Die Anwendung von Bacillus - Sporen - Produkten im Gartenbau 15. Anwenderseminar zum Pflanzenschutz in Gewächshauskulturen 2010 in Sachsen-Anhalt Hettstedt am 14.01.2010 Dr. Helmut Junge 1
Gliederung 1. Vorstellung der Firma ABiTEP GmbH und Historie der Bacillus Forschung 2. Bodenleben und Pflanzenkrankheiten 3. Wirkungsweise von Bacillus Sporen 4. Herstellungsverfahren von Bacillus Sporen 5. Die Anwendung von FZB 24 und RhizoVital 42 Ergebnisse 2
1. Vorstellung der Firma ABiTEP GmbH Gesellschaft für AgroBioTechnische Entwicklung und Produktion 11 Mitarbeiter Berater: Prof. em. Bochow, HUB, Phytomedizin Glienicker Weg 185 D 12489 Berlin Tel.: +49 30 30 369 500 Fax: +49 30 30 369 501 Mail: info@abitep.de Homepage: www.abitep.de 3
Aufgaben: Dienstleistungen F/E-Projekte für neue Produkte: bactofruct / Feuerbrand Genomik-Plus innovativer PS in China Produktion biologischer Pflanzenschutzmittel und Biodünger: FZB24, RhizoPlus, RhizoVital 4
Historie I: 1954: Gründung des ITM (Institut für Technische Mikrobiologie für Brauerei und Getränkeindustrie) später Forschungszentrum für Biotechnologie, FZB (Pharmaforschung) 1993: Privatisierung zur FZB Biotechnik GmbH 2005: Schließung der FZB Biotechnik GmbH und Gründung der ABiTEP GmbH 2 Mitarb., jetzt 11 Mitarbeiter 5
Historie II: 1984: erste Entwicklungen zur Anwendung von Bakterien gegen bodenbürtige Krankheiten in Kooperation der Berliner Stadtgüter, der FZB Biotechnik GmbH und der Humboldt-Universität Berlin, FB Phytomedizin 25 Jahre Forschung und Entwicklung 6
Historie II: 1994: Beginn der Entwicklung von Bacillus subtilis FZB24 mit der Bayer AG als Pflanzenstärkungsmittel 1999: Beginn der Vermarktung von Bacillus subtilis FZB24 durch die Bayer Vital GmbH in Deutschland, Österreich und Schweiz 10 Jahre Vertrieb durch Bayer CropScience (Schweiz) 7
Historie II: 2005: Gründung der ABiTEP GmbH und Entwicklung neuer Produkte und Formulierungen für Bacillus Sporen Produkte 5 Jahre ABiTEP GmbH 8
2. Bodenleben und Pflanzenkrankheiten einige Milliarden Organismen leben in jedem Gramm Boden Bacterien 10 7 10 9 (1.000.000.000) /ca. 40 % Actinomycetes 10 6 10 8 Pilze 10 5 10 6 (= 10-100 m Hyphen) In jeder Handvoll Wiese sind mehr Wunder als an allen Wallfahrtsorten dieser Welt Franz von Assisi 9
2. Bodenleben und Pflanzenkrankheiten einige Milliarden Organismen leben in jedem Gramm Boden Bacterien 10 7 10 9 (1.000.000.000) /ca. 40 % Actinomycetes 10 6 10 8 Pilze 10 5 10 6 (= 10-100 m Hyphen) durch Monokultur, Fehler in der Bodenbearbeitung, übermäßige Anwendung von Agrochemikalien u.a. kommt es zur Akkumulation von Pflanzenpathogenen im Boden Krankheiten treten auf 10
Bekämpfung bodenbürtiger Krankheiten alle kulturtechnischen und betrieblichen Maßnahmen (Substratwechsel, Kulturwechsel, Hygiene, gesunde Jungpflanzen, u.a.) Bodendesinfektion thermisch oder chemisch Einsatz von Pflanzenschutzmitteln - Fungizide Nutzung natürlicher Regelmechanismen durch Einsatz von bodeneigenen Mikroorganismen mit nützlichen Eigenschaften: Antagonisten / Probiotika 11
Bacillus - Sporenprodukte Biotechnisch produzierte, lagerfähige Bacillus amyloliquefaciens Sporen-Produkte für Gartenbau und Landwirtschaft auf der Basis natürlicher, gentechnisch unveränderter Bodenmikroorganismen (FZB24 und FZB42) 12
3. Wirkungsweise: Antagonismus Wachstumsförderung Konkurrenz Antibiose Bacillus Resistenz- Induktion / Toleranz Wachstumsförderung durch Auxin-Produktion und enzymatische P-mobilisierung = Ertragssteigerung Pathogen Widerstandsfähigkeit Pflanze 13
Wirkungsweise: Konkurrenz: Nach der Applikation (durch Trocken- / Naßbeizung, Tauchen o.ä.) und Keimung der Sporen erfolgt eine Wurzelkolonisierung Bildung eines Schutzschildes um die Wurzel Konkurriert mit Pflanzenpathogenen um Nährstoffe und Siedlungsraum und mindert so den Befall Bakterien Photo: Dr. Thomzik, Bayer AG 14
Root hairs are intimately associated with FZB42 Scanning EM: Wilfrid Bleiss, march 2009 15
Biofilm like structures at root hairs most likely fixed by bacterial exopolysaccharides Scanning EM: Wilfrid Bleiss, march 2009 16
Wirkungsweise: Antagonismus Wachstumsförderung Konkurrenz Antibiose Bacillus Resistenz- Induktion / Toleranz Wachstumsförderung durch Auxin-Produktion und enzymatische P-mobilisierung = Ertragssteigerung Pathogen Widerstandsfähigkeit Pflanze 17
Wirkungsweise: Wachstumsförderung: beruht auf der Bildung verschiedener Wachstumshormone und Enzyme zum Nährstoffaufschluß Wachstumshormone (Auxine u.a.) fördern insbesondere das Wurzelwachstum Enzyme wie z.b. Phytase mineralisieren organischen Phosphor zu anorganischem Phosphor und verbessern so die Verfügbarkeit von Nährstoffen Callibrachoa Kern 2003 18
4. Herstellungsverfahren Vermehrung der Mikroorganismen ausgehend von einer Konserve in möglichst großen Stufen zum technischen Maßstab Bakterien (z.b. Bacillus, Pseudomonas u.a.) Flüssigfermentation 19
Flüssigfermentation von RhizoVital 42 (Bacillus amyloliquefaciens FZB42) 1 2 3 Träger 4 M M 5 Biomasse Fugat Legende: 1 Konserve 2 Schüttelflasche 3 Start Fermenter 4 Produktionsfermenter 5 Separator 6 Mischtank (flüssige Formulierung) 7 Gefriertrockner 8 Mühle 9 Mischer (trockene Formulierung) 9 8 7 6 M RhizoVital 42 trocken RhizoVital 42 flüssig Bonn, den 04.03.2009 20
Entwicklung im Labor und Maßstabsübertragung Schüttelmaschine Kleinfermenter 70 L-Fermenter 21
Flüssig-Fermentation im 5000 l-maßstab... und Trocknung der Sporen 22
Produkte: Bacillus subtilis FZB24 Bacillus amyloliquefaciens Pflanzenstärkungsmittel BVL-Nr. LS 4954-00 RhizoVital 42 Bacillus amyloliquefaciens Bodenhilfsstoff Fl. = Flüssigformulierung WG = wasserlösliche Formulierung TB = Trockenbeize Alle Produkte sind in der Betriebsmittelliste des FIBL 23
Marktübersicht: Chemische Fungizide (Previcur, Rovral, Signum u.a.) Mikrobielle Produkte Contans* (Coniotyrium minitans; Prophyta GmbH, *PSM) Serenade* (Bacillus subtilis; AgraQuest/BASF, *PSM) Biopro (Bacillus subtilis; Bio Protect GmbH) FZB24 (Bacillus amyloliquefaciens, ABiTEP GmbH) RhizoVital 42 (Bacillus amyloliquefaciens, ABiTEP GmbH) Promot, TRI u.a. (Trichoderma sp.; Mack, Gerlach u.a.) Proradix (Pseudomonas sp.; Sourcon Padena AG) FO47 (apathogener Fusarium-Stamm) Sonstige Algenpräparate Kompostextrakte, Huminsäuren, Steinmehle, Homöopathische und andere Produkte 24
Vertrieb: Deutschland Biofa AG / proagro GmbH (Raiffeisen, BayWa, BSL, Landhandel u.a.) Belchim Crop Protection (Kartoffel etc.) Schweiz Bayer CropScience (Fungizid: W 6006; W 6472) Schweiz Andermatt Biocontrol AG Niederlande Flex Fertilizer System Intern. BV; Ecostyle BV. Griechenland, Spanien IntrachemBio Hellas, Agrichem S.A. UK Omex Agriculture Ltd. Österreich, Belgien, Dänemark, Irland, u.a. 25
5. Die Anwendung von FZB 24 und RhizoVital 42 Ergebnisse in Gartenbau und Landwirtschaft Versuchsergebnisse der Bayer CropScience (1995 1999), FZB Biotechnik GmbH; ABiTEP GmbH u.a Versuchspartner 26
Anwendungsgebiete: International Deutschland Baumwolle Gemüse * Soja Erdnuss Mais Kartoffeln Zierpflanzen Erdbeeren * Besonders zur Reduzierung von Rückständen 27
Anwendung als: Saat- / Pflanzgutbeizung (trocken oder feucht) Substratbeimischung Gießbehandlung (Spritzung auf Boden) Zusatz zu Nährlösungen Sehr gut in Kombination mit Fungiziden oder Düngern Bonn, den 04.03.2009 28
Kopfsalat Wirkung von FZB24WG gegen Rhizoctonia-Fäule bei Kopfsalat (Spätsommer 2000;"Gemüse" 3/2002) 30 Anteil befallener Köpfe in % 25 20 15 10 5 0 Kontrolle FZB24 Rovral FZB24+Rovral 29
Kopfsalat Salaternte in %, Pflanzung 26.09.2007 (Hilgenslo h, B etreuungsdienst Nützlingseinsatz B aden e.v., 2007) 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80 Kontrolle RhizoVital 0,5 l/ha RhizoVital +Signum 1,5 kg/ha 30
Kopfsalat 31
Möhren Mehrertrag bei Möhren "Nanthya" F1 (kalibriert) in % zur Kontrolle nach Beizung mit FZB24 / FZB42 80,00 FZB24 60,00 FZB42 40,00 20,00 0,00 Auflauf Frischmasse IGZ Großbeeren ev. 1997 je Stamm 2 Versuche mit je 4 Wiederholungen á6 m² Aussaat Versuch 1 25.06.1997 Versuch 2 13.08.1997 32
Kohlrabi Einfluss von FZB24 auf den Ertrag von Kohlrabi cv. Kolpak nach Gießbehandlung zur Pflanzung 95 90 * * 85 IGZ Großbeeren ev. 1997, n = 3 Pflanzung 20.08.1997 5 ml / Pflanze 80 75 70 Kontrolle FZB24 FZB42 * = signifikant 33
Kräuter 35 30 Einfluss von FZB24 auf das Frischgewicht von Küchenkräutern nach Gießbehandlungen (0,4 g WG / l; 2 x) Mehrertrag in % 25 20 15 10 5 0 Kerbel Basilikum Schnittlauch Petersilie Zitronen melise Dill 34
Bewurzelung 100,0 Bewurzelung (in %) von Pelargonium zonale "Isabell" nach Behandlung mit Ba cil us subti l i s FZB24, Stecken 11.03.2003, n = 50 Landesanst alt f ür Landwirt schaf t und Gart enbau/ Dezernat int egriert er Pf lanzenschut z, LOPEZ, 2003 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Kontrolle WG 0,2 % gie TB tauch TB tauch +WG gie Bw-mittel praxisüblich
Bewurzelung 50 Bewurzelung von Myrthe (Pflanzenschutzamt Berlin 1996) Bewurzelung in % 40 30 20 10 0 UK FZB 24 (10*7) Previcur (0,15%) nicht bewurzelt gut bewurzelt sehr gut bewurzelt
