsreduktion von 85%.

Abb. 37: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf die Gesamttrieblänge bei Spargelsämlingen nach Saatgutbeizung und zusätzlichen Gießbehandlungen im Juli (Versuchsmittel 1997-1998). Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle.

Bei Bewertung der Bacillus subtilis-Stämme zeigte der Stamm FZB24 mit 7% Trieblängen-steigerung die größte Effektivität gefolgt von FZB37 (6,3%) und FZB42, der sich genau wie Bacillus pumilus RK 13 mit 5,4 % Förderung gegenüber der unbehandelten Kontrolle unterschied. Somit sind im Aussaatversuch die Auswirkungen der mikrobiellen Behandlungen auf das Triebwachstum tendenziell günstiger zu bewerten als die Spritzungen mit dem Algenpräparat GFS (4,4%).

4.2.2.3. Auswirkung auf das Wurzelwachstum

Mit einer Zunahme der Wurzelfrischmasse von über 15g und der Wurzeltrockensubstanz von über 3% in Relation zur nichtbakterisierten Kontrolle konnte mit dem Bacillus subtilis Stamm FZB24 ein statistisch gesicherter Vorteil hierzu erzielt werden (Tab. 24). Aber auch die übri[Seite 102↓]gen Rhizosphärenbakterien beeinflussten das Wurzelwachstum analog zur Triebentwicklung tendenziell positiv.

Das Algenpräparat GFS lag bei den Prüfmerkmalen mit -0,3% (WFM) bzw. -1,3% (WTS) im negativen Bereich und war hier allen anderen Varianten z. T. erheblich unterlegen. Die Differenzen in Relation zu den BS-FZB24-Behandlungen waren hinsichtlich dieser Parameter signifikant (Abb. 38).

In den zusätzlich mit GFS applizierten Mikroorganismenvarianten ist wieder eine in Relation zur Einzelbehandlung der PGPR tendenzielle Wuchsinhibition zu beobachten. In Verbindung mit GFS reduzierte sich die positive Wirkung der Bacillus subtilis FZB24–Einzelbehandlungen auf die Wurzelentwicklung signifikant auf über 100% und hatte einen tendenziell negativen Effekt.

Abb. 38: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf Wurzelfrischmasse [g] = WFM und Wurzeltrockensubstanz [%] = WTS bei Spargelsämlingen nach Saatgutbeizung und additionalen Gießbehandlungen (Versuchsmittel 1997-1998). Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle. Mit * gekennzeichnete Säulen unterscheiden sich signifikant nach Tukey-Test (p ≤ 0,05).

Die positive Auswirkung der geprüften PGPR auf die Wurzelmasse spiegelt sich auch in den Prüf­merkmalen Knospenanzahl und Wurzelanzahl pro Rhizom wieder, wenn auch ohne signifi­kante Ausprägungen (Abb. 39). Die Behandlungen mit BS-FZB24 und BS-FZB37 erbrach[Seite 103↓]ten hinsichtlich des Prüfmerkmals KA/Rhizom mit 18% bzw. 16% Vorteil gegenüber der Kontrolle die besten Resultate, während Bacillus pumilus mit 14% die Wurzelanzahl vor allen anderen Prüfgliedern förderte.

Generell wurde wieder durch die Bakterienapplikationen eine tendenziell stärkere Föderung der Wurzel- und Knospenanzahl erzielt als durch die Spritzungen mit dem Algenpräparat GFS. Auch die bereits beschriebene Reduktion der Effektivität in den mit GFS kombinierten PGPR-Varianten in Relation zu den adäquaten nicht kombinierten Varianten wurde hier, mit Ausnahme des Prüfglieds SG-N6, wieder bestätigt.

Abb. 39: Einfluss spezieller Rhizosphärenbakterien auf Wurzel- (WA) und Knospenanzahl (KA) pro Rhizom bei Spargelsämlingen nach Saatgutbeizung und additionalen Gießbehandlungen 1998. Darstellung der Relativwerte zur unbehandelten Kontrolle.

Die Analyse der Zusammenhänge von Wurzel- und Triebentwicklung ergab eine gesicherte Korrelation zwischen Wurzelfrischmasse und Knospenanzahl mit einem Korrelationskoeffizienten von r = 0,57 (Abb. 40). Einen Zusammenhang zwischen Wurzelfrischmasse und Wurzelanzahl konnte hingegen nicht nachgewiesen werden.


[Seite 104↓]

Abb. 40: Beziehung zwischen Wurzelfrischmasse und Knospenanzahl. Grafik der Werte-Punktwolke mit der Regressionsgeraden.


© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.
DiML DTD Version 3.0Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML-Version erstellt am:
03.03.2004