Formen, Bedeutung und Förderung von Mykorrhiza in ökologisch bewirtschafteten Ackerböden. Accoramboni, Wikimedia Commons

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1 Formen, Bedeutung und Förderung von Mykorrhiza in ökologisch bewirtschafteten Ackerböden Accoramboni, Wikimedia Commons

2 Thomas Fester Arbeitsgruppe: Biotrophe Pflanzen-Mikroben Interaktionen Department: Umweltmikrobiologie

3 Formen, Bedeutung und Förderung von Mykorrhiza in ökologisch bewirtschafteten Ackerböden Ökosysteme als Modell für die Landwirtschaft Symbiotische Mikroorganismen im Wurzelbereich Die Mykorrhizasymbiosen Die Arbuskuläre Mykorrhiza Probleme bei der Anwendung Anwendungsmöglichkeiten Eigene Projekte Accoramboni, Wikimedia Commons

4 Steppen sind nährstoffeffiziente, produktive Ökosysteme Accoramboni, Wikimedia Commons

5 Gestörtes System Klimaxgesellschaft Feuer, Überweidung Steppe

6 Gestörtes System Klimaxgesellschaft Feuer, Überweidung Steppe Diversität

7 Diversität

8 Gestörtes System Klimaxgesellschaft Feuer, Überweidung Steppe Diversität

9 Welche biologischen Faktoren steigern die Produktivität in natürlichen Graslandgesellschaften? Leguminosen/Rhizobien Arbuskuläre Mykorrhizapilze Bakterien der Rhizosphäre und vieles andere mehr

10 Warum gibt es so viele Mikroorganismen mit positiven Effekten für das Pflanzenwachstum? Die Rhizosphäre ist ein idealer Lebensraum für Mikroorganismen

11 Warum gibt es so viele Mikroorganismen mit positiven Effekten für das Pflanzenwachstum? Die Rhizosphäre ist ein idealer Lebensraum für Mikroorganismen

12 Wachsende Pflanzen machen mehr Rhizosphäre

13 Hormone

14 Angriff, Verdrängung Angriff

15 Phosphor

16 Stickstoff

17 Mykorrhiza: Nährstofflieferung durch Pilze

18 Albert Bernhard Frank Geboren 1839 in Dresden Gestorben 1900 in Berlin Professuren in Dresden und Berlin Erforschung von Mykorrhiza und Wurzelknöllchensymbiose Vorreiter der staatl. Pflanzenschutzämter

19 Habitate Arbuskuläre Mykorrhiza P, (N) Ubiquitär, insbesondere in tropischen Wäldern, gemäßigte Grasländern Ericoide Mykorrhiza N N Wälder der gemäßigten und borealen Zone Wälder, Moore, Heide der gemäßigten und borealen Zone Ektomykorrhiza Rhizobiensymbiose N Subtropen, Tropen

20 Ericoide Mykorrhiza/ Orchideen Mykorrhiza Strukturen

21 Ektomykorrhiza Strukturen

22 Ektomykorrhiza Strukturen

23 Ektomykorrhiza

24

25 Arbuskuläre Mykorrhiza

26 Appressorien Typische Strukturen Arbuskel Sporen Vesikel

27 Pflanzenpartner bei der Arbuskulären Mykorrhiza Moose Farne Nacktsamer Bedecktsamer Keine Symbiose bilden: Kreuzblütler Nelkengewächse Gänsefußgewächse Binsengewächse Knöterichgewächse Erdgeschichte Frühe Landpflanzen

28 Physiologie Kohlenhydrate Mineralische Nährstoffe

29 Physiologie Wiederstand gegen pflanzl. Stress Kohlenhydrate Mineralische Nährstoffe Biokontrolle von Krankheitserregern

30 Wirkungen im Ökosystem Physiologie Einfluss auf Dynamik und Diversität von Pflanzengesellschaften Wiederstand gegen pflanzl. Stress Kohlenhydrate Mineralische Nährstoffe Biokontrolle von Krankheitserregern

