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4.  Ergebnisse

4.1. Versuchsserie 1

4.1.1. Besiedlungsverhalten von Bacillus subtilis

Die für jeden der fünf Versuche ermittelte Menge der am behandelten Erbsensaatgut anhaftenden Keime von Bacillus subtilis zeigt eine deutliche Abhängigkeit vom angewandten Titer (Abb.1). Bei gleichem angewandten Titer und gleichem Bacillus subtilis-Isolat wurden bei keinem der Versuche signifikante Unterschiede in der Anzahl am Saatgut anhaftender Bakterienkeime deutlich, sodass die Daten aus den einzelnen Versuchen in Abb.1 zusammengefasst werden konnten.

Abb.1:Mittlere Keimzahl von Bacillus subtilis auf der Oberfläche von behandeltem Erbsensaatgut bei Versuchsserie 1

Die mittlere Keimzahl von Bacillus subtilis je Samen lag nach Applikation etwas mehr als zwei Zehnerpotenzen unter dem angewandten Titer. Unterschiede zwischen beiden verwendeten Bacillus subtilis-Stämmen wurden kaum sichtbar, lediglich bei Behandlung mit 107 cfu / ml war die Keimzahl bei FZB27 signifikant niedriger im Vergleich zu FZB24®. Eine höhere Konzentration der Sporensuspension des [Seite 48↓]Nutzbakteriums, in die die Erbsensamen vor Aussaat getaucht wurden, führte entsprechend zu einer statistisch nachweisbar höheren Anzahl anhaftender Bacillus subtilis-Keime am Erbsensaatgut. Auf der Oberfläche von Samen aus der unbehandelten Kontrolle wurde in keinem Fall Bacillus subtilis gefunden.

Abb.2: Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB24® an Erbsenwurzeln in Quarzsand nach 30 Tagen bei alleiniger Saatgutbehandlung

Die Rhizosphärenbesiedlung durch Bacillus subtilis erwies sich als stark temperaturabhängig. Diese Abhängigkeit ist in den Abbildungen 2 und 3 am Beispiel von Bacillus subtilis FZB24® dargestellt. Je höher die Temperatur während der Versuchszeit war, desto höhere Keimzahlen wurden an den Wurzeln ermittelt. Besonders deutlich zeigte sich dieser Temperatureinfluss bei alleiniger Saatgutbehandlung, bei der fast jede Temperaturerhöhung um 5 °C zu einer signifikant höheren Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB24® führte (Abb.2). Demgegenüber war zumindest beim höchsten angewandten Titer bei kombinierter Anwendung von FZB24® kaum noch ein Temperatureinfluss erkennbar – lediglich zwischen den Temperaturstufen 10 °C und 25 °C konnte hier noch ein signifikanter Unterschied gefunden werden (Abb.3).

Die Besiedlungsdichte der applizierten Bakterien war ebenfalls stark von der Art und Weise der Applikation abhängig. Allgemein wurde bei einer kombinierten Anwendung [Seite 49↓]von Bacillus subtilis (Saatgut- und Substratbehandlung) eine höhere Populationsdichte festgestellt als bei einer ausschließlichen Saatgutapplikation entsprechender Konzentration. Das galt für beide verwendeten Bacillus subtilis-Stämme und alle Temperaturstufen gleichermaßen. Beim Bacillus subtilis-Stamm FZB24® wurden bei kombinierter Anwendung in einer Konzentration von 109 cfu / ml bereits bei einer Temperatur von 10 °C während des Versuches Keimzahlen von nahezu 109 cfu / g Wurzeltrockenmasse an den Wurzelspitzen ermittelt. Des Weiteren wurde festgestellt, dass die Unterschiede zwischen beiden Applikationsformen hinsichtlich der Keimzahl im Rhizosphärenbereich umso größer waren, je höher der applizierte Titer war (größte Unterschiede zwischen den Applikationsformen bei angewandtem Titer von 109 cfu / ml). Bei gleicher Art der Behandlung stieg die zum Versuchsende ermittelte Besiedlungsdichte entsprechend der Höhe des angewandten Titers. Die Differenzen hinsichtlich der Populationsdichte von Bacillus subtilis zwischen den einzelnen Varianten waren bei den niedrigeren Temperaturen deutlicher erkennbar als bei den höheren und mit Ausnahme des Versuches bei 30 °C auch signifikant. Bei einer Versuchstemperatur von 30 °C waren bei FZB24® und einem angewandten Titer von 109 cfu / ml weder bei alleiniger Saatgutbehandlung noch bei kombinierter Anwendung zum Versuchsende lebende Pflanzen vorhanden, sodass dieser Wert in den Abbildungen 2 und 3 fehlt.

Prinzipiell ähnelte das Verhalten des zweiten verwendeten Bacillus subtilis–Stammes FZB27 dem des oben beschriebenen FZB24®, jedoch wies FZB24® bei gleicher Applikationsform und gleicher Temperatur meist etwas höhere Besiedlungsdichten auf als FZB27. Bei alleiniger Saatgutbehandlung mit 108 cfu / ml war dieser Unterschied bei 30 °C statistisch abzusichern (Abb.4).


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Abb.3:Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB24® an Erbsenwurzeln in Quarzsand nach 30 Tagen bei kombinierter Anwendung (Saatgut- und Substratbehandlung)

Abb.4:Vergleich der Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB24® und FZB27 an Erbsenwurzeln in Quarzsand nach 30 Tagen bei alleiniger Saatgutbehandlung mit 1*108 cfu / ml


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Beim Vergleich der einzelnen Wurzelabschnitte wurden die höchsten Keimzahlen an den Wurzelspitzen ermittelt, die niedrigsten am Wurzeloberteil. Besonders deutlich wurden diese Unterschiede bei kombinierter Saatgut- und Substratbehandlung sowie bei hohen Temperaturen im Versuchszeitraum (Abb.5 und 6). Bei alleiniger Saatgutbehandlung waren bei Temperaturen von 10 °C und 20 °C im mittleren Wurzelabschnitt die niedrigsten Keimzahlen von Bacillus subtilis FZB24® ermittelt worden. Obgleich sich die Unterschiede in der Populationsdichte des Nutzbakteriums an einzelnen Wurzelabschnitten innerhalb ein und derselben Temperaturstufe zumeist unter einer Zehnerpotenz bewegten, konnte die höhere Besiedlungsdichte an der Wurzelspitze gegenüber Wurzelmittelstück und Wurzeloberteil bei kombinierter Anwendung bei
30 °C und bei alleiniger Saatgutbehandlung bei allen Temperaturstufen statistisch abgesichert werden.

Abb.5:Besiedlung einzelner Wurzelabschnitte durch Bacillus subtilis FZB24® bei Saatgut- und Substratbehandlung mit 1*108 cfu / ml bei 3 Temperaturstufen


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Abb.6:Besiedlung einzelner Wurzelabschnitte durch Bacillus subtilis FZB24® bei alleiniger Saatgutbehandlung mit 1*108 cfu / ml bei 3 Temperaturstufen

In der unbehandelten Kontrolle konnte Bacillus subtilis meist nicht nachgewiesen werden; bei der höchsten Temperaturstufe (30 °C) war eine Kontamination der Kontrollvariante nicht zu vermeiden. Bei 30 °C war ein rasches Austrocknen der obersten Schicht des Substrates zu beobachten. Durch die Luftbewegung in der Klimakammer ist eine Übertragung von Bacillus subtilis-Sporen von Pflanzgefäßen behandelter Varianten auf die unbehandelte Kontrolle denkbar.

Die in Tab.6 dargestellten Keimzahlen von Bacillus subtilis im Substrat (Quarzsand) lagen zwischen 2,68 und 8,37 log cfu / g Substrat, wobei in Abhängigkeit von Behandlungsmodus und Temperatur ähnliche Unterschiede deutlich wurden wie im Rhizosphärenbereich. Auch hier war ein Anwachsen der Populationsdichte mit steigender Temperatur festzustellen. Dieser Effekt trat insbesondere bei den Varianten mit alleiniger Saatgutbehandlung zutage. Bei den Varianten mit kombinierter Saatgut- und Substratapplikation betrug der Unterschied in der Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis zwischen der niedrigsten (10 °C) und der höchsten (30 °C) Temperatur bei einer Behandlungskonzentration von 108 bzw. 109 cfu / ml weniger als eine Zehnerpotenz. Demzufolge waren auch bei der Untersuchung des Besiedlungsverhaltens von Bacillus subtilis im Quarzsand die größten Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten bei [Seite 53↓]der niedrigsten Temperatur (10 °C) festzustellen, während diese bei steigender Temperatur sich immer mehr verwischten und teilweise nicht statistisch abzusichern waren. So betrug die niedrigste Keimzahl im Substrat bei 10 °C 2,68 log cfu / g, während der höchste Wert bei 7,99 log cfu / g lag. Bei 30 °C betrug der maximale Unterschied zwischen den Varianten (Kontrolle ausgenommen) kaum mehr als zwei Zehnerpotenzen. Bei der niedrigsten eingebrachten Keimzahl von Bacillus subtilis (107 S) führte jede Temperaturerhöhung um 5 °C zu einer signifikanten Erhöhung der Besiedlungsdichte im Substrat, ausgenommen die Temperaturerhöhung von 20 °C auf 25 °C. Demgegenüber konnte bei der größten introduzierten Keimzahl des Nutzbakteriums (109 S+B) selbst bei 30 °C die Erhöhung der Populationsdichte gegenüber 10 °C nicht statistisch abgesichert werden.

Tab.6:Populationsdichte von Bacillus subtilis (FZB24® und FZB27) in Quarzsand nach 30 Tagen [log cfu / g Trockenmasse]
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

10 °C

 

15 °C

 

20 °C

 

25 °C

 

30 °C

 

107 S

2,68

a

3,56

b

4,34

cd

5,01

de

5,98

fg

107 S+B

5,58

ef

5,99

fg

6,26

fghi

6,59

ghik

6,88

iklm

108 S

3,56

b

4,61

d

5,65

ef

6,18

fgh

6,87

iklm

108 S+B

6,67

hikl

6,79

hikl

7,11

klm

7,28

lm

7,39

mn

109 S

3,88

bc

4,78

d

6,17

fgh

6,58

ghik

7,01

klm

109 S+B

7,99

no

8,04

o

8,21

o

8,34

o

8,37

o

Die Differenzen im populationsdynamischen Verhalten von Bacillus subtilis FZB24® und FZB27 im Quarzsand waren gering, daher wurden in Tab.6 die Werte beider Stämme zusammengefasst dargestellt. In den meisten Fällen wurden aber auch hier die etwas höheren Keimzahlen bei den Behandlungen mit FZB24® ermittelt. Bei einer Temperatur von 30 °C war auch in der unbehandelten Kontrolle sowie in der ausschließlich mit Kaliumnitrat behandelten Variante Bacillus subtilis im Substrat nachweisbar. Ursache dafür könnte eine Kontamination wie bereits an anderer Stelle erklärt sein, wobei durch das rasche Wachstum der Bacillus subtilis-Population bei der hohen Temperatur entsprechende Keimzahlen zu ermitteln waren. Diese betrugen 5,09 [Seite 54↓]log cfu / g (unbehandelte Kontrolle) bzw. 5,15 log cfu / g (Kaliumnitrat) und lagen damit signifikant unter denen aller behandelten Varianten bei dieser Temperaturstufe.

4.1.2. Einfluss der Bacillus subtilis -Behandlungen auf das Pflanzenwachstum

Ein Effekt von Bacillus subtilis auf das Auflaufverhalten der Erbsenpflanzen wurde in keinem der Versuche festgestellt. Der Auflauf war in allen Varianten recht gleichmäßig. Lediglich bei Applikation einer Sporensuspension der Konzentration 109 cfu / ml (kombinierte Anwendung) kam es zu einer Verzögerung des Auflaufs der Testpflanzen, die in der Regel bis zum Versuchsende nicht ausgeglichen werden konnte und sich in einer negativen Beeinflussung insbesondere des Wurzelwachstums niederschlug, wie aus den folgenden Tabellen hervorgeht.

Der Einfluss der Bacillus subtilis-Behandlungen auf das Wachstum der Erbsenpflanzen ist in den Tabellen 7-10 für die einzelnen Temperaturstufen dargestellt. In dem bei einer Temperatur von 30 °C durchgeführten Versuch war das Auflaufergebnis derart schlecht, dass wegen der geringen Pflanzenzahl auf eine Auswertung der Wachstumsparameter verzichtet wurde.

Bei einer Versuchstemperatur von 10 °C kam es durch alle Behandlungen zu einer Erhöhung von Sprossfrischmasse und Sprosslänge gegenüber der unbehandelten Kontrolle (Tab.7). Die Behandlungen mit FZB24® 109 cfu / ml (kombinierte Anwendung) und Kaliumnitrat führten zu Einschränkungen im Wurzelwachstum der Testpflanzen, alle anderen Varianten wiesen eine höhere Frisch- und Trockenmasse der Wurzel sowie eine größere Wurzellänge im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle auf. Trotz einer teilweise beträchtlich erscheinenden Wachstumsverbesserung der Erbsenpflanzen durch die Behandlungen mit Bacillus subtilis konnten diese Unterschiede nur in wenigen Fällen statistisch gesichert werden. Die stärksten Effekte auf das Pflanzenwachstum, insbesondere im Hinblick auf das Sprosswachstum wurden bei kombinierter Anwendung einer Sporensuspension der Konzentration 108 cfu / ml erreicht.


[Seite 55↓]

Tab.7:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer bei 10 °C
FM = Frischmasse
TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge [cm]

Wurzel-länge [cm]

TM Wurzel [g]

Kontrolle

0,26

1,08

3,43

79

0,0347

FZB24 107 S

0,45

1,52

4,21

155

0,0407

FZB24 107 S+B

0,44

1,45

4,21

139

0,0539

FZB24 108 S

0,44

1,40

4,37

125

0,0446

FZB24 108 S+B

0,51

1,57

4,49

132

0,0679

FZB24 109 S

0,48

1,39

4,63

123

0,0559

FZB24 109 S+B

0,30

0,88

4,33

37

0,0231

FZB27 107 S

0,36

1,13

3,84

124

0,0430

FZB27 107 S+B

0,44

1,45

4,22

152

0,0527

FZB27 108 S

0,43

1,43

4,01

131

0,0484

FZB27 108 S+B

0,54

1,57

4,41

174

0,0592

FZB27 109 S

0,38

1,40

3,97

162

0,0465

FZB27 109 S+B

0,42

1,22

3,85

80

0,0351

Kaliumnitrat

0,54

1,23

4,41

63

0,0342

GD (HSD) 0,05

0,23

n.s.

