Veränderung des Brandsporenpotenzials von Steinbrand- und Zwergsteinbrandsporen im Boden

Mikroskopaufnahme von Steinbrandsporen

Untersuchungen zur Veränderung des Brandsporenpotenzials von Steinbrand- (Tilletia caries) und Zwergsteinbrandsporen (T. controversa) im Boden unter Berücksichtigung verschiedener Fruchtfolgen im ökologischen Landbau

Im ökologischen Landbau spielen Steinbrand und Zwergsteinbrand als Krankheiten eine wichtige Rolle. Zwergsteinbrand ist bodenbürtig, d.h. eine Infektion geht von den Brandsporen im Boden aus. Bei Steinbrand galt bisher die Annahme, dass er nur saatgutbürtig ist. Steinbrandbefall kann jedoch nachweislich auch vom Boden ausgehen. Aus diesen Gründen wurde das Forschungsprojekt initiiert, um Untersuchungen über die Überdauerungsfähigkeit der Brandsporen in verschiedenen Fruchtfolgen mit und ohne Stallmist durchzuführen. Des Weiteren soll überprüft werden, ob eine Biofumigation durch eine Senfzwischenfrucht tatsächlich stattfindet und ob die Senföle eine Wirkung auf das Brandsporenpotenzial im Boden haben. Ziel ist es, die Veränderung des Sporenpotenzials im Boden unter dem Einfluss der genannten Faktoren festzustellen.
Abstract in English
This research work is scoping on whether in the case of a heavy infestation with common and/or dwarf bunt spores in soil farmers have to stop temporarily wheat cultivation and furthermore how many years wheat should not be grown on these fields. For trying to answer these questions 3-years randomized field trials are performed at 3 sites with 4 replications (10 m² per plot) on infested fields with crop rotation links commonly used in ecological farming to determine whether it is possible to decrease the spore potential in soil. Brassica species setting free isothiocyanate after mulching are cultivated to examine a possible reduction of the spore potential in soil. Additionally, the influence of stable manure on the number of bunt spores is tested.
Soil samples are yearly from each plot and common and dwarf bunt spores are isolated by wet-sieving and sedimentation steps. Spore potential is determined under the microscope. Variation of the number of spores in stable manure is determined half-yearly during storage.

Material und Methoden

Für das Forschungsprojekt wurden frisch mit Steinbrand und Zwergsteinbrand befallene Flächen bei Biobetrieben ausgewählt. Die Parzellen werden mit verschiedenen Fruchtfolgen bewirtschaftet. Die Versuche werden dreijährig, mehrortig (Nord-, Mittel- und Südbayern) und mit jeweils vier Wiederholungen bei einer Parzellengröße von 10 m² durchgeführt. Durch die unterschiedliche Bewirtschaftung der Parzellen ergibt sich, dass der Boden unterschiedlich bedeckt, bewachsen und bearbeitet ist. Bei der Dauerbrache wird der Boden stets offen gehalten und ist damit intensiv der direkten Sonneneinstrahlung, dem Regen und anderen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Beim Kleegras, das in den Fruchtfolgen als ein-, zwei- und dreijähriges Fruchtfolgeglied angebaut wird, ist der Boden stets bedeckt und durchwurzelt und damit vor Witterungseinflüssen weitgehend geschützt. Alle Parzellen sind doppelt angelegt mit und ohne Stallmist. Anhand dieser völlig gegensätzlichen Bewirtschaftung soll überprüft werden, ob sich Unterschiede in der Veränderung des Brandsporenpotenzials im Boden feststellen lassen. In den Getreidefruchtfolgen erfolgt nach der Ernte ein Zwischenfruchtanbau mit Senf. Den Senfölen wird eine sporenabtötende bzw. keimhemmende Wirkung auf die Brandsporen nachgesagt. Damit soll überprüft werden, ob die „Biofumigation“ tatsächlich stattfindet. Bei jedem Anbau wird der Ährenbefall mit Brandkrankheiten bonitiert. Ebenso werden das Erntegut und der Boden nach der Ernte auf Brandsporenbefall untersucht. Von jeder Parzelle werden jährlich Bodenproben entnommen und das Sporenpotential im Boden ermittelt, indem die Brandsporen mittels Nasssiebverfahren und Sedimentationsschritten aus den Bodenproben extrahiert werden.

