Bodengesunderhaltung durch Biofumigation - LVG Heidelberg
Bodengesunderhaltung durch Biofumigation - LVG Heidelberg
Bodengesunderhaltung durch Biofumigation - LVG Heidelberg
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<strong>Bodengesunderhaltung</strong><br />
<strong>durch</strong> <strong>Biofumigation</strong> –<br />
Chancen und Grenzen<br />
Michaela Schlathölter<br />
P. H. Petersen Saatzucht Lundsgaard
BIOFUMIGATION<br />
1. Was ist <strong>Biofumigation</strong>?<br />
2. Wie funktioniert <strong>Biofumigation</strong>?<br />
3. Welche Pflanzenarten?<br />
4. Was kann <strong>Biofumigation</strong>?<br />
5. Welche Anbautechnik?<br />
6. Wie setze ich <strong>Biofumigation</strong> ein?
Begriff: <strong>Biofumigation</strong><br />
• Bearbeitungsmethode<br />
• amerikanisiert: biologische Bodenbegasung<br />
• alte ‚deutsche‘ Bezeichnung: allelopathetische<br />
Wirkung<br />
• neudeutsch: Einsatz von Phyto-Chemikalien<br />
• Re-Import aus Australien und den USA<br />
– unkonventioneller Anbau von Zwischenfrüchten<br />
– Suche nach Alternativen zu Methyl-Bromid<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong>?
Zwischenfrüchte zur <strong>Biofumigation</strong><br />
Anbau von<br />
Zwischenfrüchten<br />
Glucosinolate<br />
keine Glucosinolate<br />
org.<br />
Material<br />
Erosionsschutz<br />
Nicht-<br />
Wirtspflanze /<br />
Resistenz<br />
Isothiocyanate<br />
(ITC)<br />
keine<br />
Isothiocyanate<br />
nützliche Bodenorganismen<br />
Bodenstruktur<br />
Nährstoffe<br />
Krankheitsbekämpfung<br />
Ertrag und Qualität<br />
der Hauptfrucht<br />
Wasserhaushalt
Wie funktioniert <strong>Biofumigation</strong>?<br />
GSL<br />
Pflanzenzelle von<br />
Kreuzblütlern<br />
GSL<br />
Zellkern<br />
Zellorgane<br />
GSL<br />
Zellplasma<br />
GSL<br />
Enzyme<br />
(Myrosinase)<br />
Vakuole<br />
GSL = Glucosinolate<br />
Enzyme = Myrosinase<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong>?<br />
Funktionsweise
Wie funktioniert <strong>Biofumigation</strong>?<br />
GSL<br />
GSL<br />
Zerstörung<br />
GSL<br />
und<br />
Feuchtigkeit<br />
Isothiocyanate<br />
(ITC)<br />
GSL<br />
Enzyme<br />
(Myrosinase)<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong>?<br />
Funktionsweise
Pflanzenarten für die <strong>Biofumigation</strong><br />
Brassica juncea<br />
Sareptasenf<br />
Brauner-, Indischer-,<br />
Orientalischer-,<br />
Blattsenf<br />
Sinapis alba<br />
Weißer Senf<br />
Gelbsenf<br />
Raphanus sativus<br />
Raphanus Ölrettich sativus<br />
Futterrettich<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong>?<br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten
TERRA PROTECT MISCHUNGEN<br />
SAREPTASENF<br />
Brassica juncea<br />
GELBSENF<br />
Sinapis alba<br />
TERRAPROTECT MB<br />
• Hoher Gehalt an Myrosinase<br />
• Hohe Biomasseproduktion<br />
ÖLRETTICH<br />
Raphanus sativus<br />
TERRAPROTECT RB<br />
• Hoher Gehalt an ITC<br />
• Trockentoleranz<br />
• Hoher Gehalt an Myrosinase<br />
• Spez. ITCs mit zusätzlichen<br />
Schwefelmolekülen<br />
• Hohe Biomasseproduktion<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong>?<br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten
nach Smith & Kirkegaard 2002<br />
Unterschiede in der Toxidität von 2 Phenyl-ITC<br />
gegenüber verschiedene Krankheitserreger<br />
BAKTERIEN<br />
LD 100 2-PE ITC (mM)<br />
PILZE<br />
LD 90 2-PE ITC (mM)<br />
5,0<br />
Ralstonia solanacearum<br />
Aphanomyces<br />
Gaeumannomyces<br />
Sclerotinia<br />
Thielaviopsis<br />
Bipolaris<br />