1,06

132

n.s.


[Seite 56↓]

Tab.8:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer bei 15 °C
FM = Frischmasse
TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge [cm]

Wurzel-länge [cm]

TM Wurzel [g]

Kontrolle

0,63

0,82

10,52

328

0,0331

FZB24 107 S

0,62

0,92

9,72

293

0,0279

FZB24 107 S+B

0,67

0,76

10,50

256

0,0259

FZB24 108 S

0,61

0,67

9,96

253

0,0257

FZB24 108 S+B

0,83

0,74

10,51

219

0,0229

FZB24 109 S

0,70

0,88

10,59

251

0,0297

FZB24 109 S+B

0,63

0,45

9,62

110

0,0117

FZB27 107 S

0,60

0,65

8,38

223

0,0243

FZB27 107 S+B

0,68

0,79

10,32

348

0,0308

FZB27 108 S

0,59

0,53

9,42

185

0,0174

FZB27 108 S+B

0,96

1,08

10,63

315

0,0281

FZB27 109 S

0,85

1,15

9,39

383

0,0405

FZB27 109 S+B

0,97

0,79

8,94

225

0,0236

Kaliumnitrat

0,63

0,60

8,30

234

0,0291

GD (HSD) 0,05

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.


[Seite 57↓]

Tab.9:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer bei 20 °C
FM = Frischmasse
TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge [cm]

Wurzel-länge [cm]

TM Wurzel [g]

Kontrolle

1,11

1,56

8,69

299

0,0404

FZB24 107 S

1,14

1,96

11,15

386

0,0526

FZB24 107 S+B

1,08

1,61

8,88

282

0,0591

FZB24 108 S

1,04

1,59

9,85

401

0,0469

FZB24 108 S+B

1,28

1,41

11,98

281

0,0393

FZB24 109 S

1,21

1,98

10,56

369

0,0462

FZB24 109 S+B

0,90

1,00

6,32

112

0,0249

FZB27 107 S

1,19

1,43

10,51

281

0,0458

FZB27 107 S+B

0,87

1,14

9,23

267

0,0415

FZB27 108 S

0,95

1,54

9,89

354

0,0534

FZB27 108 S+B

1,26

2,13

11,09

392

0,0481

FZB27 109 S

0,94

1,43

9,74

269

0,0509

FZB27 109 S+B

0,84

1,14

7,91

239

0,0365

GD (HSD) 0,05

0,49

n.s.

2,79

n.s.

n.s.


[Seite 58↓]

Tab.10:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer bei 25 °C
FM = Frischmasse
TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge [cm]

Wurzel-länge [cm]

TM Wurzel [g]

Kontrolle

1,97

0,77

10,50

235

0,0335

FZB24 107 S

2,31

0,74

11,99

317

0,0342

FZB24 107 S+B

2,19

0,70

12,73

329

0,0403

FZB24 108 S

2,32

0,77

11,84

312

0,0347

FZB24 108 S+B

2,30

0,78

12,69

294

0,0361

FZB24 109 S

2,40

0,78

12,71

280

0,0318

FZB24 109 S+B

2,75

0,72

13,41

198

0,0336

FZB27 107 S

2,26

0,72

12,60

305

0,0361

FZB27 107 S+B

2,42

0,68

12,60

314

0,0369

FZB27 108 S

2,21

0,76

11,20

338

0,0374

FZB27 108 S+B

2,25

0,74

12,86

334

0,0402

FZB27 109 S

2,43

0,80

12,85

321

0,0325

FZB27 109 S+B

3,03

0,74

13,05

288

0,0309

Kaliumnitrat

2,41

0,56

13,07

209

0,0208

GD (HSD) 0,05

n.s.

n.s.

2,14

n.s.

n.s.

Aus den Tabellen 7-10 geht hervor, dass die Wachstumsunterschiede zwischen den einzelnen Varianten bei höheren Versuchstemperaturen geringer sind als bei 10 °C. Bereits bei 15 °C (Tab.8) war eine deutlich größere Biomasseproduktion der Erbsenpflanzen zu verzeichnen als bei 10 °C, was sich besonders in wesentlich erhöhten Spross- und Wurzellängen dokumentiert. Signifikante Unterschiede zwischen den Varianten zeigten sich bei 15 °C bei keinem der untersuchten Wachstumsparameter. Bei [Seite 59↓]Steigerung der Versuchstemperatur auf 20 °C reagierten die Erbsenpflanzen vor allem mit einer Erhöhung der Frischmassen von Spross und Wurzel sowie der Wurzeltrockenmasse (Tab.9). Signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten gab es kaum. Auch eine tendenzielle Verbesserung des Pflanzenwachstums trat weitaus weniger deutlich zutage als bei 10 °C. Bei 25 °C wiesen die Testpflanzen geringere Frisch- und Trockenmassen auf als bei 20 °C. Die dagegen deutlich höheren Sprossfrischmassen rührten von der fortgeschrittenen Fruchtbildung her. Positive Wachstumseffekte der durchgeführten Behandlungen kamen hier wieder deutlicher zum Ausdruck, auch wenn diese kaum statistisch gesichert werden konnten. Die Applikation von Bacillus subtilis mit einer Sporensuspension von 109 cfu / ml als Saatgut- und Substratbehandlung hatte bei 25 °C nicht den negativen Effekt wie bei niedrigeren Temperaturen.

Die zusammenfassende Tab.11 zeigt, dass die Sprossfrischmassen der Erbsenpflanzen im Mittel der Versuche durch die Behandlungen ausnahmslos erhöht wurden, wobei die Werte bis zu 39 % (FZB27 109 S+B) über denen der unbehandelten Kontrolle lagen. Eine ähnlich fördernde Wirkung der Bacillus subtilis-Applikationen wurde bei der Sprosslänge festgestellt. Lediglich bei einer einfachen Saatgutbehandlung mit FZB24® 107 cfu / ml lagen die Sprosslängen im Mittel geringfügig unter dem Kontrollwert. Auch die Behandlung mit Kaliumnitrat führte zu einer Erhöhung von Sprosslänge und Sprossfrischmasse.

Die Wurzelfrischmassen wurden bei den meisten Varianten weniger stark gefördert. Insbesondere bei kombinierter Anwendung von Bacillus subtilis in einer Konzentration von 109 cfu / ml wurden sowohl Wurzelfrischmasse als auch Wurzelgesamtlänge verringert. Dies trifft insbesondere für Bacillus subtilis FZB24® zu. Jedoch führte auch eine alleinige Applikation des Trägerstoffes Kaliumnitrat zu einer deutlichen Reduktion von Wurzelfrischmasse und Wurzellänge.

Unterschiede zwischen beiden verwendeten Bacillus subtilis-Stämmen hinsichtlich ihrer Wirkung auf das Pflanzenwachstum sind anhand der ermittelten Wachstumsparameter nicht klar zu erkennen.


[Seite 60↓]

Tab.11:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer [% zur Kontrolle]
FM = Frischmasse
TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross

FM Wurzel

Spross-länge

Wurzel-länge

TM Wurzel

Kontrolle

100

100

100

100

100

FZB24 107 S

102

108

95

147

112

FZB24 107 S+B

111

133

111

122

125

FZB24 108 S

121

108

116

126

107

FZB24 108 S+B

136

108

126

113

118

FZB24 109 S

125

111

121

119

115

FZB24 109 S+B

116

73

108

54

65

FZB27 107 S

114

94

110

112

105

FZB27 107 S+B

117

98

113

130

115

FZB27 108 S

116

96

108

121

109

FZB27 108 S+B

138

130

121

147

124

FZB27 109 S

122

116

111

137

120

FZB27 109 S+B

139

96

105

94

89

Kaliumnitrat

127

85

111

80

83

Aus den Abb.7 und 8 geht hervor, dass die Sprossfrischmasse durch die Bacillus subtilis FZB24®-Behandlung wie auch durch die alleinige Anwendung von Kaliumnitrat stärker erhöht wurde als die Wurzelfrischmasse. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten traten bei der niedrigen Temperatur (10 °C) meist stärker zutage als bei der höheren (25 °C). Des Weiteren war die prozentuale Wachstumsförderung bei 10 °C bis auf eine Ausnahme (kombinierte Anwendung von Bacillus subtilis in einer Konzentration von 109 cfu / ml) deutlich größer als bei 25 °C. Bei einer Temperatur von [Seite 61↓]25 °C war kaum eine Erhöhung der Wurzelfrischmasse durch die Behandlungen erkennbar. Die ermittelten Werte lagen nahe jenen der Kontrolle oder darunter, wobei durch die alleinige Anwendung von Kaliumnitrat die Wurzelfrischmasse am stärksten reduziert wurde. Die besten Wachstumseffekte wurden durch eine kombinierte Anwendung von Bacillus subtilis in einer Konzentration von 108 cfu / ml erzielt. Lediglich bei einer Temperatur von 25 °C wurden bei kombinierter Anwendung von Bacillus subtilis 109 cfu / ml die größten Sprossfrischmassen ermittelt.

Abb.7:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis FZB24®-Behandlungen auf die Sprossfrischmassen von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer bei 2 Temperaturstufen [% zur Kontrolle]
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung


[Seite 62↓]

Abb.8:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis FZB24®-Behandlungen auf die Wurzelfrischmassen von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer bei 2 Temperaturstufen [% zur Kontrolle]
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

4.2. Versuchsserie 2

4.2.1. Besiedlungsverhalten von Bacillus subtilis

Die Keimzahl von Bacillus subtilis lag auf der Oberfläche eines behandelten Erbsensamens knapp drei Zehnerpotenzen unter dem behandelten Titer, also in den meisten Fällen etwas über 105 cfu / Erbse. Bei allen drei Trägerstoffen lagen diese Werte etwa gleich hoch. Bei Bacillus subtilis FZB27 hafteten geringfügig mehr Sporen des Nutzbakteriums am behandelten Saatgut an als bei FZB47. Bei den Trägerstoffen Kaliumnitrat und Maisstärke war dieser Unterschied auch statistisch abzusichern (Abb.9).


[Seite 63↓]

Abb.9:Mittlere Keimzahl von Bacillus subtilis auf der Oberfläche mit einer Sporensuspension der Konzentration 108 cfu / ml behandeltem Erbsensaatgut bei Verwendung verschiedener Trägerstoffe

Die Populationsdichte von Bacillus subtilis im Bereich der Rhizosphäre wies eine starke Abhängigkeit von der Temperatur während des Versuchszeitraumes auf, insbesondere dann, wenn ausschließlich das Saatgut mit dem Bakterium behandelt worden war (Abb.10 und 11).

Bei dem Stamm FZB47 wuchs die Besiedlungsdichte deutlich mit steigender Temperatur. Ausnahme: Bacillus subtilis auf Sand (Saatgutbehandlung) - hier wurde bei 20 °C die höchste Keimzahl ermittelt. Bei Kombination von Saatgut- und Substratbehandlung wurden generell höhere Populationsdichten des Nutzbakteriums in der Rhizosphäre festgestellt als bei alleiniger Saatgutapplikation. Die Temperaturabhängigkeit kam in diesem Fall jedoch nicht so deutlich zum Tragen. Das bedeutet, dass die Unterschiede in der Populationsdichte zwischen beiden Applikationsformen bei niedriger Temperatur besonders auffällig waren.

So wurden beispielsweise bei FZB47 auf Maisstärke (Saatgutbehandlung) bei 15 °C Keimzahlen von weniger als 105 cfu / g Wurzeltrockenmasse ermittelt, bei 25 °C erreichten diese mehr als 107 cfu / g Wurzeltrockenmasse. Bei kombinierter Anwendung (Saatgut- und Substratapplikation) hingegen hatte die Temperatur während des Versuchszeitraumes keinen entscheidenden Einfluss. Hier bewegten sich die [Seite 64↓]Keimzahlen von Bacillus subtilis bei allen drei Temperaturstufen zwischen 107 und 108 cfu / g Wurzeltrockenmasse.

Abb.10:Einfluss der Temperatur auf die Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB47 auf verschiedenen Trägerstoffen an Erbsenwurzeln
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Boden-(Substrat-)behandlung

Abb.11:Einfluss der Temperatur auf die Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB27 auf verschiedenen Trägerstoffen an Erbsenwurzeln
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Boden-(Substrat-)behandlung


[Seite 65↓]

Im Rhizosphärenbereich erwies sich die Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis als weitgehend unabhängig vom jeweils verwendeten Trägerstoff. Das Verhalten des Stammes FZB27 ähnelte im Wesentlichen dem des vorher beschriebenen FZB47 (Abb.11).

Beim Vergleich der Populationsdichten dieser Versuchsserie mit Versuchsserie 1, die komplett ohne Pathogen durchgeführt wurde, am Beispiel des Stammes FZB27 (jeweils gleiche Konzentration und gleicher Trägerstoff) zeigten sich in den Versuchen ohne Pathogen meist die etwas höheren Keimzahlen. Wie aus Abb.12 hervorgeht, war dieser Unterschied oftmals auch statistisch abzusichern.

Abb.12:Vergleich der Populationsdichten von Bacillus subtilis FZB27 ohne und mit Anwesenheit des Pilzes Phoma pinodella an Erbsenwurzeln
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Boden-(Substrat-)behandlung

Das Verhalten von Bacillus subtilis im Substrat ähnelte dem im Wurzelbereich (Tab.12 und 13). Bei FZB47 führte bei alleiniger Saatgutbehandlung jede Steigerung der Versuchstemperatur um 5 °C zu einer signifikanten Erhöhung der Populationsdichte des Nutzbakteriums. Bei FZB27 war ein ähnlicher Effekt zu beobachten, wobei hier besonders zwischen 15 °C und 20 °C große Differenzen erkennbar wurden. Bei Verwendung der Trägerstoffe Kaliumnitrat und Maisstärke lagen die Keimzahlen bei
20 °C um mehr als zwei Zehnerpotenzen über den bei 15 °C ermittelten. Dagegen kam [Seite 66↓]es bei kombinierter Anwendung bei beiden Bacillus subtilis-Stämme durch Veränderung der Versuchstemperatur zu sehr geringen Unterschieden in der Populationsdichte des Bakteriums. Diese bewegten sich prinzipiell unterhalb einer Zehnerpotenz und waren nur selten signifikant. Bei kombinierter Anwendung wurden grundsätzlich höhere Besiedlungsdichten ermittelt als bei alleiniger Saatgutbehandlung. Die Verwendung unterschiedlicher Trägerstoffe führten nur bei alleiniger Saatgutbehandlung zu nennenswerten Differenzen in der Populationsdichte bei jeweils gleicher Temperaturstufe. Jedoch ist auch hier kein eindeutiger Trend erkennbar, ob die Verwendung eines bestimmten Trägerstoffes eine größere Besiedlungsdichte im Substrat zur Folge hat. Beim Vergleich der beiden verwendeten Bacillus subtilis-Stämme zeigten sich bei FZB27 zumeist etwas höhere Keimzahlen als bei FZB47, im Besonderen auffällig bei alleiniger Saatgutbehandlung, außer bei der Verwendung von Sand als Trägerstoff.

