BIO-INCROP UIBK: ERA-NET CORE Organic II: Innovative Pflanztechniken zur Verbesserung der Bodengesundheit im Bio-Obstbau

Die Projektaktivitäten aller beteiligten Partner von BIO-INCROP erfüllten alle der folgenden Ziele, die im Projektantrag festgelegt wurden: - Bestimmung von bodenbürtigen Schaderregern und Pathogenen, die an der Entstehung der Nachbaukrankheit beteiligt sind. - Ermittlung der Rolle von Bakterien- und Pilzpopulationen in der Rhizosphäre für die Pflanzengesundheit. - Auswahl von natürlich verfügbaren Ressourcen, um die mikrobielle Vielfalt und Biomasse im Boden zu vergrößern. - Kompost und organische Materialien. - Beurteilung von biologisch aktiven Formulierungen. Die folgenden drei Ziele werden aufgrund der im ersten Projektteil erhobenen Ergebnisse und der Materialien (Mikroorganismen-Stämme, ausgewählte organische Materialien, ausgewählte Bio-Formulierungen etc.) weiter verfolgt: - Grünpflanzungen und Wildpflanzen werden ausgewählt auf Basis der Interaktion zwischen Pflanze und Mikroorganismen. - Untersuchung von verfügbaren Mitteln zur Bekämpfung der Nachbaukrankheit. - Erforschung von neuen agronomischen low-input Maßnahmen.

Bodenmüdigkeit bei Äpfeln verursacht weltweit beträchtliche Ertragseinbußen. In der vorliegende Studie werden Basisinformationen erarbeitet, die es ermöglichen solle, mikrobielle Bodenfunktionen zu verbessern, insbesondere um mithilfe des inhärenten Boden-Mikrobioms die Entwicklung der Bodenmüdigkeit zu unterdrücken. Es wurde eine transnationale Untersuchung in Deutschland, Österreich und Italien durchgeführt, um das Keim- und Wachstumsverhalten von Apfel-Pflänzlingen auf wiederbepflanzten Böden (WB), Bracheböden (BB) und durch γ-Bestrahlung sterilisierten Böden (GB) zu untersuchen. Es wurden drei Standorte pro Land, also insgesamt neun Standorte ausgewählt, und eine Reihe von physikalisch-chemischen Parametern sowie die mikrobielle Biomasse erhoben. Bezüglich des Pflanzenwachstums wurden signifikante Unterschiede zwischen den drei Böden (WB, BB und GB) gefunden. Im Glashausversuch konnten diese Ergebnisse allerdings nicht bestätigt werden, und es wurden auch keine Korrelationen zwischen Vorgeschichte der Böden und den chemisch-physikalisch-biologischen Parametern gefunden. Diese Ergebnisse zeigen, dass verminderte Bodenfruchtbarkeit an sich kein wichtiger Faktor für die Bodenmüdigkeit darstellt. Bakterielle und Pilzliche Gemeinschaften wurden mithilfe einer Pyrosequenzierung untersucht, wofür die V1-V3 Region der bakteriellen 16S rRNA, und die ITS1 Region pilzlicher DNA ausgewählt wurde. Es wurden insgesamt 85,812 Sequenzreads für Bakterien aus 25 Phyla erhalten, und 202,041 Reads für Pilze aus 7 Phyla. Eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) für di e Bakterien ergab getrennte Cluster für die WB und die BB, während die für die Pilzdaten keine distinkten Gruppen gefunden wurden. Bei den Baktereien waren Proteobacteria, Actinobacteria und Acidobacteria dominant, und BB und WB waren vor allem auf der Gattungsebene unterschiedlich (p<0.001, t=-25,935). Bei den Pilzen waren Ascomycota, Zygomycota and Basidiomycota in allen Böden dominant. Signifikant positive Korrelationen (>0.82) mit dem Pflanzenwachstum konnten für die Gattungen Gp16, Myxococcus und Solirubrobacter, und für die Pilzgattungen Scutellinia, Penicillium, Lecythophora und Paecilomyces (>0.65) gefunden werden. Die stärksten negativen Korrelationen mit dem Pflanzenwachstum wurden für Chitinophaga (-0.82) and Hyphomicrobium (<-0.78) (Bakterien) und Acremonium und Cylindrocarpon-ähnliche Pilze (<-0.79) gefunden, als auch für Fusarium-ähnliche Pilze (-0.59). Die Ergebnisse bestätigen daher frühere Annahmen, dass die Bodenmüdigkeit von einem ganzen Ursachenkomplex verursacht wird, bringen aber auch ganz spezifische Hinweise auf bestimmte Organismen, sowohl aus der Domäne der Pro- als auch Eukaryoten.

Bodenmüdigkeit bei Äpfeln ist ein weltweit bekanntes Phänomen bim Obstbau. Diese Studie wird durchgeführt, um innovative Management-Optionen zu finden, die in der Lage sind, bodenbiologische Funktionen zu verbessern, insbesondere die Fähigkeit des Bodens, Pflanzenkrankheiten zu unterdrücken. Es wurden zahlreiche bodenchemische Parameter untersucht, sowie die mikrobielle Biomasse in Böden bestimmt um Zusammenhänge mit der Krankheitsinzidenz zu finden. Eine Gewächshausstudie ergab keine signifikanten Zusammenhänge Zwischen Pflanzenwachstum und bodenchemischen und- biologischen Parametern. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Bodenfruchtbarkeit kein wichtiger Faktor für die Bodenmüdigkeit bei Äpfeln ist. Ein tiefergehende Analyse mittels Pyrosequenzierung soll zeigen, ob eventuell bestimmte Indikatororganismen der bakteriellen oder pilzlichen Lebensgemeinschaft im Boden Zusammenhänge mit der Bodenmüdigkeit aufzeigen. Für diese Analyse werden diejenigen Behandlungsvarianten herangezogen, die den besten Erfolg in der Bekämpfung der Krankheit hatten. Trotz der bisherigen Ergebnisse glauben wir, dass es in der Bodenmikrobiota Unterschiede zwischen Böden mit und ohne Krankheitssymptomen gibt.