Die suppressiven Effekte von Kompost gegenüber Pflanzenkrankheiten. Dr Christian Bruns

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1 Die suppressiven Effekte von Kompost gegenüber Pflanzenkrankheiten Dr Christian Bruns

2 Gliederung» Suppressive Effekte bei Komposten das Phämomen und Prinzip» Beispiele aus angewandter Forschung» Substratbereich» Leguminosenkrankheiten» Wurzeltöterkrankheit in Kartoffeln» Technik» Schlussfolgerung, Ausblick

3 Suppressive Effekte von Grüngutkomposten» Biotest mit Gurken und Pythium ultimum Tuckey, p 0.05

4 Biologische Ursachen für suppressive Effekte Grüngutkompost nach γ-strahlbehandlung

5 Biologische Effekte / Sterilisation durch Gamma-Bestrahlung EEO EEO + 50% Kompost Geringe Düngung Hohe Düngung EEO + 50% steriler Kompost Geringe Düngung Hohe Düngung Geringe Düngung Hohe Düngung

6 Grüngutkomposte - Charakteristika» Baum-, Strauchschnitt geschreddert» 3 12 Monate Rottezeit» Umsetzfrequenz ca. 6 Wochen wöchentlich, dann 14 tägig 4 wöchentlich» Temperatur-, Wasser- (und Sauerstoffgehalt-Führung)» N t 1-1.5%, C t 22%, C/N 17.6 verf. P 1 g/kg TS, verf. K 6.7 g/kgts NO3-N mg/kg TS, NH4-N im Mittel 43 mg/kg TS

7 Suppressives Potential in Poinsettien Befall Inf 0 Inf 1 53 % Inf 2 62 % Inf 3 64 % Wirkungsgrad Inf 0 Inf 1 85 % Inf 2 64 % Inf 3 73 % Control Peat Model-compost 40 vol. %

8 Fallbeispiele» Leguminosen - Fußkrankheitskomplex» Kartoffeln - Wurzeltöterkrankheit

9 Ausgangssituation» Körnerleguminosen werden zu Problemkulturen und z.b. viehschwache Öko-Ackerbaubetriebe geben den Anbau auf» Niedrige Erträge z. B. Erbse ø 22 dt / ha über 64 Schläge (Schmidt et al., 2013)» Unkraut» Läuse und Schädlinge» Krankheiten Saatgut, Wurzelund Blattkrankheiten 9

10 Fragestellungen in Projekten» Fragestellungen im Bodenfruchtbarkeitsprojekt (BÖLN 08OE004 ff)» Welche Faktoren bedingen den Ertrag in Erbsen?» Welche Erreger sind besonders in Bezug auf den Ertrag relevant?» Welche Erreger des Komplexes sind durch Komposte oder organische Dünger prinzipiell bzw. unter Feldbedingungen zu kontrollieren?» Sind gezielte Maßnahmen wie die Reihenapplikation von Komposten geeignet, den Gesundheitszustand zu verbessern? 10

11 Krankheiten in Körnerleguminosen Erreger Befall Überdauerung Andere Wirte Ascochyta pisi Blatt Hülse Samen Wicken, Platterbsen Mycosphaerella pinodes Wurzel Blatt Boden Samen >10 Jahre Wicken, Ackerbohnen, Lupinen, Phaseolus Bohnen, Linsen, Platterbsen Phoma medicaginis var. pinodella Wurzel Boden Samen >10 Jahre Gelbklee, Rotklee, Erdklee, Luzerne? Soja? Fusarium oxysporum f. sp. pisi Wurzel (Welke) Boden Samen > 3 Jahre Unklar, wahrscheinlich spezialisiert Fusarium solani f. sp. pisi Wurzelfäule Boden Samen > 3 Jahre Unklar, wahrscheinlich spezialisiert Aphanomyces euteiches Wurzelfäule Boden > 10 Jahre Luzerne, Gelbklee, Wicken, Linsen, Phaseolus Bohnen, Rot-, Weiß-, Erdklee, Platterbsen (einige Unkräuter)

12 Strategien» Einsatz von organischen Düngern und Komposten» Kulturstabilisierung durch den Einsatz von Grüngutkomposten zur Kontrolle von bodenbürtigen Pflanzenkrankheitserregern» Einsatz wenig anfälliger Sorten 13

13 Material und Methoden - Leguminosenprojekt» Biotests» Phoma medicaginis - Erdkultur» Pythium ultimum - Erdkultur» Fusarium avenaceum - Sporen» Prinzip: Künstliche Inokulation mit steigender Intensität (z.b. 3-stufig Kontrolle ohne Infektion, Stufe 1 (50% Befall), Stufe 2 (90% Befall),» mineralische gedüngte Variante vs. Kompostbehandlung (10-30% v/v)» Grüngut-Komposte» Feldversuch Reihenapplikation» Kompostmenge (5t / 18t TM ha)» Applikation (Fläche vs Reihe)

14 Biotest Prinzipielle Wirkung von Komposten Phoma medicaginis / Erbse Anteil Pflanzen/Klasse (%) Komposte haben signifikante Wirkungen Phoma medicaginis Biotest mit 30vol. % Kompost; Basissubstrat steril

15 Kompostscreening P. medicaginis Biomasse Erbsen

16 Kompostscreening P. medicaginis Bonitur Erbsenwurzeln

17 Inf 0 Inf 1 Inf 2 Kontrolle Kompost 2 Kompost 3

18 Kompostscreening P. ultimum Biomasse Erbsen

19 Biotest F. avenaceum Wurzel-Bonitur Wintererbse/Sommererbse EFB 33 Bacanovic, 2011, unveröffentlicht Santana 23

20 Leguminosen-müder Boden vs. Kompost (10 vol.%) Tuckey p 0.05, Huguet, L., MSc, 2010

21 Mikrobielle Aktivität im Boden nach organischer Düngung Dresden (Probe: ; 0 bis 20 cm) PMA [mg Phenol g -1 h -1 ] FDA [μg mg -1 min -1 ] C mic [ mg kg -1 ] Kontrolle b 168 b Grüngutkompost (10 t C/ha) Pferdemist (10 t C/ha) a 215 a a* 215 a* Tukey-Test * P < 0,05 [PMA: Phosphataseaktivität, FDA: fluorescein diacetate Cmic : mikrobielle Biomasse]

22 Fazit» Vertreter des Fußkrankheitskomplexes werden mit Komposten kontrolliert» neben P. medicaginis auch die Erreger Pythium ultimum, Mycospherella pinodes, Fusarium avenaceum, F. solani» Hochinfektiöse Leguminosen-müde Böden können auch positiv beeinflusst werden» Aber : Abhängig vom Erregerdruck, Kompostqualität

23 Wege in die Praxis??» Wirkungen von Komposten sind auch unter Feldbedingungen tendenziell gegeben wie zu optimieren??» Denn: Welche Menge ist zu realisieren? (30 vol% Kompost im Gefäß entsprechen ca t TM/ha bei 30 cm Krumentiefe)» Wie applizieren?» Reihenapplikation als gezielte Maßnahme mit 5 t TM / ha

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25 Entwicklung eines Aggregates zur Reihenapplikation von Komposten Furchenzieher Mischzinken Säschare Zustreichschiene Andruckwalze

26 Feldversuch Reihenapplikation Wurzelbonitur Santana Bonitur mit Kompost ohne Kompost

27 Problem Rhizoctonia solani Wurzeltöterkrankheit in Kartoffeln Boden Fehlstellen Nekrosen an Stängeln und Stolonen Ertrags- und Qualitätseinbußen (Rohertrag und marktfähige Ware) Pflanzgut!!! Pflanzgut Wenige Knollen, Unter- und Übergrößen Deformationen Sklerotien Dry Core Fotos: Behrens, Schulte Geldermann

28 Lösungsansatz: Reihenapplikation Reihenapplikation von Kompost als Teil pflanzenbaulicher Regulierungsmaßnahmen Begrenzung: 5 t TM/ha/Jahr a b c a b b Komposte aus Modell-Kompostierung Komposte aus Praxis-Kompostierung Unter Exakt und Praxisbedingungen /2012 Quelle: E. Schulte-Geldermann, Fotos: Bohne, Behrens

29 Sklerotienbesatz (mittlerer Befall, % Oberfläche) der Ernteknollen Kompost reduzierte Sklerotienbesatz um 30-50% *** Ausgangsbesatz von 2-5 u. >10% erhöhte den Besatz im Erntegut um Ø 40% bzw. 55 % *** Schulte-Geldermann, 2008

30 Impressionen Knollenqualität 2010 Ohne Kompost, Pflanzgut Infektion 2-5% Klasse < 1% Klasse 5% Klasse 10%

31 Impressionen Knollenqualität t Kompost (K2), Pflanzgut Infektion 2-5% Klasse < 1% Klasse 5% Klasse 10%

32 Kompostqualität Modellkomposte _A 2007_B TS (%) NO 3 -N mg kg TM NH 4 -N mg kg TM ph P mg kg TM K mg kg TM N t (%) C t (%) C / N 11.57: : : :1 17.3:1

33 Kompostqualität 2010/2011 Praxiskomposte 2010(Aha) 6Mo_K1 2010(Aha) 11Mo_K2 2011(Aha) 11Mo 2011(Hom) 10Mo TS (%) NO 3 -N mg kg TM NH 4 -N mg kg TM ph P mg kg TM K mg kg TM N t (%) C t (%) C / N 22.8 : : :1

34 Technische Umsetzung: Pflanzmaschine mit Kompostbunker und Applikationsaggregaten» Prototypen zur Testung der Maschine» Wirkungen auf Ertrag und Befall

35 Optimierung der Kompost-Applikationstechnik Verbesserung der Verteilgenauigkeit (Streuer und Ausflussrohre) 4-reihige Ausführung und praxistaugliche Bunkergröße Optimierung der Ausbringung (Breite, Tiefe) Fotos: Bohne, Behrens, Grimme

36 Schlußfolgerung und Ausblick» Spezifisch können qualitativ hochwertige Grün- und Biogut- Komposte zu einer Verringerung des Krankheitsdruckes bodenbürtiger Krankheiten beitragen.» Prinzipielle suppressive Wirkungen von Komposten zeigen sich gegenüber Vertretern des Ascochyta-Komplexes (Phoma medicaginis, Mycospherella pinodes) sowie Fusarien.» Positive Effekte zur Krankheitskontrolle unter Feldbedingungen zeigen sich insbesondere bei gezielter Ausbringung am Hot spot Reihenapplikation!» Forschungsbedarf bleibt vielfältig bestehen

37 Vielen Dank!