Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau

Transkript

1

2 Mikrobenwelten der Bäumen Phyllosphäre Mikroorganismen: 1 10 x 10 6 /cm Σ bis Mikroorganismen Endophyten Nur Bakterien: 10 2 bis 10 7 /g Σ 10 9 bis Mikroorganismen Folie 2

3 Mikrobenwelten der Bäumen Phyllosphäre Mikroorganismen: 1 10 x 10 6 /cm Σ bis Mikroorganismen Endophyten Nur Bakterien: 10 2 bis 10 7 /g Σ 10 9 bis Mikroorganismen Rhizosphäre Mikroorganismen: Bis 10 8 /g Σ 10 XX Mikroorganismen Folie 3

4 . Albert Bernhard FRANK ( ) Kaiserlicher Geheimer Regierungsrat ab 1881 Professor der Pflanzenphysiologie an der Kgl. landw. Hochschule in Berlin Folie 4

5 Folie 5

6 Albert Bernhard FRANK ( ) Kaiserlicher Geheimer Regierungsrat ab 1881 Professor der Pflanzenphysiologie an der Kgl. landw. Hochschule in Berlin. Folie 6

7 Mykorrhiza ein Musterbeispiel für Mutualismus Leistungen der Pflanze für die Pilze Ernährung der Mykorrhiza-Pilze Bis zu 20 % ihrer Assimilate tritt die Pflanze an die Mykorrhiza-Pilze ab. Mykorrhiza-Pilze sind auf die Zufuhr von organischen Nährstoffen (Kohlenhydrate, Proteine) aus der Pflanze angewiesen. Sie können diese Stoffe selbst nicht zu produzieren Leistungen der Pilze für die Pflanze Verbesserung der Pflanzenernährung Wasserversorgung Phosphatversorgung (90 %) Stickstoff- (80 %), Spurenelementaufnahme Verbesserung der Bodenstruktur Verbauung der Bodenaggregate Luft-, Wasserhaushalt ( Bodenfruchtbarkeit) Erhöhung der Gefügestabilität ( Erosion) Erhöhung der Widerstandsfähigkeit Trockenstress Salzstress Bodenversauerung Schwermetallbelastungen Ozon Saurer Regen Schaderreger (Pilze, Bakterien, Nematoden, Induktion Abwehrreaktionen) Folie 7

8 Mykorrhiza Anwendung in der Paxis Anfang der 1980er Jahre erstmals ein kommerzielles Mykorrhiza-Pilz Präparat für den Citrusanbau in Californien HEUTE. Folie 8

9 Baumstandorte Mykorrhizierung Bainard et al. (2010) Folie 9

10 Mykorrhizapilz Inokulationen - Erfahrungen Positive Erfahrungen bei der Sämlingsanzucht, Containerware Egalisierung dieser Effekte bei Auspflanzung Widersprüchliche Erfahrungen bei Auspflanzung von Großballenwaren und bei bereits etablierten Bäumen Wenn es nicht nutzt, schaden tut es nicht! Problem bei der Versuchsanstellungen Mikrobiologische Untersuchungen Nachverfolgung der inokulierten Pilzarten im Geflecht der Bodenphysik und Bodenmikrobiologie Folie 10

11 Projekt Stadtgrün 2021 Ausgewählte Baumarten Versuchsbaumarten Mykorrhizatyp Stammumfang Aufwandmenge/ Baum (l) Acer buergerianum EnM 16/18 0,5 Acer monspessulanum EnM 16/18 0,5 Alnus x spaethii EkM 18/20 0,5 Carpinus betulus Frans Fontaine EkM 18/20 0,5 Celtis australis EnM 20/25 0,8 Fraxinus ornus EnM/ EkM 16/18 0,5 Fraxinus pennsylvanica Summit EnM/ EkM 16/18 0,5 Ginkgo biloba EnM 14/16 0,5 Gleditsia triacanthos Skyline EnM 18/20 0,5 Liquidambar styraciflua EnM 18/20 0,5 Magnolia kobus EnM 18/20 0,5 Ostrya carpinifolia EkM 18/20 0,5 Parrotia persica EnM/ EkM 18/20 0,5 Quercus cerris EkM 20/25 0,8 Quercus frainetto Trump EkM 16/18 0,5 Quercus x hispanica Wageningen EkM 16/18 0,5 Sophora japonica Regent EnM 18/20 0,5 Tilia tomentosa Brabant EnM/ EkM 18/20 0,5 Ulmus Lobel EnM/ EkM 20/25 0,8 Zelkova serrata Green Vase EnM/ EkM 16/18 0,5 EnM: Endomykorrhiza (AM) EkM: Ektomykorrhiza Folie 11

12 Projekt Stadtgrün Mykorrhiza-Pilzpräparate Inokulation Präparate A EnM Endomykorrhiza ( AM ) - Glomus etunicatum - Glomus intraradices - Glomus claroideum Kontrolle nicht inokuliert Präparate B EnM von A EkM Ektomykorrhiza-Pilze - Heleboma crustuliniforme - Paxillus involutus - Pisolithus tinctorius - Laccaria laccata - Amanita muscaria - Boletus edulis - Thelephora terrestris - Xerocomus badius Verlässliche Produktherkunft! Folie 12

13 Projekt Stadtgrün Inokulation Mykorrhiza-Pilze Folie 13

14 Projekt Stadtgrün Mykorrhiza-Untersuchungen Würzburg Probennahmen Herbst 2011 ( ) (20 Baumarten) Frühjahr 2012 ( ) Sommer 2012 ( ) Herbst 2012 ( ) Frühjahr 2013 ( ) Stechzylinderproben ( 10 x 10 cm, 800 ml) inokuliert nicht inokuliert 4 Bäume 4 Bäume je 2 je 2 Mischproben 6,4 l 6,4 l Folie 14

15 Projekt Stadtgrün Mykorrhiza-Untersuchungen Bestimmung der Endomykorrhiza (TROUVELOT 1986) Je Wurzelmischprobe eine repräsentative Stichprobe von 30 Feinwurzeln (1 cm) Häufigkeit der Mykorrhizierung (Frequenz) Anzahl der 30 Feinwurzelstücke mit Strukturen von Endo-Mykorrhiza-Pilze (%) Mykorrhizierungsintensität Umfang, in welchem diese Feinwurzelstücke mit Strukturen von Endo-Mykorrhiza-Pilzen besetzt sind (%) Folie 15

16 Projekt Stadtgrün Mykorrhiza-Untersuchungen Bestimmung der Ektomykorrhiza Q. cerris Häufigkeit der Mykorrhizierung (Frequenz) Anzahl der Wurzelspitzen mit Strukturen von Ektomykorrhiza in 4 x 0,1 g Feinwurzeln ( %) Folie 16

17 Mittlerer Stammzuwachs (cm) Würzburg o. Myk mit Myk Hof/ Münchberg o. Myk mit Myk Kempten o. Myk mit Myk A. buergerianum 4,8 5,8 A. buergerianum 6,3 5,5 A. buergerianum 2,7 2,7 A. monspessulanum 7,3 4,8 A. monspessulanum 4,0 3,0 A. monspessulanum 4,0 4,0 Alnus x spaethii 11,8 14,5 Alnus x spaethii 13,3 12,3 Alnus x spaethii 14,3 13,3 C.betulus Frans fontaine 1,8 3,1 C.betulus Frans fontaine 4,5 3,3 C.betulus Frans fontaine 2,3 2,3 Celtis australis 4,1 4,5 Celtis australis 5,0 4,3 Celtis australis 3,0 3,0 Fraxinus ornus 5,5 4,1 Fraxinus ornus 5,0 4,5 Fraxinus ornus 3,0 2,5 F. pennsilvanica Summit 2,0 2,8 F. pennsilvanica Summit *** 4,3 4,0 F. pennsilvanica Summit 2,7 3,7 Gink go biloba 4,1 3,1 Gink go biloba 1,7 2,0 Gink go biloba 2,0 2,7 Gleditsia triacanthos Skyline 1,8 3,3 Gleditsia triacanthos Skyline 3,3 4,3 Gleditsia triacanthos Skyline 2,3 4,0 Liquidambar styraciflua Derzeit 4,8 sind 6,0 keine Liquidambar messbaren styraciflua phänologische 5,8 5,3 Liquidambar styraciflua Effekte der 4,3 4,0 Magnolia k obus 2,3 1,3 Magnolia k obus 2,3 4,0 Magnolia k obus 3,0 1,7 Ostrya carpinifolia 3,8 4,5 Ostrya carpinifolia 5,0 6,0 Ostrya carpinifolia 2,0 3,0 Parrotia persica 3,3 5,8 Mykorrhiza-Inokulationen Parrotia persica 4,5 3,5erkennbar Parrotia persica 5,0 5,3 Quercus cerris 3,6 4,4 Quercus cerris 4,3 4,5 Quercus cerris 2,7 5,7 Q. frainetto Trump 6,0 5,0 Q. frainetto Trump * 2,5 2,0 Q. frainetto Trump 3,3 4,0 Q. hispanica Wageningen 5,5 3,0 Q. hispanica Wageningen 4,5 6,5 Q. hispanica Wageningen 4,0 2,0 Sophora japonica Regent 4,4 3,5 Sophora japonica Regent 5,5 4,8 Sophora japonica Regent 2,3 3,3 Tilia tomentosa Brabant 6,8 6,1 Tilia tomentosa Brabant ** 9,5 7,3 Tilia tomentosa Brabant 2,7 3,0 Ulmus Lobel 4,5 5,8 Ulmus Lobel 7,3 6,8 Ulmus Lobel 6,7 6,3 Zelk ova serrata Green Vase 6,0 6,3 Zelk ova serrata Green Vase 4,8 5,8 Zelk ova serrata Green Vase 6,5 7,3 * Neupflanzung Frühjahr 2011 ** starker Rückschnitt nach Frostschäden 2010 *** andere Herkunft Folie 17 Dr. S. Böll / Dr. P. Schönfeld / K. Körber

