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1 Archived t Possile solutions for replnt prolems cused y soil-orne pthogens in orgnic strwerry production Lösungsnsätze für Nchuproleme durch odenürtige Pthogene im iologischen Erdeernu A. Spornerger 1, R. Steffek 2, K. Stich 3, K. Jezik 1, J. Scheiluer 1, J. Altenurger 2, H. Hlwirth 3, C. Gosch 3 Astrct Soil-orne pthogens, ove ll Verticillium sp. cuse plnt losses nd yield decreses in mny Austrin strwerry fields, lso in orgnic frming systems; in reserch project possiilities to resolve this prolem were exmined. In field tril, which ws strted 1998, orgniclly mnged nd differently fertilized plots (green compost, mnure, hornchips) were compred to n unfertilised control plot nd to two minerl fertilized nd conventionlly treted plots; the differences in field chrcteristics of strwerries in 2004 nd 2005 were low, ut differences in storge nd iochemicl chrcteristics could e seen in Some new cultivrs tested s lterntive to the very sensitive 'Elsnt' plnted in 2005 on severl frms showed higher tolernce to diseses nd good yield nd fruit qulity chrcteristics. Brssic sp. plnted s n intercrop efore strwerries reduced the mount of microscleroti of Verticillium dhlie in highly infested soils, nevertheless the system hs to e optimised nd dpted to our climtic nd husndry conditions in further trils. Keywords: strwerry, Verticillium dhlie, soil-orne pthogens, vriety testing Einleitung Aufgrund der Selstunverträglichkeit der Erdeere sind in vielen trditionellen Erdeernugeieten Österreichs, uch im iologischen Anu, Bodenmüdigkeit und Nchuproleme zu eochten, u.. verurscht durch eine Akkumultion odenürtiger Schderreger (Verticillium sp., Phytophthor sp., etc.). Drüer hinus ist im Biolndu die Grufäule (Botrytis cinere) ufgrund fehlender Bekämpfungsmöglichkeiten ein großes Prolem wurde ein Forschungsprojekt üer Lösungsnsätze für Nchuproleme im Erdeernu durch odenürtige Pthogene mit den Schwerpunkten Prüfung von Alterntiven zur hochnfälligen Sorte Elsnt, der Wirksmkeit pflnzenulicher Mßnhmen zur Reduktion des Pilzinokulums im Boden und des Einflusses des Produktionssystems uf die Erdeere durchgeführt. Mteri und Methoden 12 Erdeersorten und die Vergleichssorte Elsnt wurden uf insgesmt 11 (5 dvon iologisch ewirtschfteten) Stndorten uf Prxisetrieen, verteilt uf die wichtigsten Produktionsgeiete Österreichs, usgepflnzt und uf ihre Anfälligkeit gegenüer Verticillium und ndere odenürtige Krnkheiten sowie uf Wuchs-, Ertrgs- und Qulitätsprmeter untersucht. Die Versuchsnlge erfolgte uf 3 Betrieen ls Exktversuch mit 3 zw. 4 Wiederholungen ( 5-16 Pflnzen) und n den restlichen Betrieen ls Tstversuch mit 1 Wiederholung ( Pflnzen). In einer iologisch ewirtschfteten Anlge wurden 2005 uch Ertrgs- und Fruchtqulitätsprmeter untersucht. 1 University of Nturl Resources nd Applied Life Sciences, Vienn, Deprtment of Applied Plnt Sciences nd Plnt Biotechnology, Institute of Horticulture nd Viticulture, A-1180 Vienn/Austri, Gregor-Mendel-Strße 33, e-mil: ndres.spornerger@oku.c.t 2 Austrin Agency for Helth nd Food Sfety, Institute for Plnt Helth, Deprtment Fruit Production nd Viticulture, A-1226 Wien, Sprgelfeldstrße 191, e-mil: roert.steffek@ges.t 3 Technische Universität Wien; Institut für Verfhrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschften, e-mil: kstich@mil.zserv.tuwien.c.t

2 Archived t Auf 3 Betrieen mit einem hohen Verseuchungsgrd von Verticillium dhlie wurden Tstversuche zur Prüfung der Wirkung verschiedene glucosinolthltige Senf-, Rüsen- und Rpssorten ls Zwischenfrucht zur iologischen Bodenentseuchung ngelegt. Die Anlge der Versuche erfolgte in Großlöcken ohne Wiederholung (OÖ, NÖ) zw. mit zwei Wiederholungen (Bgld) (Länge 10-15m, Breite 2,5-3m). Zur Blüte wurde die Zwischenfrucht mit Mähwerk oder Häcksler umgerochen und dnch in den Boden - etriesülich mit Fräse oder Gruer - eingereitet. Die Wirksmkeit der Methode wurde mittels eines in Polypropylensäckchen (Mschenweite 20µm) eingeschweißten Stndrdinokolums von Verticillium dhlie üerprüft, ds unmittelr nch dem Umruch in 4 fcher Wiederholung in 10cm Tiefe vergren wurde. 2 Wochen dnch wurden die Säckchen entnommen und die Zhl der üerleenden Mikrosklerotien mittels Nssieung und Anzucht uf semiselektivem Nährmedium ermittelt (Hrris et. l., 1996). An zwei Betrieen (NÖ, OÖ) wurden dnch Grünpflnzen ('Elsnt') gesetzt; die Entwicklung der Erdeeren nch der Pflnzung wurde eenso onitiert wie die Unkrutentwicklung im Spätsommer (Stndort NÖ). Der Einfluss unterschiedlicher Düngungs- und Pflegemßnhmen uf die Erdeerkultur (Sorte Elsnt, Pflnzung im Frühjhr 2003 mit Frigopflnzen) wurde uf einer Versuchsfläche (Blocknlge mit 4 Wiederholungen) des Instituts für Grten-, Ost- und Weinu untersucht, mit 6 seit 1998 unterschiedlich ewirtschfteten Vrinten (Grünschnittkompost, verrotteter Pferdemist, Hornspäne, Minerldünger mit und ohne Herizidnwendung und im Vergleich eine ungedüngte Kontrolle). In den orgnisch gedüngten Przellen und in der Kontrolle wurden keine Pflnzenschutzehndlungen durchgeführt. Die Bodenuntersuchungen uf den Gehlt n Mikrosklerotien von Verticillium dhlie pro Grmm Boden zeigten eine hohe Belstung der dvor gemüseulich genutzten Flächen. Untersucht wurden Ertrg, Krnkheiten, Fruchtqulität zur Ernte und nch Lgerung ei 2 C und iochemische Prme ter. Die Bestimmung der Aktivitäten der Flvonoidenzyme erfolgte wie in Hlwirth et l. (in press) eschrieen. Telle 1: Drstellung der Versuchsvrinten Vrinte (kurz) Düngung* Pflnzenschutz Null - - Konv minerl. Hndelsdünger konventionell** Konv+Her minerl. Hndelsdünger konventionell** + Herizid*** Kompost verrotteter Grünschnittkompost - org.hndelsd. Hornspäne - Stllmist verrotteter Pferdemistkompost - *= jährlich przellenweise uf N-Entzug nch vorheriger Bodenuntersuchung **= Gießehndlungen mit Aliette m , und Spritzungen mit Score m , Switch m und Eupren m ***= Spritzung mit Goltix 700SC m Ergenisse und Diskussion Prüfung von Alterntiven zum Anu der hochnfälligen Huptsorte Elsnt Nch den im Pflnzjhr gewonnenen Erfhrungen zeigten sich einige der geprüften Sorten ls wesentlich rouster gegenüer odenürtigen Krnkheiten ls Elsnt (Aildung 1) und wiesen uch gute Ertrgs- und Fruchteigenschften uf. Die in diesem Jhr erhltenen Ergenisse müssen in weiteren Beochtungsjhren estätigt und mit weiteren Dten vor llem zu den Ertrgs- und Qulitätsprmetern der Sorten ergänzt werden. 2

3 Archived t 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Clery Droyl Befllsstärke 1-4 Drselect Elsnt Divine Alice Sls Sont Al Queen Elis Ev Dor Nr Aildung 1: Befllsstärke (Verticillium dhlie) der verschiedenen Prüfsorten im Sommer 2005 (Boniturschem: 1=Pflnze gesund, 4=Pflnze gestoren) Wirksmkeit pflnzenulicher Mßnhmen zur Reduktion des Pilzinokulums im Boden Je nch Stndort und Brssic-Art elief sich die Reduktion des Inokulums uf is zu 30%. Die Mßnhme htte eine strk unkrutunterdrückende Wirkung. Ds Keimen von Vogelmiere (Stellri mede), Hirtentäschel (Cpsell urs) und Tunessel (Lmium mplexicnte) wurde in den Przellen, in denen die Zwischenfrucht eingereitet wurde, völlig unterdrückt. Die 14-tägige Zeitspnne zwischen Einfräsen und Pflnzung der Erdeeren wr usreichend lnge und führte zu keinen phytotoxischen Rektionen n den Pflnzen (Telle 2). D die zur Durchführung notwendigen Geräte (Sämschine, Schlägelhäcksler, Fräse) in Erdeeretrieen meist vorhnden sind und der Areitsufwnd reltiv gering ist, wurde die Methode von den Betriesleitern ls einfch und prktikel ngesehen. Die Methode könnte einen neuen, einfchen Weg zur Snierung von Flächen die von odenürtigen Schderregern efllen sind drstellen ws uch die im Versuch gezeigte Wirkung gegen Unkrutsmen zeigt. Die erzielte Reduktion von Verticillium dhlie im Boden ist jedoch noch zu gering, um einen sicheren Erdeernu uf elsteten Böden zu ermöglichen. Anstrengungen zur Optimierung der Methode sind notwendig. Folgende Prozessschritte eeinflussen die Wirksmkeit und sollten in Exktversuchen üerprüft und optimiert werden: die Intensität des Aufschlusses des Pflnzenmterils und die Art der Einreitung in den Boden, die Rückverdichtung des Bodens nch dem Einreiten ls Alterntive zur Adeckung, die Tempertur und Wssersättigung des Bodens und der N-Einfluss uf die Wirksmkeit. 3

4 Archived t Telle 2: Entwicklung der Brssic Zwischenfrucht, Wirkung uf Verticillium dhlie und Unkrutsmen, sowie phytoxische Rektion der Erdeeren Betrie Vrinte Brssic Höhe des Bestnds zur Blüte Mikrosklerotien Verticillium dhlie Reduktion Duncn norml entwickelte Pflnzen Bodendeckung, Unkräuter Duncn Stellri Lmium Cpsell mplexicnte mede urs cm pro g Boden % 0,05 % 0,05 % % % NÖ1/1 ISCI ,8-1, NÖ1/1 ISCI+Folie 110 5,9-3, NÖ1/1 Vitsso 110 4,9 14, NÖ1/1 Petrnov 80 5,0 12, NÖ1/1 Perko 35 5,4 5, NÖ1/1 Akel 30 5,6 1, NÖ1/1 UK - 5, vereinzelt vereinzelt Bgld2/1 ISCI ,0 11,2 Bgld2/1 Vitsso 140 6,1 9,5 Bgld2/1 Petrnov 90 6,0 10,6 Bgld2/1 UK - 6,7 Erdeeren keine Erdeeren gepflnzt OÖ1 ISCI ,2-4,0 57 OÖ1 Vitsso 100 3,5 30,0 54 OÖ1 UK - 5,0-60 keine Auswertungen Einfluss des Produktionssystems In llen Versuchsvrinten ohne direkte Pflnzenschutzmßnhmen konnten vergleichre Erträge wie in den mit Fungiziden ehndelten konventionellen Vrinten erzielt werden (Aildung 2), wenngleich der Botrytis-Befll im Jhr 2005 in den unehndelten (llerdings uf sehr niedrigem Niveu) signifiknt höher wr (Telle 3). kg/m 2 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 c c Null Konv Konv+Her Kompost *=VA mit nschließendem S-N-K Test, Werte mit verschied. Buchsten unterscheiden sich signifiknt ei lph=5% org.hndelsd. Stllmist Aildung 2: Ertrg (kg/m2 gesunde Früchte) 2004 und 2005 Telle 3: Urschen für Nichtvermrktrkeit der Früchte ei der Ernteonitur 2005 Vrinte vermrktr <18 Botrytis Colletotrichum notreif (Verticillium) Frß deformiert weich ndere Schäden % Früchte * % Fr. * % Fr. * % Fr. * % Fr. * % Fr. * % Fr. * % Fr. * % Fr. * Null 77,0 10,4 0,7 0,01 7,9 1,6 0,8 0,7 0,8 Konv 78,3 9,4 0,2 0,00 7,7 1,8 1,3 0,6 0,6 Konv+Her 77,0 10,3 0,3 0,00 8,1 1,8 1,2 0,6 0,8 Kompost 72,6 12,4 0,7 0,01 10,0 1,5 1,2 0,8 0,7 org.hndelsd. 74,1 12,2 0,9 0,03 8,8 1,9 0,7 0,7 0,8 Stllmist 72,5 13,3 0,7 0,01 9,4 2,0 0,7 0,7 0,7 *=Vrinznlyse mit nschließendem Student-Newmn-Keuls Test, Werte mit unterschiedlichen Buchsten unterscheiden sich signifiknt ei lph=5% 4