Tab.12:Einfluss verschiedener Trägerstoffe auf die Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB47 in Quarzsand nach 30 Tagen [log cfu / g]
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

15 °C

 

20 °C

 

25 °C

 

Sand (S)

2,52

b

3,14

c

4,23

e

Sand (S+B)

5,57

gh

5,49

gh

5,73

h

Kaliumnitrat (S)

1,96

a

4,08

e

4,11

e

Kaliumnitrat (S+B)

5,54

gh

6,09

i

6,11

i

Maisstärke (S)

2,06

a

3,65

d

5,11

f

Maisstärke (S+B)

5,32

fg

5,40

fg

5,61

gh


[Seite 67↓]

Tab.13: Einfluss verschiedener Trägerstoffe auf die Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB27 in Quarzsand nach 30 Tagen [log cfu / g]
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

15 °C

 

20 °C

 

25 °C

 

Sand (S)

2,49

b

4,43

d

3,91

c

Sand (S+B)

5,65

ikl

5,27

gh

5,67

ikl

Kaliumnitrat (S)

2,31

ab

4,84

ef

4,81

e

Kaliumnitrat (S+B)

5,63

ikl

5,29

gh

5,88

l

Maisstärke (S)

2,08

a

4,85

ef

5,16

fg

Maisstärke (S+B)

5,55

hik

5,46

ghi

5,84

kl


[Seite 68↓]

4.2.2.  Einfluss der Bacillus subtilis -Behandlungen auf das Pflanzenwachstum

Bei Betrachtung der in den Tabellen 14-16 dargestellten vegetativen Parameter fällt auf, dass die Inokulation mit Phoma pinodella das Wachstum der Erbsenpflanzen entscheidend hemmte. Das drückt sich darin aus, dass bei der mit Phoma pinodella inokulierten Kontrolle für alle vegetativen Parameter bei allen Temperaturstufen niedrigere Werte ermittelt wurden als bei der nicht inokulierten Kontrolle. Diese negativen Wachstumseffekte konnten durch die Behandlungen mit Bacillus subtilis teilweise kompensiert werden. Die meisten signifikanten Unterschiede ergaben sich dabei bei einer Versuchstemperatur von 15 °C, die wenigsten bei 25 °C. Wachstumsunterschiede zwischen den Pflanzen der einzelnen Varianten traten also besonders deutlich bei niedriger Temperatur zutage. Bei Erhöhung der Versuchstemperatur von 15 °C auf 20 °C reagierten die Testpflanzen mit einer deutlich stärkeren Biomasseproduktion im Verlauf der 30 Tage Versuchsdauer, insbesondere im Sprossbereich. Bei Temperaturerhöhung von 20 °C auf 25 °C war dieser Effekt nicht mehr zu beobachten, eine weitere Steigerung der Biomasseproduktion dokumentiert sich im Wesentlichen in den größeren Trockenmassen von Spross und Wurzel.

Aus der zusammenfassenden Tab.17 geht hervor, dass sich die meisten Behandlungen mit Bacillus subtilis im Vergleich zur inokulierten Kontrolle positiv auf das Wachstum der Erbsenpflanzen auswirkten. Dieser Effekt wurde besonders deutlich bei Betrachtung der Wurzelfrischmasse. Hier lag keine Variante unter der inokulierten Kontrolle. Allgemein wachstumsfördernde Effekte wurden beispielsweise durch die kombinierte Anwendung des Nutzbakteriums bei Formulierung auf Kaliumnitrat erzielt (sowohl bei FZB47 als auch bei FZB27) sowie durch eine alleinige Saatgutbehandlung mit FZB47 auf Sand formuliert. Die vorliegenden Ergebnisse lassen jedoch keine allgemein gültige Aussage zu, inwiefern durch die Verwendung eines bestimmten Trägerstoffes die positiven Wachstumseffekte einer Bacillus subtilis-Applikation verstärkt werden. Zu bemerken ist außerdem, dass die wachstumsfördernde Wirkung durch Bacillus subtilis gegenüber der mit Phoma pinodella inokulierten Kontrolle recht gering war, sich in der Mehrzahl der Fälle unter 20 % bewegte und in der Regel nicht statistisch gesichert werden konnte, wie aus den Tabellen 14-16 hervorgeht. Dies ist ein Hinweis auf die starke Streuung der Werte. Durch eine zusätzliche Behandlung des Substrates mit den Bakterien konnte keine durchweg bessere Wirkung erzielt werden.


[Seite 69↓]

Tab.14:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach Inokulation mit Phoma pinodella bei
15 °C
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge [cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle (unbehandelt)

0,78

0,84

9,5

0,0617

0,0400

Kontrolle (P. pinodella)

0,55

0,61

6,9

0,0418

0,0326

FZB47 Sand (S)

0,62

0,75

7,6

0,0503

0,0373

FZB47 Sand (S+B)

0,52

0,56

7,0

0,0402

0,0280

FZB47 Kaliumnitrat (S)

0,54

0,53

6,5

0,0415

0,0263

FZB47 Kaliumnitrat (S+B)

0,62

0,61

7,5

0,0479

0,0297

FZB47 Maisstärke (S)

0,56

0,56

6,8

0,0468

0,0257

FZB47 Maisstärke (S+B)

0,58

0,65

6,8

0,0465

0,0315

FZB27 Sand (S)

0,49

0,49

6,3

0,0399

0,0261

FZB27 Sand (S+B)

0,60

0,65

7,3

0,0482

0,0308

FZB27 Kaliumnitrat (S)

0,41

0,44

5,4

0,0339

0,0235

FZB27 Kaliumnitrat (S+B)

0,65

0,69

7,9

0,0515

0,0409

FZB27 Maisstärke (S)

0,46

0,38

5,8

0,0388

0,0255

FZB27 Maisstärke (S+B)

0,56

0,62

6,9

0,0471

0,0324

GD (HSD) 0,05

0,23

0,40

2,3

0,0207

n.s.

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge [cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle (unbehandelt)

1,16

0,74

11,7

0,0873

0,0228

Kontrolle (P. pinodella)

0,89

0,38

10,3

0,0698

0,0218

FZB47 Sand (S)

0,90

0,69

10,6

0,0655

0,0422

FZB47 Sand (S+B)

0,76

0,50

9,2

0,0575

0,0203

FZB47 Kaliumnitrat (S)

0,92

0,62

10,5

0,0734

0,0277

FZB47 Kaliumnitrat (S+B)

0,85

0,66

10,0

0,0674

0,0284

FZB47 Maisstärke (S)

0,86

0,39

9,9

0,0811

0,0222

FZB47 Maisstärke (S+B)

0,84

0,55

10,5

0,0722

0,0327

FZB27 Sand (S)

0,89

0,69

10,7

0,0768

0,0387

FZB27 Sand (S+B)

0,75

0,60

9,9

0,0700

0,0208

FZB27 Kaliumnitrat (S)

0,85

0,48

10,0

0,0701

0,0189

FZB27 Kaliumnitrat (S+B)

1,04

0,58

11,3

0,0897

0,0283

FZB27 Maisstärke (S)

0,86

0,60

10,0

0,0748

0,0290

FZB27 Maisstärke (S+B)

0,83

0,56

10,0

0,0753

0,0323

GD (HSD) 0,05

0,35

n.s.

n.s.

0,0254

n.s.


[Seite 71↓]

Tab.16:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach Inokulation mit Phoma pinodella bei
25 °C
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge [cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle (unbehandelt)

1,07

0,52

9,7

0,1048

0,0468

Kontrolle (P. pinodella)

0,93

0,38

9,0

0,0892

0,0269

FZB47 Sand (S)

1,04

0,59

9,8

0,1019

0,0383

FZB47 Sand (S+B)

0,98

0,43

9,7

0,0957

0,0367

FZB47 Kaliumnitrat (S)

0,95

0,55

9,3

0,1070

0,0394

FZB47 Kaliumnitrat (S+B)

0,86

0,43

9,7

0,0873

0,0525

FZB47 Maisstärke (S)

0,94

0,48

9,7

0,0946

0,0548

FZB47 Maisstärke (S+B)

0,97

0,47

10,1

0,1023

0,0361

FZB27 Sand (S)

0,90

0,50

9,8

0,0949

0,0594

FZB27 Sand (S+B)

0,95

0,60

10,2

0,0967

0,0423

FZB27 Kaliumnitrat (S)

1,05

0,65

10,1

0,1099

0,0700

FZB27 Kaliumnitrat (S+B)

1,10

0,48

10,8

0,1173

0,0558

FZB27 Maisstärke (S)

0,85

0,39

9,4

0,0889

0,0341

FZB27 Maisstärke (S+B)

0,89

0,39

9,1

0,1112

0,0374

GD (HSD) 0,05

n.s

n.s.

n.s.

n.s.

0,0373


[Seite 72↓]

Tab.17:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach Inokulation mit Phoma pinodella [% zur inokulierten Kontrolle]
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross

FM Wurzel

Spross-länge

TM Spross

TM Wurzel

Kontrolle (unbehandelt)

129

137

120

136

104

Kontrolle (P. pinodella)

100

100

100

100

100

FZB47 Sand (S)

109

132

107

107

193

FZB47 Sand (S+B)

95

104

99

89

93

FZB47 Kaliumnitrat (S)

102

118

100

102

127

FZB47 Kaliumnitrat (S+B)

100

116

104

106

130

FZB47 Maisstärke (S)

100

101

101

114

102

FZB47 Maisstärke (S+B)

102

116

104

107

150

FZB27 Sand (S)

95

112

101

103

178

FZB27 Sand (S+B)

99

116

105

108

96

FZB27 Kaliumnitrat (S)

94

106

95

91

87

FZB27 Kaliumnitrat (S+B)

118

122

114

126

130

FZB27 Maisstärke (S)

90

100

95

100

133

FZB27 Maisstärke (S+B)

97

107

99

110

148


[Seite 73↓]

4.2.3.  Einfluss der Bacillus subtilis -Behandlungen auf den Krankheitsbefall der Testpflanzen

Der Krankheitsbefall der Erbsenpflanzen wurde in Form des Krankheitsindex dargestellt (Tab.18). Es zeigte sich, dass auch in der nicht inokulierten Kontrolle jeweils ein geringer spontaner Krankheitsbefall im Bereich von Hypokotyl und Wurzeln auftrat, der nicht auf Phoma pinodella zurückzuführen und bei 15 °C geringer war als bei 20 °C und 25 °C. Durch Inokulation mit dem phytopathogenen Pilz Phoma pinodella ohne zusätzliche Behandlung mit Bacillus subtilis wurde der Krankheitsindex gegebüber der unbehandelten Kontrolle bei allen Temperaturstufen signifikant erhöht und bewegte sich zwischen 43,8 % bei 25 °C und 69,1 % bei 20 °C. Durch Applikation von Bacillus subtilis konnte der Krankheitsindex um bis zu 23,1 % verringert werden. Bei einer Versuchstemperatur von 15 °C wurde bei allen Varianten mit Bakterienbehandlung mit einer Ausnahme (FZB27 auf Kaliumnitrat, Saatgutapplikation) ein geringerer Krankheitsbefall als in der inokulierten Kontrolle festgestellt, der jedoch in keinem Fall statistisch gesichert werden konnte. Bei 20 °C wurde bei zwei Varianten ein geringfügig höherer Krankheitsbefall festgestellt als bei der inokulierten Kontrolle, bei 25 °C traf dies auf drei Varianten zu. Eine zusätzliche Substratbehandlung mit Bacillus subtilis führte nicht in jedem Fall zu einer weiteren Reduktion des Krankheitsbefalls. Bei den jeweils zwei Varianten bei 20 °C bzw. 25 °C, bei denen die Verringerung des Krankheitsindex gegenüber der inokulierten Kontrolle statistisch zu sichern war, war das Bakterium jedoch als kombinierte Saatgut- und Substratbehandlung angewendet worden. Zusammengefasst über alle Temperaturstufen zeigte sich, dass im Vergleich zur inokulierten Kontrolle mit einer Ausnahme (FZB47 auf Kaliumnitrat, Saatgut- und Substratapplikation) alle Bacillus subtilis-Behandlungen zu geringeren Krankheitsindizes führten. Eine Reduktion des Krankheitsbefalls auf das Niveau der unbehandelten Kontrolle wurde nicht erreicht. Im Hinblick auf die Beeinflussung des Gesundheitszustandes der Testpflanzen nach Inokulation mit Phoma pinodella verhielten sich beide Bacillus subtilis-Stämme auf allen drei geprüften Trägerstoffen ähnlich.


[Seite 74↓]

Tab.18: Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf den Krankheitsbefall von Erbsenpflanzen nach Inokulation mit Phoma pinodella [Krankheitsindex in %, Spalte Gesamt: Krankheitsbefall in % zur inokulierten Kontrolle]
Signifikante Unterschiede gegenüber der inokulierten Kontrolle sind bei den drei Temperaturstufen mit „*“ gekennzeichnet (nach Kruskal-Wallis-H-Test).

Variante

15 °C

 

20 °C

 

25 °C

 

Gesamt

Kontrolle (unbehandelt)

2,7

*

10,0

*

9,5

*

13,6

inokulierte Kontrolle (P. pinodella)

56,7

 

69,1

 

43,8

 

100,0

FZB47 Sand (S)

47,8

 

59,5

 

33,2

 

82,1

FZB47 Sand (S+B)

49,8

 

67,3

 

34,3

 

87,9

FZB47 Kaliumnitrat (S)

48,8

 

61,0

 

44,3

 

91,9

FZB47 Kaliumnitrat (S+B)

50,1

 

70,5

 

57,1

 

107,0

FZB47 Maisstärke (S)

45,3

 

78,3

 

43,1

 

97,2

FZB47 Maisstärke (S+B)

45,7

 

61,3

 

36,5

*

84,2

FZB27 Sand (S)

51,0

 

62,6

 

41,0

 

91,4

FZB27 Sand (S+B)

49,0

 

65,3

 

38,3

 

89,6

FZB27 Kaliumnitrat (S)

56,7

 

61,9

 

39,8

 

93,6

FZB27 Kaliumnitrat (S+B)

47,1

 

51,4

*

32,1

*

76,9

FZB27 Maisstärke (S)

47,3

 

61,3

 

53,3

 

98,0

FZB27 Maisstärke (S+B)

44,8

 

51,7

*

38,2

 

80,4

4.3. Versuchsserie 3

4.3.1. Besiedlungsverhalten von Bacillus subtilis

Die Zahl anhaftender Keime von Bacillus subtilis an den behandelten Erbsensamen lag bei dieser Versuchsreihe etwas mehr als zwei Zehnerpotenzen unter dem angewandten Titer (Abb.13). Es hafteten geringfügig mehr Keime des Nutzbakteriums an den Samen als bei der vorangegangenen Versuchsserie. Im Gegensatz zu dieser wurden hier auch die etwas höheren Keimzahlen an den mit FZB47 behandelten Samen gefunden. Bei einem angewandten Titer von 108 cfu / ml war dieser Unterschied signifikant.


[Seite 75↓]

Abb.13:Mittlere Keimzahl von Bacillus subtilis FZB47 und FZB27 auf der Oberfläche von behandeltem Erbsensaatgut bei Versuchsserie 3

Abb.14:Einfluss der Temperatur, der Art der Applikation und des angewandten Titers auf die Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB47 an Erbsenwurzeln in Feldboden nach 30 Tagen
S = Saatgutbehandlung; S+B = Saatgut- und Boden-(Substrat-)behandlung

Aus der in Abb.14 gezeigten Populationsdichte von Bacillus subtilis an Erbsenwurzeln geht hervor, dass auch in Feldboden die Keimzahlen des Nutzbakteriums an der Pflanzenwurzel in Abhängigkeit von der eingebrachten Ausgangskonzentration nach 30 Tagen noch deutliche Unterschiede aufwiesen. Bei beiden verwendeten [Seite 76↓]Konzentrationen der Sporensuspension wurde die jeweils signifikant höhere Besiedlungsdichte bei kombinierter Anwendung (Saatgut- und Substratapplikation) im Vergleich zur einfachen Saatgutbehandlung ermittelt. Die bei Saatgutbehandlung mit 109 cfu / ml ermittelten Werte unterscheiden sich nur wenig von denen bei kombinierter Anwendung mit 108 cfu / ml. Durch Erhöhung der Temperatur kam es in keinem Fall zu einer signifikant höheren Keimzahl von Bacillus subtilis an den Pflanzenwurzeln.

Abb.15 gibt wieder, dass die Besiedlungsdiche des Nutzbakteriums durch Inokulation mit Phoma pinodella mit zwei Ausnahmen nicht negativ beeinflusst wurde. In vier von sechs Fällen lag die Keimzahl von Bacillus subtilis bei Anwesenheit des Pathogens sogar knapp über jener in den entsprechend nicht inokulierten Varianten. Bei alleiniger Saatgutbehandlung mit FZB47, 108 cfu / ml, war dieser Unterschied signifikant.

Beim Vergleich der Populationsdichte des mikrobiellen Antagonisten an Pflanzenwurzeln in Quarzsand und in Feldboden (Abb.16) zeigte sich prinzipiell die gleiche Tendenz, dass die Besiedlungsdichte des Nutzbakteriums abhängig war von der introduzierten Keimzahl und dass sich die höhere eingebrachte Keimzahl noch nach 30 Tagen Versuchsdauer in einer höheren Populationsdichte an den Wurzeln niederschlug. Bei Betrachtung der absoluten Werte war die Besiedlungsdichte an den Wurzeln im Vergleich beider Substrate jedoch sehr unterschiedlich. Die klar höheren Werte wurden hier durchweg im Quarzsand ermittelt, auch bei geringerer introduzierter Keimzahl und niedrigerer Versuchstemperatur. In den entsprechenden Varianten lag die Populationsdichte von Bacillus subtilis an Pflanzenwurzeln in Quarzsand um wenigstens zwei Zehnerpotenzen höher als in Feldboden. Durch die Temperatur hervorgerufene Unterschiede erschienen beim Vergleich von 20 °C und 25 °C bei beiden Substraten gering.


[Seite 77↓]

Abb.15:Einfluss einer Inokulation mit Phoma pinodella auf die Populationsdichte von Bacillus subtilis an Erbsenwurzeln in Feldboden bei 20 °C

Abb.16:Vergleich der Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis FZB27 an Erbsenwurzeln in Quarzsand und in Feldboden bei zwei Temperaturstufen und unterschiedlicher introduzierter Keimzahl
S = Saatgutbehandlung; S+B = Saatgut- und Boden-(Substrat-)behandlung

Die Betrachtung des Verhaltens von Bacillus subtilis im Substrat (hier: Feldboden) führte zu ähnlichen Ergebnissen wie im Bereich der Pflanzenwurzeln. Der entscheidende Faktor für die Beeinflussung der Populationsdichte des Nutzbakteriums war auch im Substrat die zu Versuchsbeginn durch Saatgut- bzw. Substratbehandlung [Seite 78↓]eingebrachte Keimzahl. Insbesondere eine zusätzliche Substratapplikation resultierte in zwei bis drei Zehnerpotenzen höheren Besiedlungsdichten als bei einfacher Saatgutbehandlung. Demgegenüber war der Einfluss der Versuchstemperatur sehr gering, nur selten ergaben sich statistisch gesicherte Unterschiede zwischen den einzelnen Temperaturstufen. War bei Erhöhung der Temperatur von 15 °C auf 20 °C zumeist eine tendenzielle Erhöhung der Keimzahl von Bacillus subtilis im Substrat festzustellen, so fiel diese bei 25 °C mit einer Ausnahme (FZB47 bei alleiniger Saatgutbehandlung mit 108 cfu / ml und Pathogen-Inokulation) wieder etwas ab. Das Verhalten sowie die Größenordnung, in denen sich die Keimzahlen des Nutzbakteriums im Substrat bewegten, waren im Vergleich der Stämme FZB47 (Tab.19) und FZB27 (Tab.20) kaum unterschiedlich. Die Inokulation mit Phoma pinodella hatte ebenfalls nur geringen Einfluss auf das populationsdynamische Verhalten von Bacillus subtilis. Während bei Pathogen-Inokulation zumeist etwas geringere Besiedlungsdichten bei FZB27 ermittelt wurden als ohne Pathogen, waren die ermittelten Keimzahlen von FZB47 mit Pathogen oftmals geringfügig höher als ohne.

Allgemein war in Feldboden die Populationsdichte von Bacillus subtilis im Substrat geringer als im Wurzelbereich. Allerdings war dieser Unterschied weniger deutlich erkennbar als in Quarzsand.


[Seite 79↓]

Tab.19:Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB47 in Feldboden nach 30 Tagen [log cfu / g]
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung
P = mit Pathogen-Inokulation

Variante

15 °C

 

20 °C

 

25 °C

 

108 S

3,62

b

3,81

bc

3,35

a

108 S / P

3,81

bc

4,17

ef

4,83

g

108 S+B

5,63

hi

5,50

h

4,75

g

108 S+B / P

5,55

hi

5,77

i

5,53

hi

109 S

3,83

bcd

4,09

def

3,95

cde

109 S / P

3,88

bcd

4,28

f

4,16

ef

109 S+B

6,53

k

6,50

k

6,30

k

109 S+B / P

6,44

k

6,46

k

6,34

k

Tab.20:Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB27 in Feldboden nach 30 Tagen [log cfu / g]
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung
P = mit Pathogen-Inokulation

Variante

15 °C

 

20 °C

 

25 °C

 

108 S+B

5,26

ab

6,05

d

5,46

bc

108 S+B / P

5,30

ab

5,75

c

5,13

a

109 S+B

6,41

ef

6,66

f

6,32

de

109 S+B / P

6,48

ef

6,47

ef

6,30

de

Beim in Abb.17 gezeigten Vergleich des Verhaltens von Bacillus subtilis FZB27 in Quarzsand und Feldboden wurden – ähnlich wie im Wurzelbereich – die deutlich höheren Populationsdichten in Quarzsand ermittelt. Jedoch beträgt dieser in jedem Fall signifikante Unterschied hier weniger als zwei Zehnerpotenzen, ist also etwas geringer als an den Pflanzenwurzeln (Abb.16). Sowohl in Feldboden als auch in Quarzsand führte eine Erhöhung der introduzierten Keimzahl von Bacillus subtilis zu signifikant [Seite 80↓]höheren Besiedlungsdichten am Versuchsende. Im Gegensatz dazu wurde die Populationsdichte des Bakteriums im Feldboden durch die Versuchstemperatur nicht beeinflusst. In Quarzsand dagegen kam es durch Steigerung der Versuchstemperatur auch zu einer erhöhten Keimzahl im Substrat. Bei einem angewandten Titer von 108
cfu / ml war dieser Unterschied statistisch zu sichern.

Abb.17:Vergleich der Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis FZB27 in Quarzsand und in Feldboden bei zwei Temperaturstufen und unterschiedlicher introduzierter Keimzahl
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Boden-(Substrat-)behandlung


[Seite 81↓]

4.3.2.  Einfluss der Bacillus subtilis -Behandlungen auf das Pflanzenwachstum

Im Gegensatz zu den in Quarzsand durchgeführten Versuchen wirkte sich die Inokulation mit Phoma pinodella nicht derart stark auf das Wachstum der Erbsenpflanzen aus. Bei 15 °C (Tab.21) und 25 °C (Tab.23) zeigten die Wachstumsparameter bei der inokulierten Kontrolle etwas niedrigere Werte als bei der unbehandelten Kontrolle. Bei 20 °C (Tab.22) bestand kaum ein Unterschied, teilweise wurden die höheren Werte sogar bei der mit dem Pathogen inokulierten Kontrolle ermittelt. Die Behandlungen mit Bacillus subtilis mit oder ohne zusätzliche Inokulation mit Phoma pinodella führten nicht zu signifikanten Unterschieden im Wachstum der Erbsenpflanzen gegenüber der unbehandelten und der inokulierten Kontrolle. Ausnahme: Durch die Applikation von FZB47 in einer Konzentration von 109 cfu / ml (kombinierte Anwendung, mit Pathogen) und FZB27 in einer Konzentration von 108
cfu / ml (kombinierte Anwendung, mit Pathogen) wurde bei 20 °C eine statistisch gesicherte Erhöhung der Wurzelfrischmasse gegenüber der unbehandelten Kontrolle erreicht.

Die zusammenfassende Tabelle 24 zeigt größere Sprossfrischmassen und Sprosslängen in allen Varianten im Vergleich zur mit Phoma pinodella inokulierten Kontrolle. Bei der Wurzelfrischmasse wurden mit zwei Ausnahmen (unbehandelte Kontrolle sowie FZB47 108 cfu / ml Saatgutbehandlung) ebenso höhere Werte im Vergleich zur inokulierten Kontrolle ermittelt. Bei Betrachtung der Sprossfrischmasse zeigte sich nur eine Variante (FZB27 109 cfu / ml + Pathogen) der unbehandelten Kontrolle überlegen. Die Erhöhung von Sprossfrischmasse und Sprosslänge durch die Bacillus subtilis-Applikationen gegenüber der inokulierten Kontrolle bewegte sich bei den meisten Varianten unterhalb 10 %. Im Gegensatz zu den Versuchen in Quarzsand kam es in dieser Versuchsserie durch die Behandlungen mit dem Nutzbakterium bis auf eine Ausnahme (FZB47 108 cfu / ml Saatgutbehandlung) auch zu einer Erhöhung der Wurzelfrischmassen von bis zu 22,1 % (FZB27 109 cfu / ml Saatgut- und Substrat-behandlung) gegenüber der inokulierten Kontrolle.


[Seite 82↓]

Tab.21:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen in Feldboden ohne und mit Inokulation durch Phoma pinodella bei 15 °C
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung
P = mit Pathogen-Inokulation

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge

[cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle (unbehandelt)

0,72

0,35

6,8

0,0712

0,0318

Kontrolle (P. pinodella)

0,61

0,37

6,4

0,0612

0,0456

FZB47 108 S

0,77

0,38

7,3

0,0761

0,0350

FZB47 108 S / P

0,81

0,49

7,7

0,0760

0,0354

FZB47 108 S+B

0,65

0,32

6,5

0,0646

0,0261

FZB47 108 S+B / P

0,78

0,38

7,4

0,0811

0,0332

FZB47 109 S

0,72

0,34

7,0

0,0715

0,0273

FZB47 109 S / P

0,85

0,49

7,8

0,0803

0,0344

FZB47 109 S+B

0,70

0,35

7,0

0,0741

0,0307

FZB47 109 S+B / P

0,59

0,30

6,8

0,0595

0,0260

FZB27 108 S+B

0,75

0,32

7,2

0,0801

0,0279

FZB27 108 S+B / P

0,71

0,35

7,1

0,0746

0,0265

FZB27 109 S+B

0,72

0,36

6,7

0,0734

0,0308

FZB27 109 S+B / P

0,92

0,46

8,2

0,0887

0,0348

GD (HSD) 0,05

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.


[Seite 83↓]

Tab.22:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen in Feldboden ohne und mit Inokulation durch Phoma pinodella bei 20 °C
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung
P = mit Pathogen-Inokulation

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge

[cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle (unbehandelt)

1,03

0,37

10,3

0,1001

0,0420

Kontrolle (P. pinodella)

1,04

0,42

10,9

0,0962

0,0425

FZB47 108 S

1,08

0,42

10,5

0,0951

0,0609

FZB47 108 S / P

1,06

0,49

10,8

0,0900

0,0540

FZB47 108 S+B

1,37

0,75

12,9

0,1234

0,0814

FZB47 108 S+B / P

0,98

0,43

10,8

0,0951

0,0603

FZB47 109 S

1,09

0,50

11,4

0,1006

0,0633

FZB47 109 S / P

1,06

0,41

11,6

0,1099

0,0547

FZB47 109 S+B

1,16

0,54

12,8

0,1126

0,0624

FZB47 109 S+B / P

1,16

0,68

11,7

0,1045

0,0794

FZB27 108 S+B

1,08

0,61

11,4

0,1008

0,0761

FZB27 108 S+B / P

1,15

0,69

11,6

0,1063

0,0761

FZB27 109 S+B

0,96

0,55

10,7

0,0898

0,0670

FZB27 109 S+B / P

1,07

0,48

11,2

0,1076

0,0565

GD (HSD) 0,05

n.s.

0,30

n.s.

n.s.

n.s.


[Seite 84↓]

Tab.23:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen in Feldboden ohne und mit Inokulation durch Phoma pinodella bei 25 °C
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung
P = mit Pathogen-Inokulation

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge

[cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle (unbehandelt)

1,25

0,42

10,6

0,1459

0,0389

Kontrolle (P. pinodella)

1,04

0,36

10,3

0,1114

0,0293

FZB47 108 S

1,01

0,31

9,8

0,1086

0,0259

FZB47 108 S / P

1,04

0,38

10,8

0,1000

0,0339

FZB47 108 S+B

1,12

0,33

10,2

0,1114

0,0301

FZB47 108 S+B / P

1,14

0,36

10,8

0,1080

0,0303

FZB47 109 S

1,17

0,40

10,6

0,1142

0,0328

FZB47 109 S / P

1,04

0,41

10,8

0,1172

0,0336

FZB47 109 S+B

1,14

0,42

10,8

0,1051

0,0386

FZB47 109 S+B / P

1,15

0,39

10,8

0,1162

0,0332

FZB27 108 S+B

1,00

0,36

10,4

0,0797

0,0305

FZB27 108 S+B / P

1,07

0,35

10,4

0,1153

0,0443

FZB27 109 S+B

1,19

0,42

11,2

0,1315

0,0373

FZB27 109 S+B / P

1,10

0,36

10,5

0,1203

0,0316

GD (HSD) 0,05

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.


[Seite 85↓]

Tab.24:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen in Feldboden ohne und mit Inokulation durch Phoma pinodella [% zur inokulierten Kontrolle]
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung
P = mit Pathogen-Inokulation

Variante

FM Spross

FM Wurzel

Spross-länge

TM Spross

TM Wurzel

Kontrolle (unbehandelt)

114,0

97,3

100,3

107,4

100,4

Kontrolle (P. pinodella)

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

FZB47 108 S

106,3

89,2

100,6

96,1

94,6

FZB47 108 S / P

103,6

110,3

107,0

91,9

100,0

FZB47 108 S+B

109,5

118,4

106,5

102,0

93,5

FZB47 108 S+B / P

106,0

100,9

106,1

98,1

108,6

FZB47 109 S

105,0

106,4

103,9

97,8

97,8

FZB47 109 S / P

110,1

109,9

111,4

105,5

103,7

FZB47 109 S+B

107,6

112,9

111,5

100,4

107,3

FZB47 109 S+B / P

101,5

118,7

105,6

94,7

115,4

FZB27 108 S+B

104,1

107,7

104,8

91,5

102,8

FZB27 108 S+B / P

105,1

115,6

105,7

101,4

112,9

FZB27 109 S+B

105,5

122,1

107,0

99,7

117,1

FZB27 109 S+B / P

115,8

114,0

110,4

109,1

122,9

4.3.3. Einfluss der Bacillus subtilis -Behandlungen auf den Krankheitsbefall der Testpflanzen

Bei Betrachtung des Krankheitsindex der Testpflanzen ist festzustellen, dass der in der unbehandelten Kontrolle aufgetretene spontane Krankheitsbefall weitaus höher lag als bei den Versuchen in Quarzsand. Das trifft insbesondere bei Versuchstemperaturen von 20 °C und 25 °C zu. In der inokulierten Kontrolle war der Krankheitsbefall im Wurzel- und Hypokotylbereich der Erbsenpflanzen grundsätzlich höher als in der unbehandelten Kontrolle, jedoch ließ sich dieser Unterschied nur bei einer Temperatur von 15 °C [Seite 86↓]statistisch sichern. Mit zwei Ausnahmen bei 20 °C und einer Ausnahme bei 25 °C wiesen die Pflanzen in den mit Bacillus subtilis behandelten Varianten einen geringeren Krankheitsbefall auf als jene in der inokulierten Kontrolle. Das traf auch auf diejenigen Varianten zu, die außer mit der Bakteriensuspension auch mit Phoma pinodella behandelt worden waren. Vor allem bei Temperaturen von 15 °C und 20 °C war die Verbesserung der Pflanzengesundheit durch Applikation von Bacillus subtilis gegenüber der mit dem Pathogen inokulierten Kontrolle bei vielen Varianten statistisch abzusichern (Tab.25).

Tab.25:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf den Krankheitsbefall von Erbsenpflanzen in Feldboden ohne und mit Inokulation durch Phoma pinodella [Krankheitsindex in %, Spalte Gesamt: Krankheitsbefall in % zur inokulierten Kontrolle]
Signifikante Unterschiede gegenüber der inokulierten Kontrolle sind bei den drei Temperaturstufen mit „*“ gekennzeichnet (nach Kruskal-Wallis-H-Test).
P = mit Pathogen-Inokulation

Variante

15 °C

 

20 °C

 

25 °C

 

Gesamt

Kontrolle (unbehandelt)

15,6

*

35,8

 

37,5

 

63,2

inokulierte Kontrolle (P. pinodella)

53,4

 

38,5

 

48,9

 

100,0

FZB47 108 S

18,3

*

39,6

 

34,2

*

65,3

FZB47 108 S / P

34,2

 

27,3

 

34,8

*

68,4

FZB47 108 S+B

20,3

*

31,7

 

30,2

*

58,3

FZB47 108 S+B / P

33,3

*

37,3

 

33,8

*

74,1

FZB47 109 S

19,6

*

26,7

 

24,3

*

50,1

FZB47 109 S / P

33,8

*

40,4

 

40,8

 

81,6

FZB47 109 S+B

20,8

*

11,0

*

28,6+

0

*

42,5

FZB47 109 S+B / P

32,5

*

20,7

*

44,8

 

69,5

FZB27 108 S+B

21,0

*

10,5

*

33,5

*

46,2

FZB27 108 S+B / P

35,3

 

32,0

 

58,5

 

89,3

FZB27 109 S+B

34,8

 

12,2

*

32,1

*

56,2

FZB27 109 S+B / P

20,7

*

27,5

 

32,7

*

57,4


[Seite 87↓]

Die Relativwerte im Mittel aller drei Versuche wiesen eine klare Senkung des Krankheitsindex durch Einsatz des Nutzbakteriums aus. Dieser lag bei den mit Bacillus subtilis behandelten Pflanzen um bis zu 57,5 % (FZB47 109 cfu / ml, Saatgut- und Substratbehandlung) unter dem der inokulierten Kontrolle. Das bedeutet, es konnte im Feldboden ein wesentlich besserer Effekt gegen den Krankheitserreger erzielt werden als in Quarzsand.

4.4. Langzeitversuch

4.4.1. Besiedlungsverhalten von Bacillus subtilis

Bei dem über 60 Tage gelaufenen Langzeitversuch wurden die Erbsensamen mit einer Sporensuspension der Bacillus subtilis-Isolate FZB47 und FZB27 in einer Konzentration von 108 cfu / ml behandelt. Abb.18 zeigt, dass die Anzahl der an den Erbsensamen wiedergefundenen Bacillus subtilis-Keime etwas mehr als zwei Zehnerpotenzen unter dem angewandten Titer lag. Dabei wiesen die mit FZB27 behandelten Samen geringfügig höhere Keimzahlen auf als die mit FZB47 behandelten. Diese Differenz war jedoch nicht signifikant.

Die sich aus diesen Ausgangswerten ergebenden Populationsdichten von Bacillus subtilis im Substrat (Feldboden) nach 60 Tagen Versuchsdauer sind in Abb.19 dargestellt. Daraus geht hervor, dass die Besiedlungsdichte des Nutzbakteriums in Feldboden bei alleiniger Saatgutbehandlung signifikant geringer war als bei Substratbehandlung und kombinierter Anwendung. Dabei war die Keimzahl von Bacillus subtilis bei Saatgut- und Substratbehandlung nur unwesentlich und nicht signifikant höher als bei alleiniger Substratbehandlung. Die Populationsdichte von FZB27 (kombinierte Anwendung) war etwas niedriger als von FZB47 (kombinierte Anwendung). Dieser Unterschied war statistisch abzusichern.


[Seite 88↓]

Abb.18:Mittlere Keimzahl von Bacillus subtilis auf der Oberfläche von behandeltem Erbsensaatgut beim Langzeitversuch
angewandter Titer: 108 cfu B. subtilis / ml

Der in Abb.20 dargestellte Vergleich der Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis in Feldboden nach 30 Tagen (Werte aus Versuchsserie 3) und nach 60 Tagen zeigt, dass sich bei FZB47 die Werte nach 30 und nach 60 Tagen kaum unterschieden. Sowohl bei alleiniger Saatgutbehandlung als auch bei kombinierter Saatgut- und Substratbehandlung waren keine signifikanten Differenzen hinsichtlich der Populationsdichte der Bakterien zu den genannten beiden Ermittlungszeitpunkten festzustellen. Im Gegensatz dazu lag die Keimzahl von Bacillus subtilis FZB27 (kombinierte Anwendung) in Feldboden nach 60 Tagen signifikant unter dem nach 30 Tagen ermittelten Wert. Nach 30 Tagen war die Keimzahl von FZB27 (kombinierte Anwendung) signifikant höher als von FZB47 (kombinierte Anwendung), nach 60 Tagen fiel der Wert auf das Niveau von FZB47 bei gleicher Art der Anwendung und gleichem applizierten Titer zurück.


[Seite 89↓]

Abb.19:Populationsdichte von Bacillus subtilis in Feldboden nach 60 Tagen
S = Saatgutbehandlung, B = Substratbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Abb.20: Vergleich der Populationsdichte von Bacillus subtilis in Feldboden nach 30 und nach 60 Tagen
S = Saatgutbehandlung
S+B = Saatgut- und Substratbehandlung


[Seite 90↓]

4.4.2.  Einfluss der Bacillus subtilis -Behandlungen auf das Pflanzenwachstum

Der Einfluss der Bacillus subtilis-Behandlungen auf das Wachstum der Erbsenpflanzen beim Langzeitversuch ist in Tab.26 dargestellt. Ähnlich wie nach 30 Tagen Versuchsdauer waren auch nach 60 Tagen trotz der größeren Anzahl an Wiederholungen bei den einzelnen Wachstumsparametern kaum signifikante Unterschiede zwischen den Varianten festzustellen. Lediglich durch die alleinige Substratbehandlung mit FZB47 wurde bei Wurzelfrischmasse und Sprosslänge eine Überlegenheit gegenüber der unbehandelten Kontrolle nachgewiesen.

Tab.26:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen in Feldboden bei 20 °C nach 60 Tagen Versuchsdauer
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse
S = Saatgutbehandlung, B = Substratbehandlung, S+B = Saatgut- und Substratbehandlung

Variante

FM Spross

[g]

FM Wurzel [g]

FM Früchte [g]

Spross-länge [cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle

1,49

0,29

0,54

14,1

0,2418

0,0277

FZB47 108 S

1,31

0,33

0,45

14,5

0,1882

0,0290

FZB47 108 B

1,53

0,41

0,50

15,5

0,2431

0,0352

FZB47 108 S+B

1,37

0,33

0,46

13,8

0,2278

0,0337

FZB27 108 S+B

1,26

0,34

0,43

14,0

0,1942

0,0335

GD (HSD) 0,05

n.s.

0,09

n.s.

1,3

n.s.

n.s.

       

relative Werte [% zur Kontrolle]

   

Kontrolle

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

FZB47 108 S

88,1

112,8

83,5

102,5

77,8

104,7

FZB47 108 B

102,7

140,8

92,0

110,0

100,5

127,1

FZB47 108 S+B

92,3

113,4

85,5

97,8

94,2

121,7

FZB27 108 S+B

84,9

117,4

79,8

99,3

80,3

120,9


[Seite 91↓]

Bei Betrachtung der relativen Werte in Tab.26 wird deutlich, dass sich der Einfluss der Bacillus subtilis-Behandlungen in erster Linie in einem kräftigeren Wurzelsystem der Testpflanzen äußerte. Gegenüber der unbehandelten Kontrolle kam es durch Applikation von FZB47 (Substratbehandlung) zu einer mehr als 40 %igen Erhöhung der Wurzelfrischmasse. Bei Frisch- und Trockenmasse des Sprosses sowie der Sprosslänge wurde dagegen in vielen Fällen eine leichten Verminderung des Wachstums durch die Behandlungen mit Bakteriensuspensionen ermittelt. Auch die Fruchtentwicklung war bei allen Bacillus subtilis-Varianten nach 60 Tagen noch nicht so weit fortgeschritten wie bei der unbehandelten Kontrolle.

4.4.3. Einfluss der Bacillus subtilis -Behandlungen auf den Krankheitsbefall der Testpflanzen

Tab.27:Einfluss verschiedener Bacillus subtilis-Behandlungen auf den Krankheitsindex von Erbsenpflanzen in Feldboden ohne Inokulation mit Phoma pinodella nach 60 Tagen bei 20 °C
Signifikante Unterschiede gegenüber der Kontrolle sind mit „*“ gekennzeichnet (nach Kruskal-Wallis-H-Test).

Variante

Krankheits-index [%]

 

% zur Kontrolle

Kontrolle

44,0

 

100,0

FZB47 108 S

47,0

 

106,8

FZB47 108 B

34,9

 

79,3

FZB47 108 S+B

33,7

 

76,6

FZB27 108 S+B

51,5

 

117,1

Beim Langzeitversuch wurde keine Inokulation mit einem phytopathogenen Pilz vorgenommen – es handelt sich bei dem in Tab.27 in Form des Krankheitsindex dargestellten Krankheitsbefalls der Erbsenpflanzen also ausschließlich um spontanen Befall mit bodenbürtigen Krankheitserregern. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache lag der Krankheitsindex in der unbehandelten Kontrolle mit 44 % recht hoch. Durch die Applikation von Bacillus subtilis wurde keine signifikante Beeinflussung des Krankheitsbefalls festgestellt. Der Wert für den Krankheitsindex lag um bis zu 17,1 % [Seite 92↓]über (FZB27, kombinierte Anwendung) bzw. 23,4 % unter (FZB47, kombinierte Anwendung) dem der unbehandelten Kontrolle.

4.5. Einzelversuche zur Untersuchung von Populations- und Aktivitätsdynamik von Bacillus subtilis

4.5.1. Populationsdynamik

Die Behandlung mit einer Bacillus subtilis-Sporensuspension der Konzentration 108
cfu / ml resultierte in Keimzahlen von log cfu 6,39 bis 6,46 an den Erbsensamen. Dabei wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Versuchen in Quarzsand und Feldboden sowie zwischen den Isolaten FZB47 und FZB27 festgestellt (Abb.21).

Abb.21:Mittlere Keimzahl von Bacillus subtilis auf der Oberfläche von behandeltem Erbsensaatgut bei den Einzelversuchen zur Populations- und Aktivitätsdynamik
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml


[Seite 93↓]

Abb.22:Entwicklung der Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB47 in der Rhizosphäre von Erbsenpflanzen in Quarzsand
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml

Wie Abb.22 zeigt, wurden beim Vergleich von alleiniger Saatgutbehandlung und kombinierter Anwendung im Rhizosphärenbereich (Quarzsand) deutliche Unterschiede sichtbar. Mit Ausnahme der ersten beiden Probenahmetermine wurden die höchsten Werte bei Saatgut- und Substratapplikation ermittelt. Bei alleiniger Saatgutbehandlung bewegte sich die Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis im Rhizosphärenbereich außer am 2. Probenahmetermin (nach 10 Tagen) zwischen 105 und 106 cfu / g Wurzeltrockenmasse. Zwar stieg zu den letzten beiden Probenahmezeitpunkten die Keimzahl des Nutzbakteriums gegenüber den vorherigen beiden Terminen signifikant an, jedoch war insgesamt hinsichtlich der Populationsentwicklung ein eher negativer Trend zu verzeichnen. Ein etwas anderes Besiedlungsverhalten war bei kombinierter Anwendung festzustellen. Die Populationsdichte des untersuchten Bakteriums, die im Versuchszeitraum zwischen 106 und 107 cfu / g Wurzeltrockenmasse lag, war gegen Versuchsende geringfügig höher als zu den ersten beiden Probenahmeterminen. FZB27 Saatgut- und Substratbehandlung zeigte ein ähnliches Verhalten wie FZB47 Saatgut- und Substratbehandlung, weshalb auf deren Darstellung verzichtet wurde. Bei alleiniger Substratbehandlung mit FZB47 lag die Besiedlungsdichte in der Rhizosphäre zu [Seite 94↓]Versuchsbeginn geringfügig höher als bei kombinierter Anwendung, nahm dann bis etwa 20 Tage nach der Aussaat ab, um zum Versuchsende hin wiederum anzusteigen.

Im Feldboden lag die Populationsdichte von Bacillus subtilis in der Rhizosphäre bei kombinierter Anwendung in der gleichen Größenordnung wie in Quarzsand. Demgegenüber wurden bei einfacher Saatgutbehandlung niedrigere Werte ermittelt als in Quarzsand. Wie in diesem, so zeigte sich auch hier tendenziell eine leichte Abnahme der Keimzahl des Nutzbakteriums im Laufe des Versuches. Bei Saatgut- und Substratapplikation stieg die Populationsdichte zunächst an und erreichte am 10. und 15. Tag ihr Maximum, fiel danach jedoch wieder ab. Bei alleiniger Substratbehandlung war ein signifikanter Anstieg der Besiedlungsdichte zum Versuchsende hin zu verzeichnen (Abb.23).

Abb.23:Entwicklung der Populationsdichte von Bacillus subtilis FZB47 in der Rhizosphäre von Erbsenpflanzen in Feldboden
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml

Bei Betrachtung der Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis im Bereich der Rhizoplane war zu ersehen, dass diese bei dem in Quarzsand durchgeführten Versuch geringfügig höher lag als in der Rhizosphäre (Tab.28). Zudem war bei den meisten Varianten ein leichter Anstieg der Keimzahl des introduzierten Bakteriums zu beobachten. Während sich die Populationsdichte zwischen den Varianten mit Saatgut- und [Seite 95↓]Substratbehandlung bzw. einfacher Substratbehandlung kaum unterschied, lagen die Werte bei alleiniger Saatgutbehandlung sehr deutlich unter denen der anderen Varianten. Das traf auch für den Versuch in Feldboden zu. Hier allerdings bewegten sich die Keimzahlen von Bacillus subtilis im Bereich der Rhizoplane geringfügig unter denen in der Rhizosphäre, außer bei alleiniger Saatgutbehandlung. Die Besiedlungsdichte schwankte im Lauf des Versuches zwar etwas, eine Tendenz in die eine oder andere Richtung abzulesen erschien jedoch schwierig.

Tab.28:Entwicklung der Populationsdichte von Bacillus subtilis in der Rhizoplane von Erbsenpflanzen bei 30 Tagen Versuchsdauer [log cfu / g Trockenmasse]
n.e. = nicht ermittelt

Variante

Tage nach Aussaat

 

5

10

15

20

25

30

Quarzsand

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

5,57

a

6,52

b

8,12

k

6,84

c

7,04

cd

7,06

cd

FZB47 108 B

6,87

c

6,93

c

7,21

de

7,23

defg

7,45

efghi

7,43

efghi

FZB47 108 S+B

6,93

c

7,24

defg

7,48

ghi

7,51

hi

7,45

efghi

7,56

i

FZB27 108 S+B

7,22

def

7,27

defg

7,34

efghi

7,47

fghi

7,43

efghi

7,53

i

Feldboden

            

FZB47 108 S

n.e.

5,04

a

5,10

a

5,12

a

5,20

a

5,08

a

FZB47 108 B

n.e.

6,11

cd

5,97

cd

5,45

ab

5,96

cd

5,81

bc

FZB47 108 S+B

n.e.

5,79

bc

5,45

ab

6,01

cd

6,07

cd

6,00

cd

FZB27 108 S+B

n.e.

5,90

c

6,09

cd

5,92

cd

6,09

cd

6,34

d

Im Substrat wurden bei alleiniger Saatgutbehandlung deutlich niedrigere Keimzahlen von Bacillus subtilis ermittelt als bei den Varianten, bei denen auch eine Substratapplikation erfolgte. Dies trat in Feldboden besonders auffällig zutage. In Quarzsand stieg in der Variante mit alleiniger Saatgutbehandlung die Besiedlungsdichte im Versuchsverlauf jedoch um mehr als eine Zehnerpotenz an. Ansonsten blieben die Keimzahlen im Substrat während der Versuchsdauer weitgehend konstant; im Feldboden war ein leichter Rückgang der Populationsdichte zum Versuchsende hin zu verzeichnen. Bei dem in Quarzsand durchgeführten Versuch war das Substrat weniger [Seite 96↓]stark mit dem introduzierten Bakterium besiedelt als Rhizosphäre und Rhizoplane. Das war im Feldboden nicht der Fall. Tab.29 zeigt, dass die im Feldboden ermittelten Keimzahlen zumeist über denen im Quarzsand lagen.

Tab.29:Entwicklung der Populationsdichte von Bacillus subtilis im Substrat bei 30 Tagen Versuchsdauer [log cfu / g Trockenmasse]
n.e. = nicht ermittelt

Variante

Tage nach Aussaat

 

5

10

15

20

25

30

Quarzsand

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

2,95

a

2,82

a

3,50

b

4,97

d

4,18

c

4,03

c

FZB47 108 B

5,54

ef

5,43

ef

5,51

ef

6,35

i

5,43

ef

5,67

fg

FZB47 108 S+B

5,49

ef

5,57

ef

5,48

ef

7,01

k

5,43

ef

5,85

gh

FZB27 108 S+B

5,85

gh

5,44

ef

5,46

ef

6,78

k

5,37

e

5,98

h

Feldboden

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

3,13

ab

3,14

ab

3,26

b

3,60

c

3,12

ab

2,97

a

FZB47 108 B

n.e.

 

6,15

hik

6,09

ghik

6,02

fghi

5,98

fghi

5,58

de

FZB47 108 S+B

n.e.

 

6,25

ik

5,95

fgh

5,85

fg

5,54

d

5,90

fgh

FZB27 108 S+B

n.e.

 

6,23

ik

6,31

k

5,83

efg

5,76

def

5,94

fgh

Die in Tab.30 dargestellten Gesamtkeimzahlen an der Wurzelspitze der Erbsenpflanzen bewegten sich in Quarzsand während der 30 Tage Versuchsdauer zwischen 106 und 1010 cfu / g Wurzeltrockenmasse. Dabei war bei der unbehandelten Kontrolle und bei alleiniger Saatgutbehandlung nach 5 Tagen ein signifikant niedrigerer Wert festzustellen als bei den übrigen Varianten. Außer bei FZB47, Saatgut- und Substratbehandlung, war vom 5. bis zum 15. Tag ein signifikanter Anstieg der Gesamtkeimzahl an der Wurzelspitze zu beobachten. Im Zeitraum vom 15. bis zum 30. Tag nach der Aussaat war kein eindeutiger Trend mehr feststellbar, die Gesamtkeimzahlen lagen bei allen Varianten zwischen 108 und 1010 cfu / g Wurzeltrockenmasse. Ein statistisch abzusichernder Anstieg der Gesamtkeimzahl an der Wurzelspitze bei allen Varianten vom 5. bis zum 15. Tag nach der Aussaat wurde auch in Feldboden deutlich, ebenso die recht geringfügige Veränderung der Gesamtkeimzahl [Seite 97↓]vom 15. bis zum 30. Tag nach der Aussaat. Eine signifikant niedrigere Keimzahl nach 5 Tagen bei der Kontrolle und alleiniger Saatgutbehandlung war hier allerdings nicht zu beobachten. Im Feldboden lagen die Gesamtkeimzahlen an der Wurzelspitze während des Versuchszeitraumes im Bereich zwischen 108 und 1011 cfu / g Wurzeltrockenmasse und damit im Durchschnitt höher als in Quarzsand.

Tab.30:Entwicklung der Gesamtkeimzahl an der Wurzelspitze von Erbsenpflanzen im Verlauf von 30 Tagen Versuchsdauer [log cfu / g Trockenmasse]

Variante

Tage nach Aussaat

 

5

10

15

20

25

30

Quarzsand

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kontrolle

6,86

a

8,20

c

8,71

def

9,31

hik

9,28

ghik

9,01

fg

FZB47 108 S

6,99

a

8,23

c

8,95

efg

8,75

def

9,66

lm

8,78

def

FZB47 108 B

8,48

cd

8,20

c

9,27

ghik

9,68

lm

9,41

ik

9,17

gh

FZB47 108 S+B

9,75

m

7,73

b

9,22

ghi

9,51

kl

9,21

gh

8,97

efg

FZB27 108 S+B

7,77

b

8,62

d

9,04

fg

9,51

kl

8,64

de

9,41

ik

Feldboden

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kontrolle

9,26

b

9,87

defg

10,31

i

10,14

fghi

10,00

efghi

10,19

ghi

FZB47 108 S

9,26

b

9,84

def

9,62

cd

9,83

def

9,82

def

9,95

efgh

FZB47 108 B

9,32

bc

9,82

def

10,19

ghi

10,37

i

10,20

ghi

9,96

efgh

FZB47 108 S+B

9,13

a

9,91

defg

10,07

efghi

10,26

hi

9,91

defg

9,82

def

FZB27 108 S+B

8,84

a

9,77

de

9,83

def

9,90

defg

9,88

defg

10,09

efghi

Die Gesamtkeimzahlen im Substrat (Tab.31) waren sowohl in Quarzsand als auch in Feldboden über den gesamten Versuchszeitraum deutlich geringer als an der Wurzelspitze. In Quarzsand war außer bei FZB47 Substratbehandlung sowie FZB47 Saatgut- und Substratbehandlung ein leichter Aufwärtstrend im Laufe des Versuches erkennbar. In Feldboden lagen die Gesamtkeimzahlen durchschnittlich um eine Zehnerpotenz höher als in Quarzsand, zum Anfang des Versuches war diese Differenz noch größer. Im Gegensatz zu Quarzsand war die Gesamtkeimzahl in Feldboden nach 30 Tagen Versuchsdauer bei allen Varianten signifikant geringer als nach 5 Tagen. [Seite 98↓]Wesentliche Unterschiede zwischen der Kontrolle und den behandelten Varianten bestanden in beiden verwendeten Substraten nicht.

Tab.31:Entwicklung der Gesamtkeimzahl im Substrat im Verlauf von 30 Tagen Versuchsdauer [log cfu / g Trockenmasse]
n.e. = nicht ermittelt

Variante

Tage nach Aussaat

 

5

10

15

20

25

30

Quarzsand

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kontrolle

5,70

a

6,44

bcdefg

6,88

ikl

6,87

ikl

7,18

lm

7,04

kl

FZB47 108 S

5,75

a

6,42

bcdefg

6,65

defghi

6,43

bcdefg

7,42

m

6,65

cdefgh

FZB47 108 B

n.e.

 

6,94

ikl

6,40

bcdef

6,50

cdefgh

6,52

cdefgh

6,36

bcde

FZB47 108 S+B

6,74

ghik

6,62

cdefgh

6,52

cdefgh

6,91

ikl

6,54

cdefgh

6,70

fghik

FZB27 108 S+B

6,11

b

6,34

bcd

6,87

ikl

6,69

efghi

6,32

bc

6,82

hik

Feldboden

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kontrolle

8,05

c

8,20

d

7,59

ab

7,40

ab

7,51

ab

7,54

ab

FZB47 108 S

8,24

d

7,60

ab

7,51

ab

7,44

ab

7,56

ab

7,43

ab

FZB47 108 B

8,19

d

8,19

d

7,60

ab

7,42

ab

7,34

a

7,56

ab

FZB47 108 S+B

8,13

d

8,34

d

7,52

ab

7,38

a

7,59

ab

7,70

abc

FZB27 108 S+B

8,16

d

7,75

bc

7,54

ab

7,38

a

7,46

ab

7,68

ab


[Seite 99↓]

4.5.2.  Aktivitätsdynamik

Die Aktivität von Bacillus subtilis, ermittelt anhand des Versporungsgrades, zeigte im Lauf des Versuches starke Schwankungen, die keine klare Tendenz erkennen ließen (Tab.32-34).