18 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung (Herbst 2011 Frühjahr 2013) Baumart Magnolia kobus Fraxinus pennsylvanica Parrotia persica Mykorrhizatyp Endomykorrhiza zu nicht inokuliert Ektomykorrhiza zu nicht inokuliert Häufigkeit Intensität Mykorrhizierte Wurzelspitzen H F S H F H F S H F H F S H F Endo o o o o o Endo/Ekto o o Endo/Ekto o o o o Tilia tomentosa Endo/Ekto o o Quercus cerris Ekto o o o o o o o o Ostrya carpinifolia Ekto + o + o Carpinus betulus Ekto / o o / o o / / = nicht untersucht, o = keine Mykorrhiza, = kein Unterschied, + = deutlich mehr Mykorrhiza, - deutlich weniger Mykorrhiza Folie 18

19 Projekt Stadtgrün Mykorrhiza-Untersuchungen Bestimmung der Endomykorrhiza MUMMEY et al. (2003) Die mitgebrachten Pilzspezies der Endomykorrhiza dominieren das Artenspektrum am neuen Standort Sie können, je nach Pilzspezies, die Wurzelbesiedlung mit anderen Endomykorrhiza-Pilzarten beschränken oder ausschließen Folie 19 Mykorrhizierung von Großballenpflanzen Projekt Stadtgrün 2021 J. V. Herrmann, A. Saftenberger-Geis, S. Böll, Osnabrücker Baumpflegetage 7./

20 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung Enzym-Profile COURTY et al., 2011 Fluorospektrometrische Erfassung der Aktivität spezifischer extraradikulärer Enzyme Folie 20

21 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung Pilzdiagnostik PCR CTAB modifiziert nach KRÜGER et al., 2009 Primer ITS1F + ITS4 Folie 21

22 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung Pilzdiagnostik Phylogenetische Analysen Phylogenetischer Baum anhand der Sequenzhomologien mit den Datenbanken NCBI und Unite Folie 22

23 Mykorrhiza Kritische Faktoren - Bodenphysik - Bodenart - Bodenstörungen > - Pflanzenart - Pflanzengesellschaft - Landnutzung Folie 23

24 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung FLL-Substrat Entnahme von Wurzelproben extrem schwierig Skelettreich Einschichtig: keine O-, Ah-, Mineral-Horizonte Kaum organische Masse Untypisches Terrain für Mykorrhiza Folie 24

25 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung Substratvergleich M. kobus: Wü-Umgebung C. betulus: Wü-Umgebung Frühjahr 2013 Hof Würzburg/Stadt Würzburg/Umgebung M. kobus (EnM) FLL FLL gewachsener Boden (ls-sl) C. betulus (EkM) FLL FLL gewachsener Boden (ls-sl) Folie 25

26 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung Substratvergleich Wurzelphänologie am Beispiel M. kobus FLL-Substrat gewachsener Boden Folie 26

27 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung Substratvergleich C. betulus - Ektomykorrhiza nicht inokuliert inokuliert Folie 27

28 Projekt Stadtgrün 2021 Mykorrhizierung Substratvergleich Häufigkeit M. kobus - Endomykrrhiza Intensität nicht inokuliert inokuliert Folie 28

29 Projekt Stadtgrün 2021 Zusammenfassung, Ausblick Die mit Mykorrhiza-Pilzpräparaten inokulierten bzw. nicht inokulierten Varianten sind derzeit weder phänologisch, mikroskopisch noch ökophysiologisch unterscheidbar Bei Endomykorrhizen ist die Variabilität in Bezug auf Häufigkeit und jahreszeitliche Schwankungen ausgeprägter als bei den Ektomykorrhizen Mit Ausnahme von F. pennsylvanica ist bei den relevanten Baumspezies die Intensität der Endomykorrhiza sehr gering Bei typischen Ektomykorrhiza-Baumspezies treten im Sommer auch Endomykorrhizen in Erscheinung Folie 29

30 Projekt Stadtgrün 2021 Zusammenfassung, Ausblick Worauf begründen sich die beobachteten Mykorrhizen? - Baumschulmykorrhiza?! - Inokulierte Mykorrhiza-Pilzpräparate? - Autochthone, standortbedingte Mykorrhiza? Folie 30

31 Projekt Stadtgrün 2021 Fazit für die Praxis Mykorrhiza-Pilzpräparate sind per se keine Düngemittel keine Pflanzenstärkungsmittel sie sind eine Option! Folie 31

32 wwwm: world wide web mycorrhiza Über Mykorrhiza sind die Pflanzen eines Standortes untereinander verwoben Kohlehydrate, Nährstoffe werden zwischen den Pflanzen eines Standortes in Schwebe gehalten (HEAP & NEWMAN 1980, WATERS & BOROWICZ 1994) Biodiversität, Pflanzengesellschaften! Folie 32

33 Moshe FELDENKRAIS ( ) Physiker, Physiologe, Judo-Lehrer Folie 33