31 Wirkungen im Ökosystem Physiologie Einfluss auf Dynamik und Diversität von Pflanzengesellschaften Wiederstand gegen pflanzl. Stress Kohlenhydrate Mikrobielle Nahrungsnetze Mineralische Nährstoffe Humusbildung und Bodenstruktur Biokontrolle von Krankheitserregern

32 Probleme für die Anwendung A) Landwirtschaftliche Methoden schaden den Mykorrhizapilzen B) Mykorrhizapilze sind in ihrer Funktion sehr variabel C) Pflanzen sind in ihrer Reaktion auf Mykorrhizapilze ebenfalls variabel

33 A) Landwirtschaftliche Methoden schaden den Mykorrhizapilzen Problematische Praktiken Diversität von Mykorrhizapilzen Mykorrhiza als Maß für naturnahe Bewirtschaftung? Bodenbearbeitung Mineraldünger Monokulturen Intensität landwirtschaftlicher Nutzung

34 B) Mykorrhizapilze sind in ihrer Funktion sehr variabel Probleme bei der Anwendung Möglichkeiten für die Züchtung Alexander M. Koch, Daniel Croll and Ian R. Sanders Genetic variability in a population of arbuscular mycorrhizal fungi causes variation in plant growth Ecology Letters, (2006) 9:

35 C) Pflanzen sind in ihrer Reaktion auf Mykorrhizapilze ebenfalls variabel Ackerland Klimaxgesellschaft Moderne Feldfrüchte Diversität

36 Wie kann man AM-Pilze in der Landwirtschaft einsetzen? A) Technologischer Ansatz Maßgeschneiderter Pilzstamm (Pflanzenart, Feldbedingungen ) Beimpfen der Felder Messbares Ergebnis (Ertragssteigerung, Stressresistenz )

37 Wie kann man AM-Pilze in der Landwirtschaft einsetzen? B) Ökologischer Ansatz Mykorrhiza-freundliche Bewirtschaftung Population mit hoher Diversität Mykorrhiza eingebettet in umfassenderes ökologisches Konzept. Ökosystemdienstleistungen Eventuell als Maß für den Erfolg der ökologischen Bewirtschaftung.

38 Bahia-Gras Pflanze umsetzen Ackerboden + Substrat (Sand etc.) 3 Monate 7 Monate Kompost + Substrat (Sand etc.)

39 Thomas Fester Arbeitsgruppe: Biotrophe Pflanzen-Mikroben Interaktionen Department: Umweltmikrobiologie

40 Einfluss der Direktsaat auf arbuskulaere Mykorrhizapilze auf dem Versuchsfeld in Luettewitz Je 10 Proben (Wurzeln/Boden) von Direktsaat- und konventioneller Parzelle zu zwei Zeitpunkten. Kaum signifikante Unterschiede

41 Projekt: Detektion von Mykorrhizapilzen über Gelbfärbung der Wurzel Kontrolle Mykorrhiza

42 Projekt: Detektion von Mykorrhizapilzen über Gelbfärbung der Wurzel Mykorrhiza Kontrolle

43 Projekt: Detektion von Mykorrhizapilzen über Gelbfärbung der Wurzel Vereinzelte Ansaat der Reporterpflanze auf der Testfläche Wurzelernte und Waschen nach etwa 2 Monaten Beurteilung der Wurzelfärbung (evtl. Extraktion) Kolonisierungsmaß Kontaktadresse: thomas.fester@ufz.de

44 Projekt: Detektion von Mykorrhizapilzen über Gelbfärbung der Wurzel Wurzelbeobachtung bei jungen Maispflanzen (2-3 Monate) Beurteilung der Wurzelfärbung (langfristig evtl. Extraktion) Kolonisierungsmaß

45 Projekt: Detektion von Mykorrhizapilzen über Gelbfärbung der Wurzel Wenn Sie Unterschiede in der Wurzelfärbung sehen: Wir analysieren Ihnen gerne (und kostenfrei) zwei Proben (eine gelbe und eine weiße ). Zur Analyse verschicken Sie die Wurzeln am besten getrocknet (Heizung, oder ähnliches) Kontaktadresse: