Bodenmüdigkeit im Obstbau

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1 Bodenmüdigkeit im Obstbau - Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel- Gesunder Boden - Gesunder Gartenbau am Haus der Ernährungswirtschaft Berlin Gerhard Baab + Joana Henfrey DLR Rheinpfalz; Kompetenzzentrum Gartenbau Campus Klein-Altendorf Rheinbach Tel.: gerhard.baab@dlr.rlp.de Folie 1

2 Kompetenzzentrum Gartenbau Klein-Altendorf Bonn DLR Rheinpfalz - Vorname Name Folie 2

3 Bodenmüdigkeit oder die Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (=Specific Apple Replant Disease (SARD)) Bodenmüdigkeit ist der durch wiederholten Anbau eintretende Verlust der Eignung eines Bodens, einer bestimmten oder ähnlich wirkenden Pflanzenart als Substrat zu dienen, dessen Ursache nicht bekannt, aber pflanzenspezifisch ist (KLAUS, 1939). Charakteristika Spezifizität SARD tritt artspezifisch bzw. innerhalb derselben Gattung oder sogar Familie (Bsp. Rosaceae auf) Persistenz SARD kann auch nach Jahren nach der ursprünglichen Erstanpflanzung im Nachbau zu Symptomen führen Reversibilität Nach Umsetzen einer Pflanze aus dem Nachbau in neutralen Boden regeneriert sich das Wachstum wieder Folie 3

4 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis/ Alternative Unterlagen Folie 4

5 Symptome Vor allem in den ersten 5 Standjahren! Vermindertes Wurzelwachstum Verbräunte sowie Verkürzte Wurzeln Schlecht verzweigte Feinwurzeln Vermindertes Sproßwachstum Ungleichmäßiges, gestauchtes Wachstu Schmale Blätter Geringere Erträge und Qualitäten - Folie 5

6 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis - Unterlagenwahl Folie 6

7 Mögliche Ursachen Abiotische Ursachen Not Specific Apple Replant Disease (= NSARD) Biotische Ursachen Specific Apple Replant Disease (SARD) Bodenstruktur Humusgehalt ph- Wert Wasser-,Trocken-,Kältestress Nährstoffgehalt Phytophthora, Pythium, Cylindrocarpon, Rhizoctonia Penicillium spp. Actinomyceten Pseudomonas fluorescens, P. putida, P syringae Folie 7

8 Mögliche Ursachen allmähliche Veränderung der Mikroflora in der Rhizosphäre Boden Rhizosphäre Wurzel Bakterien Nematoden Pilze Wurzelhaar Sonstige Hyphen Vesicel Arbuscel VA- Mykorrhiza Folie 8

9 Folgen der allmähliche Veränderung der Mikroflora in der Rhizosphäre Schädigung der Wurzeln durch Pilze und Bakterien Phytophthora Pythium Cylindrocarpon Rhizoctonia Actinomyceten Pseudomonas Direkte Schädigung Wurzel Indirekte Schädigung Penicillium spp. Phytotoxine verursachen Wuchshemmung? Folie 9

10 Spezifische Mikroorgansimen verhindern die Ansiedlung von Nachkommen im unmittelbaren Kronenbereich Hypothetischer Hintergrund Was hat der Baum von SARD? Folie 10

11 Das Bild kann nicht angezeigt werden. Dieser Computer verfügt möglicherweise über zu wenig Arbeitsspeicher, um das Bild zu öffnen, oder das Bild ist beschädigt. Starten Sie den Computer neu, und öffnen Sie dann erneut die Datei. Wenn weiterhin das rote x angezeigt wird, müssen Sie das Bild möglicherweise löschen und dann erneut einfügen. Ursachen der Bodenmüdigkeit - Zusammenfassung - Die Ursachen sind komplex nicht vollständig geklärt Die Wirt - Pathogen Erkennungsmechanismen sind noch nicht verstanden Wurzelausscheidungen und reste führen zu einer allmählichen Veränderung der Mikroflora Es findet eine fortdauernde Anreicherung spezifischer Bakterien und Pilze statt, die die Pflanzenwurzel insbesondere im Nachbau schädigen können: durch direkten Angriff oder indirekt durch Ausscheidungen Folie 11

12 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis - Unterlagenwahl Folie 12

13 Braeburn auf M9 nach 3 Vegetationsperioden Nachbau Jungfräulicher Jungfr ulicher Boden Folie 13

14 Bedeutung von SARD Folie 14

15 Folgen geringer Ca-Gehalte im Fruchtfleisch Physiologische Schäden: Stippe Lentizelleflecke Fleischbräune Schalenbräune Folie 15

16 Bedeutung von SARD - Zusammenfassung- Unsichtbare Krankheit, da meist kein direkter Vergleich in der Anlage Meistverwendete Unterlage M9 (schwachwachsend und sensitiv gegenüber SARD) Schwachwachsende neue Sorten (Braeburn, Gala.) Intensivierung des Problems durch wiederholten Nachbau Mangel an geeigneten Ausweichflächen Intensiver geschützter Anbau (Hagelschutznetze, Bewässerung, Gerüste) Erhebliche Ertragsverluste und Qualitätseinbußen!! Verlust der kulturspezifischen Bodenfruchtbarkeit Folie 16

17 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis - Unterlagenwahl Folie 17

18 Kulturverfahren - Flächenwechsel und Bodenaustausch- Oft nicht möglich! Mangel an Ausweichflächen Intensiver, geschützter Anbau (Hagelschutznetze, Gerüste, Bewässerungs- Frostschutzinstallationen) Wechsel Pflanzreihe mit Fahrgasse Nach einmaliger Wechsel sind Möglichkeiten ausgeschöpft Flächig maschinell möglich mit Vimas Bodenfräse Folie 18

19 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis - Unterlagenwahl Folie 19

20 Chemische Bodenentseuchung Basamid - Chlorpikrin Keine Zulassung Hohe Kosten und Risiko für Umwelt und Anwender Folie 20

21 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis - Unterlagenwahl Folie 21

22 Kulturverfahren -Bodendämpfung mit Heißwasserdampf und hitzeresistenter Folie C Hitzeresistente Folie Folie 22

23 Was kann Hitze -Lethaltemperaturen von Krankheitserregernnach Jarvis 1992 C 100 C (15 min.) die meisten Viren 90 C (30 min.) die meisten Actinomyceten C (15 min.) Foliendämpfung -Dauer: 4 h -Temperatur: 85 C -Tiefe: 30 cm C (10 min.) die meisten Unkrautsamen die meisten Bakterien 60 C (30 min.) die meisten phytopathogenen Pilze + Würmer + Schnecken 50 C (10 min.) die meisten Nematoden incl. Pratylenchus penetrans Folie 23

24 Pflanzung der Apfelsorte PRI Variante 037 auf der 4: Gedämpft Unterlage M9 unmittelbar nach dem Dämpfen im März 2011 Variante1: Kontrolle Folie 24

25 Das Bild kann nicht angezeigt werden. Dieser Computer verfügt möglicherweise über zu wenig Arbeitsspeicher, um das Bild zu öffnen, oder das Bild ist beschädigt. Starten Sie den Computer neu, und öffnen Sie dann erneut die Datei. Wenn weiterhin das rote x angezeigt wird, müssen Sie das Bild möglicherweise löschen und dann erneut einfügen. Kumulierter Ertrag und durchschnittliches Fruchtgewicht im Standjahr = kg Folie 26

26 Zusätzlicher Nutzen Herbizider Effekt: Ca. eine Vegetation Folie 27

27 Bodendämpfung mit hitzeresistenter Folie Zuverlässiges Verfahren gegen SARD Nicht toxisch Herbizider Effekt Sehr hohe Kosten (6000 / ha, (3000 Bäume/ ha)) Alternative Energiequellen? Abtötung nützlicher Mikroorganismen Einflüsse auf mikrobielle Gemeinschaft? Hitzeresistente Folie Folie 28

28 ECO Star von Celli, Italien Folie 29

29 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis - Unterlagenwahl Folie 30

30 Kulturverfahren - Biofumigation- Tagetes (z.b. Nematix) Einsaat und Einarbeitung besonders effektiv gegen Nematoden Brassicaceae (Brauner Senf = Sareptasenf) 1. Applikation als Saatgutschrot (250 g/m 2 ) 2. Einarbeitung in feuchten Boden (25 cm tief) + Abdecken mit Silofolie 3. Freisetzung hoher Mengen an Glukosinolaten (= Sinigrin) Sinigrin wird im Boden enzymatisch zu Isothiocyanaten (=ITC) umgebaut d.h. zum Wirkstoff Dazomet (=Basamid!) Eine dem Basamid vergleichbare (biofumigate) Wirkung gegen Nematoden und pilzliche Bodenpathogene Folie 31

31 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis - Unterlagenwahl Folie 32

32 Kulturverfahren -Applikation antagonistischer Mikroorganismen- Bacillus spp. Trichoderma spp. Beispielsweise Streptomyces spp. VA- Mykorrhiza (Glomus sp.) Konkurrieren um Nährstoffe und Lebensraum bilden Sekundärmetabolite Stören und Kontrollieren Bodenbürtige Krankheitserreger Actinomyceten, Phythophtora etc. Phytotoxische Bodenpilze Penicillium spp; Alternaria etc. Sie stimulieren auf diese Weise das Wurzel- und Pflanzenwachstum Folie 33

33 Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gezielte Applikation effizienter Mikroorganismen + Stimulierung des Bodenlebens durch Komposte EU-Projekt: Bio- INCROP Ziel 1: Verwendung von Mikroorganismenprodukten zur Förderung des Wachstums von Apfelbäumen unter Nachbaubedingungen Ziel 2: Verwendung von Komposten als mikrobielle Stimulanzien zur Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen (Soil Supressiveness) Aufgabe: Evaluierung verschiedener Komposte und Mikroorganismenprodukte auf deren Eignung (mehrere Nachbaustandorte, kontrollierte Bedingungen und Freiland) Folie 34

34 Bio-INCROP: WP 3 Ziel 1. Direkte Bekämpfung Überblick über die möglichen Mikroorganismenpräparate parate zur Bekämpfung von SARD 10 Bio-Produkte GreenFit KoBa Symbivit Trichostar RhizoVital FZB 24 Promot Ekoprop Nemax Tifi Micosat F Mycostop Folie 35

35 Bio-INCROP: WP 2 Ziel 2. Stimulierung des Bodenlebens Suche nach agronomisch sinnvollen Möglichkeiten zur Förderung der bodeneigenen Abwehrmechanismen (Komposte) Grünschnitt- Kompost Apfeltrester- Kompost Traubentrester- Kompost Oliventrester- Kompost Vermikompost Champost Palaterra Folie 36

36 Bio-Incrop: WP2 & 3 -Material und Methoden; Versuch Bodenbehandlungen Kontrolle 1 Nachbau-Boden, unbehandelt Kontrolle 2: Nachbau-Boden, gedämpft (60 min, 90 C) Nachbauboden gemischt/behandelt mit verschiedenen Komposten nach EU-Abfallverordnung, 30 t TM/ ha/ 3 Jahre) verschiedenen Mikroorganismenpräparaten (als Pulver/Lösung) 1,5 L Container im Saranhaus n=24 (3x8) 1-jährige unveredelte M9 Unterlagen Vegetative Wachstumsparameter + mikrobielle Aktivität Folie 37

37 Bio-Incrop: WP2 & 3 - Bonituren - Vegetative Parameter Sprosslänge FM/TM Spross und Wurzel Stammdurchmesser Blattgröße Nährstoffgehalt des Bodens Nährstoffgehalt der Blätter Mikrobielle Aktivität der unterschiedlichen Komposte vor dem Versuch des Bodens je Variante am Versuchsende (nach 3 Monaten) Folie 38

38 Strategie WP 4 -Testung einzelner und Kombination verschiedener Komponenten im Freiland- Organisches Substrat Antagonisten FZB Rhizo Vital R 42 fl. Vitalin Trichoderma usw. Folie 39

39 Bio-INCROP -WP 4- Kombination der besten Varianten aus Komposten und Mikroorganismen-Produkten im Feldversuch 2013/14 Folie 40

40 Bodenmüdigkeit oder Spezifische Nachbaukrankheit beim Apfel (Specific Apple Replant Disease (SARD)) Symptome Mögliche Ursachen Bedeutung von SARD Kulturverfahren Flächenwechsel oder Bodenaustausch Chemische Bodenentseuchung Bodendämpfung mit Heißwasserdampf Biofumigation Antagonisten/Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen Gute fachliche Praxis - Unterlagenwahl Folie 42

41 Kulturverfahren Gute fachliche Praxis kann Nachbauschäden reduzieren Bodenvorbereitung: Lockerung, Drainage, Düngung (z.b.champost) Wahl des besten, virusfreien Pflanzmaterials (Qualität AA) Herbstpflanzung ist Frühjahrspflanzung vorzuziehen Tiefer pflanzen (10 cm statt 20 cm Unterlagenüberstand) Hügelpflanzung Stärker wüchsigen M9 Klon (Pajam 2, Nic 29) wählen Wenn möglich frohwüchsige Sorten wählen Starkwüchsige Sorten Elstar Jonagold Schwachwüchsige Sorten Gala Natyra 20 cm 20 M 9 20 cm 10 cm tiefer pflanzen Folie 43

42 Wuchsverhalten einiger Apfelunterlagen auf jungfräulichem Boden (M9 = 100%) M: (M= East Malling) Wuchsstärke in Prozent zu M9 M 9 (T337): Gelber Metzer-Paradiesapfel 100% M 8: Roter Metzer-Paradiesapfel 80% M 26: M16 x M9 120% M 27: M13 x M % B: (B= Budakovsky, Michurin) B 9: M8 x Red Standard % B 491: Eltern unbekannt 70% P: (P= Polen (Skieneviece)) P16: Longfield x M % Folie 44

43 Wuchsverhalten einiger Apfelunterlagen C=Cornell Universität G=Geneva, USA) CG 11: M26 x Robusta 5 + Feuerbrand resistent + mittlere Resistenz gegen Blutläuse +- SARD? CG 16: Ottawa 3 x M. floribunda + immun gegen Feuerbrand + SARD tolerant - anfällig für latente Viren +- Blutläuse? CG 41: M27 x Robusta 5 + SARD tolerant + resistent gegen Feuerbrand, Phytophthora und Blutläuse + winterhart Folie 45

44 Unterlagenversuch -Roter Berlepsch nach 6 Standjahren- CG16 M 9 Folie 48

45 Wuchsklassen verschiedener Unterlagen im Vergleich Wuchsstärkeeinordung M27 M8 M9 M26 MM106 B491 B9 CG11 CG16 CG41 Folie 49

46 Flächenwechsel oder Bodenaustausch Am sichersten aber häufig nicht praktikabel Chemische Verfahren nicht zugelassen Bodendämpfung Biofumigation Antagonisten Kulturverfahren - Zusammenfassung- sehr zuverlässig aber (zu) hohe Kosten => in Testung Tagetes erfolgreich gegen Nematoden Weitere Untersuchungen erforderlich! Sareptasenfkornmehl? Antagonisten erfolgreich in Kombination mit org. Zuschlagstoffen Weitere Untersuchungen erforderlich! Alternative Unterlagen Folie 50

47 Fazit Erhebliche wirtschaftliche Schäden durch SARD Nachbaukrankheit = nachhaltiger Bodenfruchtbarkeitsverlust Zuspitzung durch Flächenbindung und wiederholte Kultur Zulassungsproblematik chemischer Bodenentseuchungsmittel Vermehrt Anbau schwach wachsender Sorten (Gala, Natyra..) Weitere Versuche erforderlich! zur Förderung bodeneigener Abwehrmechanismen (Soil Supressiveness) mit Hilfe von Champost + Mikroorganismen mit toleranten/ resistenten Unterlagen Folie 51

48 Ausblick Bestandteile des neuen bundesweiten Forschungsvorhabens BonaRes- ORDIAmur Overcoming Replant Disease by an Integrated Approach Worauf beruht Toleranz/ Resistenz der CG - Unterlagen Untersuchungen zu spezifischen Wurzelexudaten, die als Signalstoff fungieren können? Weitere Arbeiten zu physiologischen Reaktionen der Pflanzen im Nachbauboden Folie 52

49 Danke für ihre Aufmerksamkeit Gerhard Baab + Joana Henfrey Team des Versuchsbetriebes Klein-Altendorf - Vorname Name Folie 53

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