Identifikation der Ursache von Pflanzenschäden im biologischen Anbau von Topfkräutern sowie Erarbeitung von wirksamen Vermeidungsstrategien und Gegenmaßnahmen; Akronym: Biotopfkräuter; TV I: Identifikation von Biotopfkräutersubstraten mit phytotoxischem Potential sowie Erarbeitung von Vermeidungsstrategien und Gegenmaßnahmen; TV II: Identifikation der Ursachen für Pflanzenschäden in Biotopfkräutersubstraten und Entwicklung von Analyseverfahren für die Qualitätsüberwachung

Abstract

Im Rahmen des Forschungsprojektes konnte eindeutig gezeigt werden, dass die Ursache, der im Topfkräuteranbau immer wieder auftretenden Schäden eine mikrobielle Ursache haben, wobei zwischen der eigentlichen Schadursache und dem Schadauslöser unterschieden werden muss. Der Schadauslöser ist eine direkte Ammoniumtoxizität. Ursächlich hierfür ist eine ausbleibende Nitrifikation, deren Ursache im Substratmikrobiom zu finden ist. In mehreren Versuchen konnte gezeigt werden, dass bereits eine sehr geringe Nitrifikationsrate ausreichend ist, um die Schäden zu verhindern. Das dabei gebildete Nitrat wird in der Regel von den Pflanzen direkt aufgenommen, so dass im Substrat selbst keinerlei Nitrat gefunden wird. Dadurch lässt sich auch erklären, warum in manchen Substraten trotz sehr hoher Ammoniumgehalte keine Schäden auftreten. Die genaue Ursache für das Ausbleiben der Nitrifikation konnte im Rahmen des Projektes zwar nicht identifiziert werden, allerdings zeigten sich eindeutige Muster im Substratmikrobiom, insbesondere im bakteriellen und weniger im pilzlichen, im Zusammenhang mit dem Auftreten von Schäden. Zudem ergaben sich aus den Versuchen Anhaltspunkte, dass in Substraten anders als in Böden die heterotrophe Nitrifikation eine größere Rolle spielt als die autotrophe. Um dies eindeutig zu belegen, sind allerdings weitergehende funktionale Untersuchungen des Substratmikrobioms notwendig. Ein wesentliches und auch für die gartenbauliche Praxis direkt umsetzbares Ergebnis sind die Erkenntnisse zu Grüngutkomposten als Schlüssel zur Vermeidung der Schäden. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte Komposte das Auftreten der Schäden sicher verhindern können, während andere dazu nicht in der Lage sind bzw. die Ausprägung der Schäden sogar intensivieren. Komposte, die die Schäden sicher vermeiden, können sehr einfach und schnell mittels eines modifizierten Keimpflanzentests identifiziert werden. Dieser Test entspricht im Grunde dem derzeit üblichen Keimpflanzentest mit Chinakohl. Allerdings wer-den zwei Varianten angelegt. Eine wird mit Nitrat und eine mit Ammonium gedüngt. Die Nitratvariante dient als Negativkontrolle, um andere phytotoxische Effekte auszuschließen. Das Risiko für das Auftreten von Keimschäden zeigt sich bei der mit Ammonium gedüngten Varianten: Treten hier nach 10 bis 14 Tagen (nach Erscheinen des ersten Laubblattpaares) am Chinakohl Blattschäden (Chlorosen bzw. Nekrosen) auf, ist das geprüfte Produkt nicht für den Anbau von Biotopfkräutern geeignet. Dieser Test lässt sich einfach und schnell auch in bestehende Qualitätssicherungssysteme integrieren. Allerdings muss bei der Prüfung von Substratbestandteilen, z. B. Komposten, darauf geachtet werden, dass ein Torf verwendet wird, bei dem bei alleiniger Verwendung ebenfalls Schäden auftreten. Zwei im Rahmen des Projekts durchgeführte Produktscreenings - ein sehr breit angelegtes und ein zweites speziell auf Torfe ausgerichtetes - zeigten große Unterschiede zwischen verschiedenen Torfen, wobei keine Muster im Hinblick auf die Herkunft oder z. B. den Humositätsgrad gefunden werden konnten. Neben der grundsätzlichen Rolle von Komposten im Zusammenhang mit der Verhinderung von Schäden konnten auch Ansätze zur Vermeidung des Problems auf Ebene der Substrathersteller sowie (präventive) Gegenmaßnahmen entwickelt werden. Eine einfache Möglichkeit, um das Problem von vorneherein zu vermeiden ist die Beimpfung von Komposten bei denen Schäden auftreten, mit solchen bei denen dies nicht der Fall ist. Dadurch können die Schäden sicher verhindert werden, wobei bereits relativ kleine Anteile von 10 Vol.-% innerhalb weniger Tage eine signifikante Besserung bewirken. Bei höheren Anteilen (> 25 Vol.-%) tritt die positive Wirkung sogar umgehend ein. Da das Verschneiden von Komposten bei Substratherstellern bereits heute übliche Praxis ist, können diese Ergebnisse direkt umgesetzt werden. Bisher erfolgt das Ver-schneiden vor allem, um einheitlichere chemische Eigenschaften zu bekommen. Zukünftig müssten die Hersteller einen Kompost einmischen, der die richtige mikrobielle Ausstattung mitbringt. Dieser lässt sich, wie im vorangegangenen Abschnitt beschrieben sehr sicher über einen Keimpflanzentest identifizieren. Für ökologisch wirtschaftende Gartenbaubetriebe sind Komposttees aus Komposten mit dem entsprechen-den Mikrobiom eine einfache Präventionsmaßnahme, um das Risiko für Keimschäden zu minimieren. Allerdings muss zwischen der Applikation des Komposttees und der Aussaat eine gewisse Wartezeit von etwa 7 Tagen eingehalten werden, wobei diese in der praktischen Topfkräuterkultur eventuell verkürzt werden kann bzw. völlig verzichtbar ist, da die meisten Topkräuter eine deutlich längere Keimdauer als Chinakohl haben. Im Rahmen dieser Versuche konnte auch die mikrobielle Natur der Schadursache durch die Anwendung von durch eine Hitzebehandlung sterilisierten Komposttees belegt werden. Im Gegensatz zu nicht-sterilisierten Komposttees büßten diese ihre positive Wirkung vollständig ein.