Ergebnisse

  • Signifikante Einflüsse des untersuchten Faktors Fruchtfolge konnten nach drei Jahren am Standort Obbach festgestellt werden. Die Sporenzahl im Boden nahm dort bei dem 3-jährigen Kleegras und der Brache gegenüber anderen Fruchtfolgen weniger stark ab. Dagegen wurden am Standort Oberndorf keine signifikanten Effekte der verschiedenen Fruchtfolgevarianten nachgewiesen. Inwieweit die unterschiedliche Bodenart und der Tonanteil der beiden Standorte auf die Abnahme der Sporenzahl im Boden einen unterschiedlichen Einfluss haben, bleibt noch zu klären. Auch in Wolfersdorf (T. controversa Standort) waren keine signifikanten Auswirkungen der Fruchtfolgevarianten zu beobachten.
  • Die Düngung mit Stallmist führte auf allen drei Standorten im Zeitraum 2012 bis 2014 zu einer signifikant schnelleren Abnahme der Sporenzahl im Boden als bei der Variante ohne Stallmist.
  • Die Düngung mit Stallmist führte auf allen drei Standorten im Zeitraum 2012 bis 2014 zu einer signifikant schnelleren Abnahme der Sporenzahl im Boden als bei der Variante ohne Stallmist.
Publikationen
Bauer, R., Voit, B., Hülsbergen, K.-J. & Killermann, B. (2012): Nachweis über die Dauer der Infektionsfähigkeit von Steinbrand- (Tilletia caries) und Zwergsteinbrandsporen (Tilletia controversa) im Boden und Stallmist unter Berücksichtigung verschiedener Fruchtfolgen in Biobetrieben. In: VDLUFA Kongressband 2012 Passau, Ausg.: Band 68/2012, Nachhaltigkeitsindikatoren für die Landwirtschaft, S. 920 bis 923, 3 Seiten, Hrsg.: VDLUFA, VDLUFA Verlag, Darmstadt, Deutschland, ISBN: 978-3-941273-13-9
Bauer, R., Voit, B., Hülsbergen, K.-J. & Killermann, B. (2013a): Nachweis über die Dauer der Infektionsfähigkeit von Steinbrand- (Tilletia caries) und Zwergsteinbrandsporen (Tilletia controversa) im Boden und Stallmist unter Berücksichtigung verschiedener Fruchtfolgen in Biobetrieben. In: Tagungsband der 63. Jahrestagung der Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs, Resistenz gegen biotischen und abiotischen Stress in der Pflanzenzüchtung, S. 55 bis 56, Hrsg.: Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs, Forschungsanstalt Raumberg-Gumpenstein, Irdning, Deutschland, ISSN: 2072-9596, ISBN: 978-3-902559-88-3
Bauer, R., Voit, B., Hülsbergen, K.-J. & Killermann, B. (2013b): Study on time duration of viability and related infestation possibility of common bunt (T. caries) and dwarf bunt (T. controversa) spores of wheat in soil and farmyard manure taking into account different crop rotation systems in ecological farming. Ausg.: 30th ISTA Congress in Antalya, Turkey, ISTA Seed Symposium Abstracts, S. 16, Hrsg.: ISTA, Bassersdorf, Zürich, Schweiz, ISBN: 978-3-906549-7
Bauer, R., Voit, B., Killermann, B. & Hülsbergen, K.-J. (2013): Infektionsfähigkeit von Steinbrand- (Tilletia caries) und Zwergsteinbrandsporen (Tilletia controversa) im Boden und Stallmist unter Berücksichtigung verschiedener Fruchtfolgen in Biobetrieben. In: VDLUFA Kongressband 2013 Berlin, Ausg.: Band 69/2013, Untersuchen, Bewerten, Beraten, Forschen: 125 Jahre VDLUFA im Dienste von Landwirtschaft , Umwelt- und Verbraucherschutz, S. 799 bis 803, Hrsg.: VDLUFA, VDLUFA Verlag, Darmstadt, Deutschland, ISBN: 978-3-941273-15-3
Bauer, R., Voit, B., Killermann, B. & Hülsbergen, K.-J. (2015): Veränderung des Brandsporenpotenzials von Steinbrand- (Tilletia caries) und Zwergsteinbrandsporen (Tilletia controversa) im Boden unter Berücksichtigung verschiedener Fruchtfolgen des ökologischen Landbaus. In: Beiträge zur 13. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau 17.-20. März 2015, S. 152 bis 155, Verlag Dr. Köster, Berlin
Bauer, R., Voit, B., Killermann, B. & Hülsbergen, K.-J. (2014): Veränderung des Brandsporenpotenzials von Steinbrand- (Tilletia caries) und Zwergsteinbrandsporen (Tilletia controversa) im Boden unter Berücksichtigung verschiedener Fruchtfolgen des ökologischen Landbaus. In: VDLUFA Kongressband 2014 Hohenheim, Ausg.: Band 70/2014, Nährstoffbedarf und Nährstoffversorgung von Pflanze und Tier, S. 536 bis 539, Hrsg.: VDLUFA, VDLUFA Verlag, Darmstadt, Deutschland, ISBN: 978-3-941273-19-1
Projektinformation
Projektleitung: Benno Voit, Dr. Berta Killermann
Projektbearbeitung: Andrea Bauer (bis 13.04.2012 ), Robert Bauer (seit 01.05.2012 ), IPZ
Projektpartner: Georg Salzeder, IPZ, Prof. Dr. Kurt-Jürgen Hülsbergen,Technische Universität München, Lehrstuhl Ökolandbau, Praxisbetriebe
Laufzeit: 2011-2015
Finanzierung: gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (StMELF)