Das Potential von Agrarökosystemen zur Selbstregulation: Nematodengemeinschaften als Indikatoren der unterdrückenden Wirkung von Böden gegenüber Leguminosenkrankheiten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Nematoden werden weithin als Indikatoren für Bodenfruchtbarkeit genutzt und könnten damit den aktuellen Bestrebungen dienen, regenerative Landnutzungssysteme zu erkennen. Bisher schlugen alle Versuche fehl, die Nematodenfauna mit Bodensuppressivität in Zusammenhang zu bringen. Dies ist u.a. darin begründet, dass Kurzzeitexperimente genutzt wurden, die bodenbildende Prozesse nicht berücksichtigen, dem Fehlen geeigneter nematodenbasierter Bioindikatoren sowie einem fehlendem Bezug zu Pflanzenerträgen und Krankheitsbefall. In zwei Langzeitexperimenten (LTE) der Universität Kassel wurden nematodenbasierte Indikatoren für Bodensuppressivität identifiziert, um anschließend Zwischenfrüchte anhand ihres Potenzials zur Förderung dieser Indikatoren zu bewerten. Verglichen wurde nicht wendende Bodenbearbeitung plus Wick-Triticale Mulch jeweils zu Kartoffel in der Fruchtfolge mit einem Pflugsystem (25 cm) ohne Mulch. Weitere Faktoren waren Kompostdüngung versus mineralischer Rohphosphat und K2SO4 Düngung. Böden wurden entnommen und auf Nährstoffe und Nematodengemeinschaften untersucht (WP1). Das Potenzial der Böden zur Unterdrückung von Pratylenchus penetrans (WP2), sowie drei pilzlichen Wurzelpathogenen (WP3) und das Potenzial von Zwischenfrüchten (Vicia sativa, Raphanus sativus, Avena strigosa) zur Förderung nematodenbasierter Indikatoren von Bodensuppressivität in ausgewählten Böden (WP4) wurde in Gewächshausexperimenten untersucht. Nicht wendende Bearbeitung verbesserte die Bodenfruchtbarkeit deutlich, dokumentiert durch höhere Pflanzenerträge der Futtererbse sowie Nährstoff- und organischen Kohlenstoffwerten im Vergleich zur Pflugvariante. Weiterhin war die Befallsschwere an Erbsenwurzeln durch bodenbürtige Pathogene im Schnitt um 10% geringer, während die Anzahl an Pratylenchen pro g Wurzel unter Minimalbodenbearbeitung zwischen -6% - +24% variierte. Unabhängig davon korrelierte der metabolische Fußabdruck der Nematoden, d.h. der gesamte Kohlenstoffanteil, der durch die Nematodenfauna geschleust wird, negativ mit der Befallsschwere an den Erbsenwurzeln (r=-0.78, p<0.001) und der Besatzdichte von Pratylenchus pro g Wurzel (r=-0.62, p=0.001). Im letzten Experiment führte der 12-wöchige Anbau von Vicia sativa zum vergleichsweise höchsten metabolischen Fußabdruck (1053 µg C/ 100 ml soil), während dieser nach Raphanus sativus signifikant am niedrigsten war (577 µg C/ 100 ml soil). Abschließend betrachtet erscheint der metabolische Fußabdruck der Nematoden als nützlicher Indikator für die Suppressivität der Böden gegenüber bodenbürtigen Krankheitserregern der Futtererbse. Der simulierte Anbau von Vicia sativa als Zwischenfrucht zeigte großes Potenzial zur Förderung der Bodensuppressivität. Jedoch sind zusätzliche Feldversuche notwendig, um den breiten Nutzen des metabolischen Fußabdrucks der Nematoden als Indikator für Bodensuppressivität in komplexen Fruchtfolgen und für andere bodenbürtige Schaderreger nachzuweisen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Bacterivorous Nematodes Correlate with Soil Fertility and Improved Crop Production in an Organic Minimum Tillage System. Sustainability, 12(17), 6730.
Schmidt, Jan H.; Hallmann, Johannes & Finckh, Maria R.
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Developing Organic Minimum Tillage Farming Systems for Central and Northern European Conditions. No-till Farming Systems for Sustainable Agriculture, 173-192. Springer International Publishing.
Junge, Stephan M.; Storch, Johannes; Finckh, Maria R. & Schmidt, Jan H.
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Nematode-based indices correlate with soil fertility in two organic long-term field experiments. Presented at the ESN’s Virtual Nematology Conference 2021 from May 26 th to May 28th.
Schmidt, J.H., Finckh, M.R., Theisgen, L.V., Kanfra, X., Heuer, H. & Hallmann, J.
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Pflanzengesundheit richtig managen. Ökologie & Landbau 199, 41–43.
Finckh, M.R., Baresel, J.P., Junge, S.M., Šišić, A., Weedon, O.D. & Schmidt, J.H.
