Verknüpfung innovativer Kontrollmaßnahmen zu einer Bekämpfungsstrategie für parasitische Unkräuter der Gattung Orobranche
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Forschungsvorhabens war es, biologische Bekämpfungsstrategien gegen zwei parasitische Unkräuter, Phelipanche ramosa und Orobanche cumana, auf der Basis von zwei pilzlichen Gegenspielern (Fusarium oxysporum [FOG] gegen P. ramosa und F. oxysporum f.sp. orthoceras [Foo] gegen O. cumana) hinsichtlich ihres Bekämpfungserfolgs unter Freilandbedingungen zu optimieren. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Möglichkeit der Integration mit anderen innovativen Kontrollmaßnahmen wie etwa die durch chemische oder biologische Induktoren erzielte Resistenz gelegt. Da unter kontrollierten Bedingungen ein gesteigerter Kontrolleffekt gegen die parasitischen Unkräuter einzig durch die Kombination der Fusarium-Isolate mit dem chemischen Resistenzinduktor Benzothiadiazol (BTH, Handelsname BION®) beobachtet wurde, wurde auch nur diese in Freilandversuchen überprüft. Nachdem sich in den ersten beiden Vegetationsperioden der positive Effekt von BTH auf die Kontrolle der parasitischen Unkräuter nicht reproduzieren ließ, wurde das dritte Versuchsjahr genutzt, um schwerpunktmäßig den Einfluss von Standort, Formulierung, Dosierung und Applikationszeitpunkt auf die biologische Kontrolleffizienz zu testen. Im Laufe der durchgeführten Untersuchungen wurden zudem Methoden entwickelt, die es ermöglichen, die ausgebrachten Fusarium-Isolate in der Umwelt eindeutig detektieren sowie z.B. von nativen F. oxysporum-Isolaten in Boden und Pflanze unterscheiden zu können. Daher wurde Foo mit dem gfp-Gen transformiert, während das FOG-Isolat durch die RAPD-Technik von anderen F. oxysporum formae speciales abzugrenzen versucht wurde. Obwohl kein zusätzlicher Effekt des Resistenzinduktors beobachtet werden konnte, zeigten die pilzlichen Gegenspieler dennoch ihr Potential für die Orobanche- bzw. Phelipanche-Bekämpfung unter Freilandbedingungen. FOG verringerte Anzahl und Biomasse der aufgelaufenen Phelipanche-Sprosse um 50 % bis 70 %, während die Applikation von Foo in einigen Versuchen eine fast vollständige Kontrolle von O. cumana erzielte. Besonders für dieses Isolat erscheint eine Weiterentwicklung zu einem kommerziellen Produkt daher aussichtsreich. Die Effizienz beider Gegenspieler wurde allerdings deutlich von Klima- und Standortbedingungen beeinflusst, was zumindest bei FOG durch Veränderung der ausgebrachten Formulierung teilweise kompensiert werden konnte. In den molekularbiolgischen Untersuchungen konnte FOG eindeutig von Foo abgegrenzt werden. Der Einsatz der RAPD-Marker für ein erstes Screening von Fusarium-Isolaten, die in Feldversuchen aus verschiedenen Quellen gewonnen wurden, legte nahe, dass FOG im Boden nur begrenzt beweglich ist, möglicherweise aber oberirdisch über kürzere Entfernungen verbreitet wird. Detailliertere Untersuchungen können – für beide Gegenspieler – in diesem Zusammenhang wertvolle Informationen über die Persistenz und Mobilität der Isolate im jeweiligen Agroökosystem liefern. Dies ist entscheidend, um das Verständnis der Wechselwirkungen in diesen komplexen Systemen weiter vertiefen und dadurch die Anwendbarkeit biologischer Gegenspieler unter Feldbedingungen verbessern zu können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2007): A commercial iron fertilizer increases the survival of Fusarium oxysporum f. sp orthoceras propagules in a wheat flour-kaolin formulation. Biocontrol Science and Technology 17, 597-604
Müller-Stöver, D. and Sauerborn, J.
- (2007): Main effects and interactions among acibenzolar-S-methyl, a biocontrol fungus and sunflower cultivar on control of Orobanche cumana Wallr. Journal of Plant diseases and Protection, 114, 76-81
Fan, Z.W., Buschmann H., Müller-Stöver, D., and Sauerborn J.
- (2007): The role of biological control in managing parasitic weeds. Crop protection 26, 246-254
Sauerborn, J., Müller-Stöver, D. and Hershenhorn, J.
- (2008): Field applications of Fusarium oxysporum f.sp. orthoceras for the control of Orobanche cumana Wallr. 5th International Weed Science Congress, 23-27 June, Vancouver, Canada
Müller-Stöver, D., Batchvarova r., and J. Sauerborn
- (2008): Mitigation of Orobanche ramosa by Fusarium oxysporum and induced resistance. Journal of Plant Diseases and Protection, Special Issue XXI, 473-478
Kohlschmid, E., Müller-Stöver, D. and Sauerborn, J.
- (2009): A novel strain of Fusarium oxysporum from Germany and its potential for biocontrol of Orobanche ramosa L. Weed Research 49, 175-182
Müller-Stöver, Kohlschmid, E. and Sauerborn, J.
- (2009): Impact of Fusarium oxysporum on the holoparasitic weed Phelipanche ramosa: biocontrol efficacy under field-grown conditions. Weed Research, 49 (Suppl. 1), 56–65
Kohlschmid, E., Sauerborn, J. and Müller-Stöver, D.
- (2009): Mycoherbicidal management of Orobanche cumana: observations from three years of field experiments. In: Rubiales, D., Westwood, J. Uludag, A. (eds.) Proc. of the 10th World Congress on Parasitic Plants, 08-12 June, Kusadasi, Turkey
Müller-Stöver, D., Batchvarova, R., Kohlschmid, E., Sauerborn, J.