Bewurzelung Stecklings-Bewurzelung Prunus subhirtella 'Autumnalis' 100 80 Anteil Pflanzen 90 92,5 bewuzelt unbewurzelt tot 60 40 40 45 Stecktermin:22.05.1990 Boniturtermin: 05.07.1990 20 15 7,5 7,5 2,5 0 0 Kontrolle 0,5% IBS Bacillus subtilis Quelle: Plietzsch/Glück/Jesch (HUB): V3 Bakterium fördert Wurzelbildung, V2 V1 in Deutsche Baumschule 3/1994 X 2 - Test (P=0,05) V3 > V2 > V1
Bewurzelung Kern, LVG Straelen, 2003 Optimale Wurzelentwicklung bei Callibrachoa Hybriden mit FZB24
Euphorbia Triebgewicht (g) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Wirkung von FZB24 auf das Triebgewicht bei Euphorbia fulgens (Magazin Zierpflanzenbau 3/2002) Kuttler s Rubin' Carmina' 39 Kontrolle FZB24WG
Cyclamen Einfluss von FZB24 auf den Anteil marktfähiger Pflanzen nach Gießbehandlungen (0,2 g WG / l; 3 x gießen) bei Befall mit Fusarium oxysporum f.sp. cyclaminis 100 % marktfähige Pflanzen 80 60 40 20 +12% +37% +43% 0 Kontrolle ohne Befall Kontrolle infiziert FZB24 Fungizid FZB24 + Fungizid
Astern Wirkung von Pflanzenstärkungsmitteln / Fungizid auf den Ausfall von Asternpflanzen nach 18 Wochen unter natürlichen Befallsbedingungen durch Fusarium oxysporum f.sp. callistephi (Schmitt,PSA Rostock, 2002) Anteil gesunder Pflanzen (%) 41 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Kontrolle Trichoderma Bacillus sp. FZB24WG Fungizid
Ertragswirkung in Kartoffeln Zusammenfassung aller Versuche 1995-1998 Mehrerträge in % gegenüber der Kontrolle (ungebeizt) 14 12 10 8 8,5 11,0 9,1 9,2 FZB24 WG 250g/ha Monceren 250FS 1,5 l/ha 8,9 13,4 8,23 8,97 14 12 10 8 6 5,8 6 4 4 2 1,9 2 0 n = 11 n = 17 n = 10 n = 10 n = 48 1995 1996 1997 1998 Mittel 0 42
Mais Entwicklung der Population von B. subtilis nach Saatgutbehandlung von Mais der Sorte "Lixis" am 30.04.1992; Feldversuch 10000000 1000000 100000 10000 1000 100 10 1 30.04.1992 18.05.1992 06.07.1992 19.08.1992 10 E+09 10 E+07 10 E+05 43
Ergebnisse (1): Die Anwendung von Bacillus amyloliquefaciens Sporen (FZB24 o. RhizoVital 42) fördert die Entwicklungsgeschwindigkeit, die Wurzelbildung und die Vitalität der Pflanzen Bacillus bewirkte im Mittel vieler Kulturen und Versuchsjahre Ertragssteigerungen von 5-10% Bacillus fördert die Nährstoffaufnahme, deshalb kann die mineralische Düngung reduziert werden 44
Ergebnisse (2): Eine Kombination von Bacillus mit chemischen Fungiziden (Signum, Previcur u.a.) erhöht bei gutem alleinigem Effekt der Bakterien die Wirkungssicherheit gegen bodenbürtige Krankheiten Die Anwendung von Bacillus ist bei allen Kulturverfahren unkompliziert möglich und insbesondere bei Problemen in der Kulturführung sinnvoll 45
Zusammenfassung: 1. Nutzung aller kulturtechnischen und betrieblichen Maßnahmen (Flächenwechsel, Bodenbearbeitung, gesundes Pflanzmaterial, Hygiene u.a.) 2. Mikrobielle Produkte sind wirksam zur Sicherung gesunder und leistungsfähiger Kulturen, sie mindern die Rückstandsbelastung und schonen die Umwelt 3. Kombination von Bacillus mit (reduzierter) mineralischer Düngung und / oder (reduzierten) chemischen Fungiziden verbessert die Effekte 4. Die Anwendung ist besonders im konventionellen aber auch im ökologischen Anbau wirksam und ökonomisch 46
Danke für f r die - und viel Spaß auf unserer Homepage unter www.abitep.de Aufmerksamkeit! 47