Das Potential von Agrarökosystemen zur Selbstregulation: Nematodengemeinschaften als Indikatoren der unterdrückenden Wirkung von Böden gegenüber Leguminosenkrankheiten

• Antragsteller: Dr. Jan Henrik Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420414676

Der Anbau von Leguminosen in Europa ist seit den 1970er Jahren stark rückläufig. Zu diesem Rückgang hat die Anfälligkeit gegenüber bodenbürtigen Krankheiten maßgeblich beigetragen. Diese schränken die biologische Sticktofffixierung und damit die Nachhaltigkeit der Agrarsysteme massiv ein. Pestizide sind nur bedingt wirksam gegen bodenbürtigen Schaderreger; langfristig deutlich erfolgversprechender ist der Aufbau krankheitsunterdrückender (suppressiver) Böden. Für die Entwicklung von nachhaltigen Agrarsystemen muss geklärt werden, wie Bodensuppressivität langfristig gesteigert und durch möglichst einfach anzuwendende und zuverlässige Indikatoren nachgewiesen werden kann.In zwei Langzeitversuchen der Universität Kassel (seit 2010 und 2011) konnte bereits nach 4 Jahren pfluglosem (<12 cm Tiefe) Anbau in Kombination mit Kompostdüngung die Suppressivität gegenüber Fußkrankheiten der Erbse deutlich gesteigert und die Zahl freilebender Nematoden (FLN) deutlich erhöht werden im Vergleich zum gepflügten (25-30 cm) mit mineralischem Phosphor und Kalium versorgten System. Dazuhin wurden durch bestimmte Zwischenfrüchte Schadnematoden unterdrückt. FLN spielen bei der Suppressivität eine wichtige Rolle. Allerdings ist die Nutzung dieser trophischen Gruppen als Indikatoren für Bodensuppressivität bislang wenig erforscht. Die Langzeitversuche ermöglichen nach weiteren fünf Jahren nun, die Entwicklung und Stabilität der Bodensuppressivität inklusive die Rolle der FLN im Detail zu erforschen. Die folgenden Hypothesen sollen überprüft werden:1. Bestimmte funktionelle Gruppen der FLN sind mit der suppressiven Wirkung von Böden gegenüber Fußkrankheiten von Leguminosen assoziiert;2. Suppressivität von Böden wird durch minimale Bodenbearbeitung und Kompost gesteigert;3. Spezifische Zwischenfrüchte fördern spezifische funktionelle Nematodengruppen und damit die Suppressivität von Böden.In Arbeitspaket 1 (WP1) werden abhängig vom Bodenmanagement die FLN in den Langzeitexperimenten mittels morphologischer und molekularer Methoden (NGS/OTUs) identifiziert und quantifiziert und in Bezug zu Nährstoffgehalt, mikrobieller Biomasse und biologischer Aktivität gesetzt. Im Topfversuch mit Erbsen wird in WP2 die spezifische suppressive Wirkung der Böden auf den Schadnematoden Pratylenchus penetrans bestimmt und die zuvor quantifizierten funktionellen Nematodengruppen mit der suppressiven Wirkung der Böden korreliert. In WP3 werden die Feldböden auf ihre generelle Suppressivität gegenüber bodenbürtigen Pilzkrankheiten der Erbse untersucht während in WP4 die Auswirkungen von Zwischenfrüchten auf die Anzahl von mit Suppressivität assoziierten Nematoden mittels (qPCR) bestimmt werden. Mittels multivariater Statistik werden die Zusammenhänge zwischen Bodengeschichte, physikalisch-chemischer Bodeneigenschaften, spezifischer und genereller Suppressivität und funktionellen Gruppen der FLN ermittelt, um neue und gut anwendbare Indikatoren für Bodensuppressivität zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen