Das Hygienisierungspotenzial des Biogasprozesses im Hinblick auf phytopathogene Schaderreger

Vortrag im Rahmen der Kolloquienreihe der LfL-Institute im Winterhalbjahr 2008/2009

Die Biogastechnologie hat in den letzten Jahren nicht nur hinsichtlich der Nutzung nachwachsender Rohstoffe (NawaRos) als erneuerbare Energieträger, sondern auch als ökonomische Verwertungsmöglichkeit biologischer Rest- und Abfallstoffe aus Industrie, Gartenbau und Landwirtschaft große Bedeutung erlangt.
Das Ausbringen von Gärresten birgt jedoch ein phytohygienisches Risiko durch die Verschleppung und Aufschaukelung bestimmter Krankheitserreger. Im Rahmen des vom STMELF finanzierten Projektes soll daher das Hygienisierungspotenzial des Biogasprozesses evaluiert werden.

Im Mittelpunkt des Projektes stehen die Quarantänekrankheiten der Kartoffel, darunter die Bakterielle Ringfäule (Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus), Schleimkrankheit (Ralstonia solanacearum), der Kartoffelkrebs (Synchytrium endobioticum) und die Kartoffel-Zystennematoden (Globodera pallida, G. rostochiensis). Es werden aber auch weitere Schaderreger untersucht, wie z. B. die Verticilliumwelke (Verticillium dahliae, V. albo-atrum), Bakterielle Gräserwelke (Xanthomonas translucens pv. graminis) und die Wurzelbärtigkeit der Zuckerrübe (BNYVV, Vektor Polymyxa betae). Pilzkrankheiten stehen dabei im Vordergrund, weil diesbezüglich die meisten Anfragen aus der Praxis kommen.

In Laborversuchen werden zunächst sensitive Methoden für die Isolierung und den Nachweis der Erreger und ihrer Lebensfähigkeit im Gärsubstrat entwickelt. Anschließend werden Untersuchungen zur Überdauerung der Pathogene in Abhängigkeit verschiedener Prozessparameter (Temperatur, Verweildauer), entweder in 36 l-fassenden Versuchsfermentern am ILT oder in Bechergläsern im Brutschrank, durchgeführt. Der Nachweis erfolgt mittels PCR, Bio-PCR, ELISA, Biotest und mikroskopisch.

Die bisherigen Ergebnisse zeigen für die meisten untersuchten Erreger eine Überdauerungszeit von einigen Stunden oder Tagen bis zu wenigen Wochen im Gärsubstrat bzw. im Versuchsfermenter bei mesothermen Bedingungen. Diese Überdauerungszeiten sind kürzer als die meist für das Substrat angegebenen theoretischen Verweilzeiten in der Biogasanlage. Auch das Fermentermilieu beeinflusst dabei das Überleben der Erreger negativ. Es ist davon auszugehen, dass eine Fermentation in mesotherm betriebenen Anlagen zu weitgehend phytohygienisch unbedenklichen Gärresten führt, sofern eine ausreichend lange Verweildauer im Fermenter gewährleistet ist.
Optimale Silierung des Gärsubstrats trägt zur Hygienisierung bei und reduziert somit weiter die Möglichkeit der Verschleppung von Krankheitserregern beim Ausbringen des Gärrestes. Der Erreger der Bakteriellen Ringfäule Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus stellt einen Grenzfall dar, da dieser Erreger zumindest 60 Tage lang im Gärsubstrat bei 38 °C überleben kann. Weitere Untersuchungen sind hier noch notwendig. Ergebnisse zum Kartoffelkrebserreger, der grundsätzlich als überdauerungsfähig einzustufen ist, liegen noch nicht vor.

In einem durchgeführten bayernweiten Monitoring von Biogas-Pilotanlagen werden verschiedene Proben von Silagen, Fermentern, Hydrolyse, Nachgärer und Gärrest auf phytopathogene Pilze untersucht. Dabei konnten bislang keine phytopathogenen Pilze in nennenswertem Umfang nachgewiesen werden.

Im weiteren Verlauf dieses Projektes werden zusätzliche Methoden zum Nachweis der Erreger und deren Lebensfähigkeit entwickelt, insbesondere für den Kartoffelkrebserreger.
Zudem wird der Inkubationszeitraum verschiedener Erreger (z. B. Bakterielle Ringfäule und Schleimkrankheit) im Versuchsfermenter bzw. im Gärsubstrat verlängert oder verkürzt.
Außerdem sollen die Untersuchungen zur Lebensfähigkeit bei allen Pathogenen auch im Pflanzenmaterial durchgeführt werden.
Das Monitoring der Biogaspilotbetriebe wird mit neuen Anlagen fortgesetzt.

gehalten von Dr. Luitgardis Seigner IPS 2c am 31.03.09

April 2009
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung
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