Lasiodiplodia<br />
Pythium<br />
Phytophthora<br />
Rhizoctonia<br />
Fusarium<br />
Sinorhizobium meliloti<br />
Alternaria<br />
Trichoderma<br />
4,5<br />
4,0<br />
3,5<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
meisten<br />
getesteten<br />
Bakterien<br />
0,1 – 3,5<br />
0,0<br />
Ralstonia solanacearum<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Fusarium culmorum<br />
Wachstumsbehinderung von Fusarium culmorum<br />
im Nährmedium nach Zugabe von 1µmol GSL<br />
ITC<br />
Abbauprodukte<br />
Glucosinolate<br />
Iberin<br />
Erucin<br />
Raphenin<br />
Raphanin<br />
Nasturtin<br />
Tropaeolin<br />
Sinigrin<br />
Napin<br />
Sinalbin<br />
(Manici 2000)<br />
Epiprogoitrin<br />
Conringin<br />
Sysimbrin<br />
Dampfphase<br />
Nährmedium<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
Wachstumsbehinderung in %<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Sclerotinia<br />
% Wachstum von Sclerotinia<br />
100<br />
75<br />
50<br />
25<br />
0<br />
Sclerotinia minor Wachstum im Laborversuch nach<br />
Zugabe von verschieden Pflanzenextakten<br />
(Washington, 2002)<br />
Kontrolle Wasser Ackerbohnen Sareptasenf Getreide<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Salat<br />
Kopfgewicht von Salat nach <strong>Biofumigation</strong><br />
(Ventura Country, North LA, 2002)<br />
600<br />
450<br />
570<br />
550<br />
g/Kopf<br />
400<br />
200<br />
200<br />
0<br />
Kontrolle-ohne<br />
Behandlung<br />
Bohnen<br />
Gelbsenf<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Sareptasenf<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Porree<br />
Porree Pflanzengewicht nach <strong>Biofumigation</strong><br />
(Ventura Country, North LA, 2002)<br />
250<br />
220<br />
200<br />
164<br />
150<br />
110<br />
120<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Kontrolle - ohne<br />
Behandlung<br />
Bohnen<br />
Gelbsenf<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Sareptasenf<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Verticillium dahliae<br />
Versuch der Schweizerischen Eidgenossenschaft, 2007<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Botrytis in hellem Eichblattsalat<br />
LAITUE SERRE AUTOMNE - BIOFUMIGATION<br />
Poids moyen des salades à la récolte (variété: Altero, feuille de chêne blonde, Enza)<br />
Date de récolte: 07/12/2007<br />
Mélange Terra Protect<br />
09,9 % de déchets<br />
B<br />
277<br />
A<br />
308<br />
A<br />
Moutarde brune ISCI 20<br />
13,6 % de déchets<br />
B<br />
248<br />
B<br />
286<br />
B<br />
Sorgho fourrager<br />
13,6 % de déchets<br />
B<br />
249<br />
B<br />
288<br />
B<br />
Orgasun<br />
13,2 % de déchets<br />
B<br />
218<br />
C<br />
248<br />
C<br />
Témoin sol nu<br />
24,5 % de déchets<br />
A<br />
200<br />
C<br />
258<br />
C<br />
0 50 100 150 200 250 300 350<br />
Poids brut: Proba: 0 CV: 12,12 %<br />
Poids paré: Proba: 0 CV: 20,58%<br />
Pourcentage de déchets: Proba: 0,00012 cv: 48,32 %<br />
Poids brut<br />
grammes<br />
Poids paré<br />
Denis BEC<br />
SERAIL<br />
123 Chemin du Finday<br />
69126 BRINDAS<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Rhizoctonia in Zuckerrüben (ITB)<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Effekt von Brassica juncea auf Rhizoctonia in Zuckerrüben<br />
BS: Bare soil<br />
MP: Mustard Pulled out at<br />
flowering time<br />
MC: Mustard crushed at<br />
flowering time and<br />
incorporated<br />
Natasha Motosi, INRA, 2008
Virulenz von R. solani AG1-IB an Brassicacaen<br />
Dr. Rita Grosch<br />
Pflanzen mit Symptomen [%]<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Brassica juncea<br />
Energy<br />
Terrafit<br />
Terraplus<br />
Terratop<br />
Defender<br />
Ölrettich<br />
Adagio<br />
Gelbsenf<br />
Accent<br />
Luna<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Pflanzen mit Symptomen [%]<br />
7/3/14 H10 2/3/31<br />
Energy Terrafit Terraplus Terratop Defender Adagio Accent Luna<br />
Brassica juncea<br />
Ölrettich Gelbsenf<br />
- Untersuchung im Gewächshaus (20/15°C Tag/Nacht)<br />
- künstliche Inokulation mit R. solani<br />
- Prüfung verschiedener R. solani AG 1-IB Isolate<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Terraprotect in Krokus NL 2005 und 2006<br />
Pythium<br />
Unbehandelt Ridomil Terraprotect MB
Krokus: Sortierung 8/- nach verschiedenen Massnahmen<br />
zur Bekämpfung von Pythium, NL 2005 + 2006<br />
60 80 100 120 140 160 180<br />
Unbehandelt<br />
TERRAPROTECT MB<br />
Ridomil Gold SL 1,0<br />
TERRAPROTECT MB plus<br />
Ridomil Gold SL 1<br />
Ridomil Gold SL 1,25<br />
TERRAPROTECT MB plus<br />
Ridomil Gold SL 1,25<br />
Ridomil Gold SL 2,5<br />
TERRAPROTECT MB plus<br />
Ridomil Gold SL 2,5
Reduzierung von Pratylenchus (Mischpopulation<br />
von P. penetrans und P. crenatus)<br />
Forschungsprojekt 2007- 2010<br />
Dr. Johannes Hallmann, JKI<br />
1400<br />
Tiere/100 ml Boden<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
BJ Energy<br />
BJ Terrafit<br />
BJ Terraplus<br />
OR Adagio<br />
OR Colonel<br />
OR Defender<br />
Terraprotect MB<br />
Terraprotect RB<br />
SF Luna<br />
SF Accent<br />
Pi (14.07.07) Pf (24.10.07)<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Forschungsprojekt 2007- 2010<br />
„Optimierung der <strong>Biofumigation</strong> zur nicht-chemischen<br />
Bekämpfung bodenbürtiger Pilze und pflanzenparasitärer<br />
Nematoden in gemäßigten Klimaregionen“<br />
– Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Institut für Nematologie und<br />
Wirbeltierkunde (BBA): Matthias Daub und Dr. Johannes Hallmann<br />
– P. H. Petersen Saatzucht Lundsgaard GmbH & Co. KG (PHP)<br />
– Bundesanstalt für Züchtungsforschung (BAZ)<br />
– Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ): Dr. Rita Grosch<br />
• Ditylenchus dipsaci, Globodera rostochiensis, Meloidogyne<br />
hapla, Heterodera schachtii, Pratylenchus spp.<br />
• R. solani (Salat/AG 1-IB, Kartoffel/AG 3, Zuckerrübe/AG 4 und<br />
AG 2-2IIIB) und Fusarium ssp.<br />
• Gefördert <strong>durch</strong><br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse
Aussaat<br />
• mit Getreidedrillmaschine<br />
• mit und ohne Bodenbearbeitung<br />
• Aussaat per Hand<br />
• Mischen des Saatgutes mit feinem Sand für bessere Verteilung<br />
• Rückverfestigung erhöht die Kapillarität des Bodens und<br />
fördert den Auflauf<br />
• Düngung: mindestens 50 kg N/ha für schnelle<br />
Biomasseentwicklung<br />
• bei Bedarf beregnen<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse<br />
Anbau
Saatzeitpunkt bis Umbruch
BIOFUMIGATION im Überblick<br />
Pflanzenbestand so fein wie möglich häckseln<br />
Bodenprofil mit<br />
eingearbeitetem<br />
Pflanzenmaterial<br />
Einarbeiten mit Bodenfräse<br />
Bodenoberfläche verdichten mit Walze,<br />
um ITC Verluste zu verringern
Zerkleinern – einarbeiten - festwalzen<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong><br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse<br />
Anbau
Geeignete Zwischenfrüchte<br />
Anbau von<br />
Zwischenfrüchten<br />
Glucosinolate<br />
keine Glucosinolate<br />
org.<br />
Material<br />
Erosionsschutz<br />
Nicht-<br />
Wirtspflanze /<br />
Resistenz<br />
Isothiocyanate<br />
(ITC)<br />
keine<br />
Isothiocyanate<br />
nützliche Bodenorganismen<br />
Bodenstruktur<br />
Nährstoffe<br />
Krankheitsbekämpfung<br />
Ertrag der<br />
Hauptfrucht<br />
Wasserhaushalt<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong>?<br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse Anbau Einsatz
Pflanzenarten für die <strong>Biofumigation</strong><br />
Brassica juncea<br />
Sareptasenf<br />
Sinapis alba<br />
Weißer Senf<br />
Raphanus sativus<br />
Ölrettich<br />
Gehalt an<br />
Isothiocyanaten<br />
sehr hoch<br />
mittel<br />
hoch<br />
spezielle ITC (+S)<br />
Enzym Myrosinase<br />
heiß: genügend<br />
gemäßigt: wenig<br />
im Überschuss<br />
im Überschuss<br />
Biomasse mittel hoch hoch<br />
Wasserbedarf niedrig mittel mittel<br />
Resistenzen<br />
(bislang) keine,<br />
keine Vermehrung von<br />
Ditylenchus dipsaci<br />
Sorten mit Resistenz gegen<br />
Rübenzystennematoden<br />
Sorten mit Resistenz gegen<br />
Rübenzystennematoden, Gallenbildende<br />
Nematoden, freilebende<br />
Nematoden, Ditylenchus, neutral<br />
gegen Kohlhernie<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong>?<br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten
Multiresistenter Ölrettich DEFENDER<br />
und <strong>Biofumigation</strong><br />
Effiziente Reduzierung von<br />
Wurzelgallennematoden<br />
(Meloidogyne chitwoodi<br />
und M. fallax) in Kartoffeln,<br />
Zuckerrüben und Blumenzwiebeln<br />
Bis zu 90 % Reduzierung<br />
des Rübenzystennematoden<br />
(Heterodera schachtii)<br />
möglich in Zuckerrüben, Raps,<br />
Kohlarten und Spinat<br />
Schlechte Wirtspflanze für<br />
freilebende Nematoden wie<br />
Pratylenchus penetrans, P.<br />
neglectus und P. penetrans in<br />
Kartoffeln, Raps, Getreide,<br />
Gemüse und Blumenzwiebeln<br />
R<br />
Keine Vermehrung von<br />
Ditylenchus dipsaci (Rübenkopf-/Stängelälchen)<br />
als<br />
B<br />
Zwischenfrucht in Zuckerrüben-,<br />
Gemüse- und Blumenzwiebel-Fruchtfolgen<br />
B R R<br />
R<br />
B<br />
Gute Auflösung von<br />
Krankheitszyklen in<br />
Getreide-Fruchtfolgen<br />
(z.B. Schwarzbeinigkeit –<br />
Gaeumannomyces<br />
graminis)<br />
Verminderung von<br />
Ertragseinbußen <strong>durch</strong><br />
Rhizoctonia in Kartoffeln,<br />
Zuckerrrüben und<br />
Blumenzwiebeln<br />
Reduzierung von<br />
Schäden <strong>durch</strong> Pythium-<br />
Pilze in Erbsen,<br />
Kartoffeln und<br />
Blumenzwiebeln<br />
Kein Aufschaukeln des<br />
Kohlhernie Erregers<br />
Plasmodiophora<br />
brassicae im<br />
Zwischenfruchtanbau<br />
R<br />
B<br />
R<br />
B<br />
B<br />
R<br />
Was ist<br />
<strong>Biofumigation</strong>?<br />
Funktionsweise<br />
Pflanzenarten<br />
Ergebnisse Anbau Einsatz
<strong>Bodengesunderhaltung</strong> <strong>durch</strong> <strong>Biofumigation</strong><br />
– Chancen und Grenzen<br />
Gezielter Einsatz von multiresistenten<br />
Zwischenfrüchten chten und <strong>Biofumigation</strong><br />
bieten neue und zusätzliche<br />
Möglichkeiten<br />
zur biologischen Bekämpfung von<br />
Krankheiten und Schädlingen.<br />
Anpassung an<br />
- Zielorganismus/Krankheit<br />
- betriebliche Anbausysteme<br />
AUSWAHL DER BESTEN ZWISCENFRUCHT MIT<br />
RESISTENZ UND BIOFUMIGATIONSPOTENTIAL<br />
weitere Informationen im Internet unter: www.<br />
Terraprotect.com, biofumigation.com und zwischenfrucht.de
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