Tab.32:Aktivitätsdynamik von Bacillus subtilis in der Rhizosphäre von Erbsenpflanzen bei 30 Tagen Versuchsdauer, gemessen am Versporungsgrad [%]

Variante

Tage nach Aussaat

 

5

10

15

20

25

30

Quarzsand

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

100

85

63

100

97

98

FZB47 108 B

75

73

98

100

96

100

FZB47 108 S+B

92

98

92

64

63

100

FZB27 108 S+B

100

100

100

100

100

99

Feldboden

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

74

100

75

100

100

100

FZB47 108 B

83

100

97

100

100

60

FZB47 108 S+B

96

74

60

100

68

100

FZB27 108 S+B

75

94

81

54

91

93


[Seite 100↓]

Tab.33:Aktivitätsdynamik von Bacillus subtilis in der Rhizoplane von Erbsenpflanzen bei 30 Tagen Versuchsdauer, gemessen am Versporungsgrad [%]; n.e. = nicht ermittelt

Variante

Tage nach Aussaat

 

5

10

15

20

25

30

Quarzsand

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

98

100

77

96

97

86

FZB47 108 B

100

80

70

93

96

100

FZB47 108 S+B

100

56

84

59

63

90

FZB27 108 S+B

99

68

68

67

100

79

Feldboden

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

n.e.

75

50

64

40

100

FZB47 108 B

n.e.

100

71

73

100

100

FZB47 108 S+B

n.e.

61

100

80

89

97

FZB27 108 S+B

n.e.

76

100

57

83

88

Tab.34:Aktivitätsdynamik von Bacillus subtilis im Substrat bei 30 Tagen Versuchsdauer, gemessen am Versporungsgrad [%]

Variante

Tage nach Aussaat

 

5

10

15

20

25

30

Quarzsand

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

100

71

100

91

85

93

FZB47 108 B

94

77

97

87

68

98

FZB47 108 S+B

83

91

79

93

72

94

FZB27 108 S+B

75

83

88

93

80

100

Feldboden

 

 

 

 

 

 

FZB47 108 S

32

100

84

49

89

89

FZB47 108 B

n.e.

96

95

61

85

71

FZB47 108 S+B

n.e.

61

96

61

75

70

FZB27 108 S+B

n.e.

41

76

78

73

100


[Seite 101↓]

Abb.24:Mittlerer Versporungsgrad von Bacillus subtilis an Erbsenwurzeln und im Substrat bei 20 °C

In Abb.24 sind die Versporungsgrade über alle Probenahmetermine zusammengefasst. Im Mittel lag der Versporungsgrad von Bacillus subtilis bei beiden Versuchen etwa zwischen 75 % und 95 %. In Quarzsand wurden im Substrat und im Rhizosphärenbereich Versporungsgrade um 90 % ermittelt. Die größte Aktivität der introduzierten Bakterien war im Bereich der Rhizoplane festzustellen. Hier lagen noch 78,7 % der Bakterienzellen versport vor. In Feldboden wurden im Substrat und in der Rhizosphäre deutlich niedrigere Versporungsgrade als bei dem in Quarzsand durchgeführten Versuch ermittelt. Dagegen war die Aktivität im Bereich der Rhizoplane kaum unterschiedlich. Im Feldboden wurde mit 78,2 % der niedrigste Versporungsgrad und damit die höchste Aktivität im Substrat festgestellt.

4.6. Komplexversuche

4.6.1. Besiedlungsverhalten von Bacillus subtilis

Die in Abb.25 dargestellte Keimzahl von Bacillus subtilis auf der Oberfläche des behandelten Erbsensaatgutes lag knapp drei Zehnerpotenzen unter dem behandelten Titer. Bei FZB47 in Kombination mit dem Neem-Präparat Rakshak Gold war die Bakterienkeimzahl an den Samen bei den beiden Versuchen in Aussaaterde signifikant höher als bei dem Versuch in Feldboden. Zwischen einer Behandlung mit FZB47 allein [Seite 102↓]und FZB47 in Kombination mit Rakshak Gold bestanden kaum Unterschiede, auch wenn die Anzahl der am Saatgut anhaftenden Keime der introduzierten Bakterien beim Klimakammer-Versuch in Aussaaterde bei der kombinierten Anwendung signifikant höher war als bei einfacher Applikation von FZB47 (Abb.25).

Abb.25:Mittlere Keimzahl von Bacillus subtilis auf der Oberfläche von behandeltem Erbsensaatgut bei den Komplexversuchen in Feldboden und Aussaaterde (GWH = Gewächshaus; KK = Klimakammer)
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml


[Seite 103↓]

Abb.26:Populationsdichte von Bacillus subtilis in der Rhizosphäre von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen mit und ohne Pathogen-Inokulation und Neem-Zusatz (GWH = Gewächshaus, KK = Klimakammer, RG = Rakshak Gold)
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml

Bei Betrachtung der Populationsdichte von Bacillus subtilis in der Rhizosphäre nach 30 Tagen Versuchsdauer (Abb.26) wird deutlich, dass diese in Feldboden (Gewächshausversuch) am niedrigsten war. Bei dem Versuch in Aussaaterde (Gewächshausversuch) wurden mit einer Ausnahme (FZB47 + Phoma pinodella) statistisch nachweisbar höhere Besiedlungsdichten ermittelt als in Feldboden. Die höchsten Keimzahlen von Bacillus subtilis in der Rhizosphäre der Erbsenpflanzen wurden durchweg beim Klimakammer-Versuch in Aussaaterde gefunden. Außer der alleinigen Anwendung von FZB47 war dieser Unterschied gegenüber den anderen beiden Versuchen statistisch abzusichern.

In Feldboden lag die Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis in der Rhizosphäre bei allen Varianten recht konstant bei etwa 106 cfu / g Trockenmasse. Lediglich bei alleiniger Applikation von FZB47 wurde eine signifikant höhere Populationsdichte gegenüber allen anderen Varianten dieses Versuches ermittelt. Auch beim [Seite 104↓]Gewächshausversuch in Aussaaterde wurde die höchste Keimzahl der introduzierten Bakterien bei alleiniger Behandlung mit FZB47 festgestellt. Die Inokulation mit den phytopathogenen Pilzen, insbesondere mit Phoma pinodella, führte zu signifikant geringeren Populationsdichten von Bacillus subtilis. Kaum Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten zeigten sich beim Klimakammer-Versuch in Aussaaterde, bei dem die Keimzahl von Bacillus subtilis zwischen 107 und 108 cfu / g Trockenmasse lag. Insgesamt blieb der Zusatz von Rakshak Gold bei allen drei Versuchen weitgehend ohne Einfluss auf die Populationsdichte des Nutzbakteriums. Einzige Ausnahme: Beim Gewächshausversuch in Aussaaterde wurde die Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis FZB47 bei Inokulation mit Phoma pinodella durch den Neem-Zusatz signifikant erhöht.

Die Populationsdichte von FZB47 in der Rhizoplane (Abb.27) wurde nur für die beiden Versuche in Aussaaterde ermittelt. Die Keimzahl der Nutzbakterien bewegte sich in beiden Versuchen um 106 cfu / g Trockenmasse und war somit etwas niedriger als im Rhizosphärenbereich. Bei den Varianten „FZB47“ und „FZB47 + Phoma pinodella“ war die Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis im Gewächshausversuch tendenziell erhöht gegenüber dem Versuch in der Klimakammer. Bei den anderen drei Varianten wurden die höheren Werte im Klimakammer-Versuch ermittelt.

Abb.27:Populationsdichte von Bacillus subtilis in der Rhizoplane von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen mit und ohne Pathogen-Inokulation und Neem-Zusatz (GWH = Gewächshaus, KK = Klimakammer, RG = Rakshak Gold)
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml


[Seite 105↓]

Im Substrat (Abb.28) wurden beim Gewächshausversuch in Feldboden Populationsdichten von Bacillus subtilis im Bereich zwischen 105 und 106 cfu / g Trockenmasse festgestellt. Die Werte waren damit etwas geringer als im Rhizosphärenbereich. Die Inokulation mit Phoma pinodella sowie Rhizoctonia solani hatten keine Reduktion der Besiedlungsdichte von Bacillus subtilis im Substrat zur Folge. Der Zusatz von Rakshak Gold blieb auch hier ohne Einfluss auf die Keimzahl der introduzierten Bakterien. In Aussaaterde lag die Populationsdichte von Bacillus subtilis im Bereich zwischen 106 und 107 cfu / g Trockenmasse und damit grundsätzlich signifikant über den in Feldboden ermittelten Werten. Innerhalb der Varianten wurden in Aussaaterde keine statistisch abzusichernden Unterschiede zwischen dem Versuch in der Klimakammer und dem unter Gewächshausbedingungen festgestellt. Die Zugabe von Rakshak Gold sowie die Inokulation mit Phoma pinodella bzw. Rhizoctonia solani hatte ebenfalls keine signifikante Änderung der Keimzahl von Bacillus subtilis in Aussaaterde zur Folge.

Abb.28:Populationsdichte von Bacillus subtilis im Substrat nach 30 Tagen mit und ohne Pathogen-Inokulation und Neem-Zusatz (GWH = Gewächshaus, KK = Klimakammer, RG = Rakshak Gold)
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml


[Seite 106↓]

Die Gesamtkeimzahlen an der Wurzelspitze von Erbsenpflanzen (Tab.35) bewegten sich bei allen drei Versuchen und allen Varianten zwischen 109 und 1010 cfu / g Trockenmasse. Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten gab es kaum. Bei dem Klimakammer-Versuch in Aussaaterde wurden grundsätzlich geringere Werte ermittelt als bei den Gewächshausversuchen in Aussaaterde und Feldboden.

Im Substrat lagen die Gesamtkeimzahlen um ca. 2 Zehnerpotenzen unter denen an der Wurzelspitze. Gegenüber den vor den Versuchen ermittelten Ausgangswerten im Substrat war nach 30 Tagen Versuchsdauer in jedem Fall ein signifikanter Anstieg zu verzeichnen. Zwischen den einzelnen Varianten bestanden bei beiden Versuchen in Aussaaterde keine statistisch zu sichernden Unterschiede. In Feldboden wurden bei den beiden Varianten mit Zusatz des Neem-Präparates die höchsten Gesamtkeimzahlen festgestellt (Tab.36).

Tab.35:Einfluss verschiedener Behandlungen auf die Gesamtkeimzahlen an der Wurzelspitze von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer [log cfu / g Trockenmasse]
GWH = Gewächshaus, KK = Klimakammer, RG = Rakshak Gold
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml

Variante

Versuch

 

Feldboden (GWH)

Aussaaterde (GWH)

Aussaaterde (KK)

FZB47

9,66

defg

9,75

fg

9,41

abcd

FZB47 + P. pinodella

9,56

cdef

9,77

fg

9,22

a

FZB47 + R. solani

9,52

bcdef

9,47

abcde

9,42

abcde

FZB47 + P. pinodella + RG

9,89

g

9,68

efg

9,30

abc

FZB47 + R. solani + RG

9,57

def

9,66

defg

9,27

ab


[Seite 107↓]

Tab.36:Einfluss verschiedener Behandlungen auf die Gesamtkeimzahlen im Substrat nach 30 Tagen Versuchsdauer [log cfu / g Trockenmasse]
GWH = Gewächshaus, KK = Klimakammer, RG = Rakshak Gold
angewandter Titer: jeweils 108 cfu B. subtilis / ml

Variante

Versuch

 

Feldboden (GWH)

Aussaaterde (GWH)

Aussaaterde (KK)

Ausgangswert (vor Versuch)

6,59

a

7,38

bc

7,38

bc

FZB47

7,37

bc

7,69

de

7,91

e

FZB47 + P. pinodella

7,36

bc

7,84

de

7,76

de

FZB47 + R. solani

7,22

b

7,69

de

7,68

de

FZB47 + P. pinodella + RG

7,60

cde

7,90

e

7,65

cde

FZB47 + R. solani + RG

7,57

cd

7,73

de

7,85

de

4.6.2. Aktivität von Bacillus subtilis

In der Rhizosphäre von Erbsenpflanzen wurden nach 30 Tagen Versuchsdauer Versporungsgrade von Bacillus subtilis von 59 % bis 100 % ermittelt (Tab.37). Die Unterschiede in der Aktivität der introduzierten Nutzbakterien waren bei dem Klimakammer-Versuch in Aussaaterde am geringsten.


[Seite 108↓]

Tab.37:Mittlerer Versporungsgrad von Bacillus subtilis FZB47 in der Rhizosphäre von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer mit und ohne Pathogen-Inokulation und Zusatz des Neem-Präparates Rakshak Gold (RG)
GWH = Gewächshaus, KK = Klimakammer

Variante

Versuch

 

Feldboden (GWH)

Aussaaterde (GWH)

Aussaaterde (KK)

FZB47

76

59

97

FZB47 + P. pinodella

85

89

86

FZB47 + R. solani

90

100

90

FZB47 + P. pinodella + RG

65

95

88

FZB47 + R. solani + RG

100

72

96

Im Bereich der Rhizoplane (Tab.38) war die Aktivität von FZB47 keineswegs größer. Die mittleren Versporungsgrade lagen hier im Bereich zwischen 71 % und 100 %. Tendenziell war beim Klimakammer-Versuch zumeist eine etwas geringere Aktivität von Bacillus subtilis zu ermitteln.

Am größten war die Aktivität der introduzierten Bakterien im Substrat (Tab.39). Die Versporungsgrade lagen hier zwischen 49 % und 95 %. Beim Vergleich der beiden Versuche im Gewächshaus fiel auf, dass mit einer Ausnahme (FZB47 + Rhizoctonia solani) die Versporungsgrade in Aussaaterde geringer waren als in Feldboden. Beim Gewächshaus-Versuch in Aussaaterde war die Aktivität von Bacillus subtilis mit Ausnahme von FZB47 allein höher als beim Klimakammer-Versuch im selben Substrat.


[Seite 109↓]

Tab.38:Mittlerer Versporungsgrad von Bacillus subtilis FZB47 in der Rhizoplane von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer mit und ohne Pathogen-Inokulation und Zusatz des Neem-Präparates Rakshak Gold (RG)
GWH = Gewächshaus, KK = Klimakammer

Variante

Versuch

 

Aussaaterde (GWH)

Aussaaterde (KK)

FZB47

79

98

FZB47 + P. pinodella

80

100

FZB47 + R. solani

100

99

FZB47 + P. pinodella + RG

83

81

FZB47 + R. solani + RG

71

100


[Seite 110↓]

Tab.39:Mittlerer Versporungsgrad von Bacillus subtilis FZB47 im Substrat nach 30 Tagen Versuchsdauer mit und ohne Pathogen-Inokulation und Zusatz des Neem-Präparates Rakshak Gold (RG)
GWH = Gewächshaus, KK = Klimakammer

Variante

Versuch

 

Feldboden (GWH)

Aussaaterde (GWH)

Aussaaterde (KK)

FZB47

89

70

68

FZB47 + P. pinodella

95

49

72

FZB47 + R. solani

56

64

79

FZB47 + P. pinodella + RG

82

68

84

FZB47 + R. solani + RG

80

58

75

4.6.3. Einfluss der Behandlungen auf das Pflanzenwachstum

Als Parameter für das vegetative Wachstum der Testpflanzen wurden Frischmasse von Spross und Wurzel sowie die Sprosslänge ermittelt. Bei den Versuchen in Aussaaterde erfolgte außerdem die Bestimmung der Trockenmasse von Spross und Wurzel.

Bei dem Gewächshausversuch in Feldboden wurden bei keinem der Wachstumsparameter signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten festgestellt (Tab.40). Es war auffällig, dass sowohl bei der mit Phoma pinodella als auch der mit Rhizoctonia solani inokulierten Kontrolle tendenziell niedrigere Wurzelfrischmassen ermittelt wurden als bei der unbehandelten Kontrolle. Demgegenüber waren Sprossfrischmasse und Sprosslänge gegenüber dieser erhöht. Ein ähnliches Bild zeigte sich auch bei den Varianten mit Bacillus subtilis FZB47 allein und bei dem Neem-Präparat allein. Ansonsten war es kaum möglich, aus den sich [Seite 111↓]ergebenden Werten einen Einfluss der einzelnen applizierten Organismen und des Neem-Präparates auf das Pflanzenwachstum zu erkennen.

Das traf in ähnlicher Weise auch für den Gewächshausversuch in Aussaaterde zu (Tab.41). Zunächst ist festzustellen, dass die Erbsenpflanzen in diesem Substrat wesentlich wüchsiger waren als in Feldboden. Signifikante Unterschiede zwischen den Varianten ergaben sich aber auch hier kaum. Das Wurzelwachstum wurde in diesem Fall nur durch Phoma pinodella gegenüber der unbehandelten Kontrolle leicht gehemmt, das Sprosswachstum leicht gefördert. Bei der mit Rhizoctonia solani inokulierten Variante wurden für alle Wachstumsparameter höhere Werte ermittelt als bei der unbehandelten Kontrolle. Alle anderen Behandlungen führten zu niedrigeren Frisch- und Trockenmassen der Wurzel im Vergleich zur unbehandelten und mit den phytopathogenen Pilzen inokulierten Kontrolle. Die größte Sprossfrischmasse wurde ebenso wie die größte Sprosslänge bei der mit FZB47 allein behandelten Variante ermittelt.

In der Klimakammer war die Wuchsleistung der Erbsenpflanzen in Aussaaterde etwas geringer als unter Gewächshausbedingungen im gleichen Substrat (Tab.42). Die Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten waren hier noch geringfügiger als beim Gewächshausversuch, sodass bei keinem der Wachstumsparameter statistisch zu sichernde Differenzen zwischen den Varianten festgestellt wurden. Durch die beiden phytopathogenen Pilze Phoma pinodella und Rhizoctonia solani wurde das Sprosswachstum der Erbsenpflanzen gegenüber der unbehandelten Kontrolle tendenziell etwas reduziert, was die Werte für Sprossfrisch- und –trockenmasse sowie Sprosslänge zeigen. Jedoch wurden auch bei fast allen anderen Behandlungen, einschließlich der mit Bacillus subtilis und Rakshak Gold, für die genannten Wachstumsparameter im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle niedrigere Werte ermittelt. Die Wurzelfrischmassen waren bei der Kombination von FZB47 oder Rakshak Gold mit den pathogenen Pilzen größer als bei gemeinsamer Applikation von FZB47 und Rakshak Gold mit den pilzlichen Erregern.


[Seite 112↓]

Tab.40:Einfluss verschiedener Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer in Feldboden (Gewächshaus)
FM = Frischmasse, RG = Rakshak Gold

Variante

FM Spross [g]

FM Wurzel [g]

Sprosslänge [cm]

Kontrolle (unbehandelt)

0,47

0,19

7,7

P. pinodella

0,58

0,17

8,3

R. solani

0,55

0,14

8,1

Rakshak Gold (RG)

0,51

0,12

7,7

FZB47

0,58

0,12

8,1

FZB47 + P. pinodella

0,55

0,17

7,9

FZB47 + R. solani

0,57

0,19

8,1

P. pinodella + RG

0,47

0,15

7,4

R. solani + RG

0,48

0,15

7,7

FZB47 + P. pinodella + RG

0,44

0,13

7,1

FZB47 + R. solani + RG

0,59

0,20

8,6

GD (HSD) 0,05

n.s.

n.s.

n.s.


[Seite 113↓]

Tab.41:Einfluss verschiedener Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer in Aussaaterde (Gewächshaus)
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse, RG = Rakshak Gold

Variante

FM
Spross
[g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge
[cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle (unbehandelt)

1,81

0,61

12,8

0,2455

0,0516

P. pinodella

1,87

0,57

13,1

0,2551

0,0490

R. solani

2,00

0,66

13,1

0,2738

0,0526

Rakshak Gold (RG)

1,94

0,56

13,0

0,2781

0,0450

FZB47

2,03

0,54

13,2

0,2728

0,0419

FZB47 + P. pinodella

1,83

0,48

12,7

0,2583

0,0407

FZB47 + R. solani

1,75

0,55

11,8

0,2539

0,0452

P. pinodella + RG

1,83

0,54

12,3

0,2580

0,0448

R. solani + RG

1,88

0,51

12,5

0,2576

0,0429

FZB47 + P. pinodella + RG

1,76

0,44

12,0

0,2544

0,0373

FZB47 + R. solani + RG

1,87

0,49

12,3

0,2623

0,0414

GD (HSD) 0,05

n.s.

0,15

n.s.

n.s.

0,0099


[Seite 114↓]

Tab.42:Einfluss verschiedener Behandlungen auf das vegetative Wachstum von Erbsenpflanzen nach 30 Tagen Versuchsdauer in Aussaaterde (Klimakammer)
FM = Frischmasse, TM = Trockenmasse, RG = Rakshak Gold

Variante

FM
Spross
[g]

FM Wurzel [g]

Spross-länge
[cm]

TM Spross [g]

TM Wurzel [g]

Kontrolle (unbehandelt)

1,37

0,64

11,0

0,1061

0,0405

P. pinodella

1,23

0,64

10,5

0,0958

0,0480

R. solani

1,29

0,65

10,8

0,0989

0,0447

Rakshak Gold (RG)

1,27

0,67

10,7

0,1005

0,0407

FZB47

1,21

0,56

10,4

0,0959

0,0381

FZB47 + P. pinodella

1,17

0,62

10,2

0,0917

0,0395

FZB47 + R. solani

1,39

0,64

11,0

0,1103

0,0432

P. pinodella + RG

1,22

0,65

10,3

0,0975

0,0410

R. solani + RG

1,31

0,70

10,7

0,1074

0,0478

FZB47 + P. pinodella + RG

1,23

0,58

10,5

0,0980

0,0449

FZB47 + R. solani + RG

1,23

0,55

10,3

0,0959

0,0401

GD (HSD) 0,05

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.

4.6.4. Einfluss der Behandlungen auf den Krankheitsbefall der Testpflanzen

Hinsichtlich des sichtbaren Krankheitsbefalls an den Erbsenpflanzen, ausgedrückt durch den Krankheitsindex, wurden größere Unterschiede zwischen den Varianten deutlich, als sich im Wuchsverhalten der Pflanzen äußerten.


[Seite 115↓]

Tab.43:Einfluss verschiedener Behandlungen auf den Krankheitsindex von Erbsenpflanzen in Feldboden nach 30 Tagen (Gewächshausversuch)
+ = signifikant überlegen (niedrigerer Krankheitsindex)
- = signifikant unterlegen (höherer Krankheitsindex)
0 = Varianten nicht verglichen
n.s. = nicht signifikant

Variante

Krankheits-index [%]

Vergleich mit

Kontrolle

P. pinodella

R. solani

Kontrolle (unbehandelt)

22,2

0

+

+

P. pinodella

62,5

-

0

0

R. solani

40,5

-

0

0

Rakshak Gold (RG)

31,5

n.s.

+

+

FZB47

31,8

n.s.

+

+

FZB47 + P. pinodella

47,3

-

n.s.

0

FZB47 + R. solani

40,2

-

0

n.s.

P. pinodella + RG

53,9

-

n.s.

0

R. solani + RG

39,7

-

0

n.s.

FZB47 + P. pinodella + RG

42,0

-

+

0

FZB47 + R. solani + RG

50,0

-

0

n.s.

Beim Gewächshausversuch in Feldboden (Tab.43) wurde bereits in der unbehandelten Kontrolle ein Krankheitsindex von 22,2 % festgestellt, hervorgerufen durch spontanen Krankheitsbefall im unsterilen Substrat. Die bei Behandlung mit FZB47 allein sowie Rakshak Gold allein ermittelten Werte lagen geringfügig höher als bei der unbehandelten Kontrolle, dieser Unterschied war jedoch nicht statistisch zu sichern. Die beiden mit Phoma pinodella bzw. Rhizoctonia solani inokulierten Kontrollen wiesen einen signifikant höheren Krankheitsbefall auf als die unbehandelte Kontrolle und die beiden anderen Varianten ohne Pathogen. Durch Behandlung mit Bacillus subtilis konnte der durch Phoma pinodella verursachte Krankheitsbefall an den Erbsenpflanzen tendenziell reduziert werden, ebenso durch Applikation des Neem-Präparates. Bei kombinierter Anwendung von FZB47 und Rakshak Gold war die Verminderung des [Seite 116↓]Krankheitsindex signifikant. Demgegenüber wurde bei Inokulation mit Rhizoctonia solani kein Synergie-Effekt durch die kombinierte Anwendung von Bacillus subtilis und dem Neem-Präparat erreicht. Der Krankheitsindex lag hier höher als bei alleiniger Applikation von FZB47 bzw. Rakshak Gold und auch noch über der mit Rhizoctonia solani inokulierten Kontrolle.

Tab.44:Einfluss verschiedener Behandlungen auf den Krankheitsindex von Erbsenpflanzen in Aussaaterde nach 30 Tagen (Gewächshausversuch)
+ = signifikant überlegen (niedrigerer Krankheitsindex)
- = signifikant unterlegen (höherer Krankheitsindex)
0 = Varianten nicht verglichen
n.s. = nicht signifikant

Variante

Krankheits-index [%]

Vergleich mit

Kontrolle

P. pinodella

R. solani

Kontrolle (unbehandelt)

0,0

0

+

+

P. pinodella

32,7

-

0

0

R. solani

37,5

-

0

0

Rakshak Gold (RG)

3,8

n.s.

+

+

FZB47

0,0

n.s.

+

+

FZB47 + P. pinodella

29,2

-

n.s.

0

FZB47 + R. solani

27,4

-

0

+

P. pinodella + RG

25,6

-

n.s.

0

R. solani + RG

28,0

-

0

+

FZB47 + P. pinodella + RG

25,0

-

+

0

FZB47 + R. solani + RG

26,3

-

0

+

Beim Gewächshausversuch in Aussaaterde (Tab.44) war im Mittel eine bessere Pflanzengesundheit festzustellen als in Feldboden. Ein spontaner Krankheitsbefall trat in der unbehandelten Kontrolle ebenso wie in der mit FZB47 behandelten Variante gar nicht auf, in der mit Rakshak Gold behandelten Variante wurde mit 3,8 % nur ein sehr niedriger Krankheitsindex registriert. Die Krankheitsindizes aller anderen Varianten lagen signifikant darüber. Bei Behandlung mit Rhizoctonia solani vermochten sowohl [Seite 117↓] Bacillus subtilis als auch das Neem-Präparat, einzeln und in Kombination, den Krankheitsbefall gegenüber der inokulierten Kontrolle statistisch nachweisbar zu reduzieren. Bei kombinierter Anwendung von FZB47 und Rakshak Gold war der Krankheitsindex etwas geringer als bei beiden Präparaten einzeln in Verbindung mit dem pathogenen Pilz. Bei Phoma pinodella wurde, wie schon in Feldboden, ausschließlich durch die kombinierte Anwendung von Bacillus subtilis und dem Neem-Präparat der Krankheitsbefall der Testpflanzen signifikant reduziert.

Tab.45:Einfluss verschiedener Behandlungen auf den Krankheitsindex von Erbsenpflanzen in Aussaaterde nach 30 Tagen (Klimakammer)
+ = signifikant überlegen (niedrigerer Krankheitsindex)
- = signifikant unterlegen (höherer Krankheitsindex)
0 = Varianten nicht verglichen
n.s. = nicht signifikant

Variante

Krankheits-index [%]

Vergleich mit

Kontrolle

P. pinodella

R. solani

Kontrolle (unbehandelt)

3,0

0

+

+

P. pinodella

43,3

-

0

0

R. solani

46,3

-

0

0

Rakshak Gold (RG)

5,6

n.s.

+

+

FZB47

9,0

n.s.

+

+

FZB47 + P. pinodella

33,8

-

+

0

FZB47 + R. solani

34,1

-

0

+

P. pinodella + RG

31,6

-

+

0

R. solani + RG

31,4

-

0

+

FZB47 + P. pinodella + RG

37,5

-

n.s.

0

FZB47 + R. solani + RG

32,0

-

0

+

Beim Klimakammer-Versuch in Aussaaterde (Tab.45) war der Krankheitsindex im Mittel auf einem höheren Niveau als beim Gewächshausversuch, aber nicht so hoch wie in Feldboden. Hier trat auch in den nicht mit Phoma pinodella bzw. Rhizoctonia solani inokulierten Varianten ein geringfügiger spontaner Krankheitsbefall auf. Wie in den [Seite 118↓]beiden vorangegangenen Versuchen, so war auch hier der Krankheitsindex bei beiden inokulierten Kontrollen signifikant höher als bei allen anderen Varianten. Bei Rhizoctonia solani wurde wiederum durch Bacillus subtilis und das Neem-Präparat einzeln und in Kombination eine statistisch gesicherte Reduktion des Krankheitsindex gegenüber der inokulierten Konrolle erreicht. Bei Inokulation mit Phoma pinodella wurde der Krankheitsbefall der Erbsenpflanzen durch FZB47 und Rakshak Gold ebenfalls vermindert, jedoch war diese Verringerung bei kombinierter Anwendung von Nutzbakterien und Neem-Präparat nicht signifikant.


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HTML-Version erstellt am:
17.06.2004