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Dissertation

Autor(en): Basilios Papageorgiou
Titel: Untersuchungen zur phytosanitären Wirksamkeit und zu Wirkmechanismen wässeriger Extrakte aus westafrikanischen Bioabfallkomposten gegen pilzliche Phytopathogene
Gutachter: C. Büttner; J. Helbig; W. Pestemer
Erscheinungsdatum: 23.06.2003
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10019496)
Fachgebiet(e): Landwirtschaft, Veterinärmedizin
Schlagwörter (ger): Westafrika, Kompost, Kompostextrakt, Lycopersicon esculentum, Alternaria solani, Manihot esculenta, Colletotrichum gloeosporioides
Schlagwörter (eng): West Africa, compost, compost extract, Lycopersicon esculentum, Alternaria solani, Manihot esculenta, Colletotrichum gloeosporioides
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät
Zitationshinweis: Papageorgiou, Basilios: Untersuchungen zur phytosanitären Wirksamkeit und zu Wirkmechanismen wässeriger Extrakte aus westafrikanischen Bioabfallkomposten gegen pilzliche Phytopathogene; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät , publiziert am 23.06.2003, urn:nbn:de:kobv:11-10019496
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Abstract (ger):
Die pilzlichen Erreger der Tomate Alternaria solani und des Manioks Colletotrichum gloeosporioides f.sp. manihotis verursachen große Ertragsausfälle in Westafrika. In der vorliegenden Arbeit wurden die Blattkrankheiten nach Applikationen mit wässerigen Extrakten aus Westafrika (Ausgangsmaterial: organischer Haushaltsmüll) unter kontrollierten Bedingungen unterdrückt. Im Pathosystem Tomate - A. solani erzielten die Extrakte eine Befallsverminderung um bis zu 94 % im Vergleich zur Kontrollvariante und im Maniok - C. gloeosporioides wurde die Anzahl der gebildeten Acervuli/cm² Blattoberfläche bis um 87 % reduziert. Der primäre Wirkmechanismus der Extrakte gegen die Pathogene ist Antagonismus, hervorgerufen von den Mikroorganismen in den Extrakten. Isolierte Bakterien aus den Extrakten hemmten das Wachstum der Pathogene in Plattentests, was auf die Bildung von fungistatischen Substanzen zurückzuführen war. Die Bakterien, die aus den Extrakten isoliert und identifiziert wurden, gehörten überwiegend zu den Bakteriengattungen Pseudomonas und Bacillus. Die Extraktionsbedingungen nahmen in Hinblick auf die Wirksamkeit der Extrakte gegen die Pathogene eine wichtige Stellung ein. Die Untersuchungen zeigten einen Zusammenhang zwischen gestiegener Mikroorganismenanzahl und Befallsreduktion. Durch die Auswahl optimaler Extraktionsbedingungen erhöhte sich die Anzahl der Koloniedichte in den Extrakten; dies führte zur einer stärkeren Befallsreduzierung an der Tomate und am Maniok. Hierbei waren die Umgebungstemperatur und die Häufigkeit des Durchmischens des Kompost-Wasser-Gemisches von besonderer Bedeutung. Extrakte, die während der Extraktionszeit einer Temperatur von 20°C ausgesetzt waren, erzielten eine stärkere Befallsreduzierung von A. solani an der Tomate und wiesen eine höhere Mikroorganismendichte auf als Extrakte, die einer Temperatur von 30°C und 35°C ausgesetzt waren. Tägliches Durchmischen des Wasser-Kompost-Gemisches während der Extraktionszeit erhöhte die Mikroorganismendichte um das Siebenfache in den Extrakten und die Wirksamkeit gegen A. solani und C. gloeosporioides im Vergleich zu den Extrakten, die nur zu Beginn durchmischt wurden. Die Lagerungszeit der fertigen Komposte hatte einen Einfluß auf die Mikroorganismendichte der wässerigen Extrakte sowie auf deren Wirksamkeit. Extrakte, die aus frischen Komposten hergestellt wurden, zeigten einen besseren suppressiven Effekt gegen die Pathogene und wiesen eine höhere Mikroorganismenanzahl auf als Extrakte, deren Komposte schon länger gelagert worden waren. Die Anreicherung der Extrakte mit dem Formulierungshilfsstoff Xanthan steigerte die Wirksamkeit der Extrakte gegen A. solani an Tomatenpflanzen und gegen C. gloeosporioides f.sp. manihotis an abgetrennten Maniokblättern. Angereicherte Extrakte reduzierten den Befall um bis zu 46 % mehr als der Extrakt ohne Formulierungshilfsstoffe, während die Steigerung der Wirksamkeit nach Anreicherung mit Alginat oder Zellulose eine Abhängigkeit von der Herkunft der Komposte zeigte. Eine erhöhte ß-1,3-Glucanase-Aktivität wurde am vierten Tag nach der Applikation von Extrakten an der Tomate und an der Batate festgestellt. Diese Ergebnisse belegen die Bedeutung von Spritzbehandlungen mit wässerigen Kompostextrakten gegen die Pathogene A. solani und C. gloeosporioides f.sp. manihotis und stellen eine erfolgversprechende Alternative zur Bekämpfung von Pilzkrankheiten in Westafrika dar.
Abstract (eng):
Great yield losses of cassava in West Africa are caused by fungal pathogens that also affect tomato, e.g. Alternaria solani and Colletotrichum gloeosporioides f sp. manihotis. In the present study these foliar diseases were effectively suppressed under controlled conditions after application of watery compost extracts to tomato and cassava The disease incidence of A. solani on tomato was reduced up to 94 % and the number of the acervuli produced on the surface of cassava leaves was reduced up to 87% compared to the control treatment. Reduction is due to antagonistic effects of the microorganisms in the extracts towards the pathogens. Bacterial strains isolated from the extracts suppressed the growth of the pathogens in dual-culture-tests due to the production of antibiotics. Bacteria isolated and identified from the extracts were mostly pseudomonas and bacillus strains. The conditions used for extraction of compost played a significant role for their effectiveness against different pathogens. The investigations showed that optimisation of extract conditions increased the density of microorganisms in the extracts and led to a higher disease reduction on tomato and cassava plants. Temperature and stirring frequency of the compost - water mixture during the extraction period were very important factors for increased effectiveness. Extracts incubated at 20 °C during the extraction period caused a higher disease reduction on tomato and showed a higher density of microorganisms, than extracts that were incubated at 30 or 35 °C. Daily stirring of the compost - water mixture during the extraction period increased the density of microorganisms in the extracts sevenfold and increased the effectiveness against A. solani and C. gloeosporioides compared to the extract that was stirred only once at the beginning. The Effectiveness as well as the density of the microorganisms were depended on the incubation time of the compost extracts. Extracts produced from fresh composts showed greater suppressive effects against pathogens and higher densities of microorganisms than extracts of composts that were stored for a longer time. Enrichment of the extracts with the formulate substance xanthan increased the effectiveness against A. solani on tomato plants and against C. gloeosporioides on detached leaves of cassava and reduced the disease incidence up to 46% compared to the extract without formulate substances. The increase of the effectiveness after enriching with alginate was depended on the origin of the compost. An increased ß-1,3- glucanase activity were determined on tomato and sweet potato leaves 4 days after the application of the extracts onto the plants. The results of this study show that watery compost extracts can be successfully applied against the cassava and tomato pathogens A. solani and C. gloeosporioides f. sp. manihotis and offers easily applicable methods for the reduction of fungal diseases in West Africa.
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