5 Archived t Die ungedüngte Kontrolle wies von llen Vrinten die höchsten Vitmin C-Gehlte zur Ernte, sowie die niedrigsten Gewichtverluste, die höchste Fruchtfestigkeit und die höchsten Vitmin C-Werte nch 12-tägiger Lgerung uf. Nch der 2. Ernte wiesen die mit Fungiziden ehndelten Minerldüngervrinten einen geringeren Verticillium-Befll uf, die Pflnzen in den orgnisch zw. mit Kompost gedüngten Flächen wren von der ungedüngten Kontrolle nicht zu unterscheiden (Aildung 3). Die erwrtete Reduktion von Verticillium durch eine Veresserung der iologischen Aktivität der Böden und dmit eine Snierung Verticillium-elsteter Flächen konnte mit den verwendeten Komposten, wie uch mit dem orgnischen Hndelsdünger, in diesem Versuch nicht usreichend erfolgen. Für die Erdeerpflnze sind die Flvonoide von großer Bedeutung. Vor llem die Flvn 3-ole (Ctechin, Epictechin und die Pronthocynidine) dienen ls Schutz vor Krnkheitserregern und vor Frßfeinden (Feucht nd Treutter, 1999). Interessnterweise ht ds Produktionssystem einen deutlichen Einfluss uf den Verluf der Enzyme der Flvonoidiosynthese. Besonders emerkenswert ist ds Produktionssystem Hndelsdünger mit Herizidehndlung (Aildung 4). Hier führte die im Jhr 2004 durchgeführte Herizidehndlung zu einer strken Induktion der eiden Schlüsselenzyme PAL und CHS/CHI. Dieser Effekt ist im Folgejhr 2005, in der keine weitere Herizidehndlung erfolgte nicht mehr gegeen. Die Induktion der PAL und der CHS/CHI ist dher uf die erfolgte Herizidehndlung zurückzuführen und lässt die erechtigte Hoffnung zu, dss uch ndere Agentien, wie Pflnzenstärkungsmittel, die n der Biosynthese der Flvonoide eteiligten Enzyme induzieren können und durch die dmit verundene Akkumultion der phenolischen Inhltsstoffe zu einer erhöhten Widerstndsfähigkeit gegen Pthogene eitrgen. 3, Befllsstärke (1-4) 2,50 2,00 1,50 1,00 Null Konv Konv+Her Kompost Org. Hndelsd Stllmist Aildung 3: Befllsstärke durch die Verticillium-Welke 4-6 Wochen nch der Ernte 2004 und 2005 (Boniturschem: 1=Pflnze gesund, 4=Pflnze gestoren) 5

6 Archived t PAL CHS/CHI Menge n geildetem Produkt [dpm] Entwicklungsstdium Menge n geildetem Produkt [dpm] Entwicklungsstdium Aildung 4: Einfluß der Herizidehndlung uf die Aktivitäten von zwei Schlüsselenzymen des Flvonoidstoffwechsels (Dreiecke, durchgehende Linie: Hndelsdünger; Vierecke, strichlierte Linie: Hndelsdünger +Herizid). Litertur Feucht, W.; Treutter, D. The role of flvn-3-ols nd pronthocynidins in plnt defence. In: Principles nd Prctices in Plnt Ecology; Inderjit, D., Foy C.L. (Eds.) CRC Press, Boc Rton, Florid, 1999; Hlwirth, H.; Puhl, I.; Hs, U.; Jezik, K.; Treutter, D.; Stich, K.; Two-Phse Flvonoid Formtion in Developing Strwerry (Frgri x nnss) Fruit, Journl of Agriculturl nd Food Chemistry: in press Hrris D. C. nd Yng J. R. (1996). The reltionship etween the mount of Verticillium dhlie in soil nd the incidence of strwerry wilt s sis for disese risk prediction. Plnt pthology 45: