Kompost im Dienst von Boden
Werbung
Die suppressiven Effekte von Kompost gegenüber Pflanzenkrankheiten Dr Christian Bruns Gliederung » Suppressive Effekte bei Komposten – das Phämomen und Prinzip » Beispiele aus angewandter Forschung » Substratbereich » Leguminosenkrankheiten » Wurzeltöterkrankheit in Kartoffeln » Technik » Schlussfolgerung, Ausblick Suppressive Effekte von Grüngutkomposten » Biotest mit Gurken und Pythium ultimum Tuckey, p ≤ 0.05 Biologische Ursachen für suppressive Effekte Grüngutkompost nach γ-Strahlbehandlung Biologische Effekte / Sterilisation durch Gamma-Bestrahlung EEO EEO + 50% Kompost Geringe Düngung Hohe Düngung Geringe Düngung Hohe Düngung EEO + 50% steriler Kompost Geringe Düngung Hohe Düngung Grüngutkomposte - Charakteristika » Baum-, Strauchschnitt geschreddert » 3 – 12 Monate Rottezeit » Umsetzfrequenz ca. 6 Wochen wöchentlich, dann 14 tägig – 4 wöchentlich » Temperatur-, Wasser(und Sauerstoffgehalt-Führung) » Nt 1-1.5%, Ct 22%, C/N 17.6 verf. P 1 g/kg TS, verf. K 6.7 g/kgTS NO3-N 0 – 500 mg/kg TS, NH4-N im Mittel 43 mg/kg TS Suppressives Potential in Poinsettien Wirkungsgrad Befall Inf 0 Inf 0 Inf 1 Inf 1 85 % 53 % Inf 2 64 % Inf 2 62 % Inf 3 Inf 3 73 % 64 % Control Peat Model-compost 40 vol. % Fallbeispiele » Leguminosen - Fußkrankheitskomplex » Kartoffeln - Wurzeltöterkrankheit 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 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 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) 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) Boden Samen > 3 Jahre Unklar, wahrscheinlich spezialisiert Strategien » Einsatz von organischen Düngern und Komposten » Kulturstabilisierung durch den Einsatz von Grüngutkomposten zur Kontrolle von bodenbürtigen Pflanzenkrankheitserregern » Einsatz wenig anfälliger Sorten 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) Anteil Pflanzen/Klasse (%) Biotest – Prinzipielle Wirkung von Komposten Phoma medicaginis / Erbse Komposte haben signifikante Wirkungen Phoma medicaginis Biotest mit 30vol. % Kompost; Basissubstrat steril Kompostscreening P. medicaginis Biomasse Erbsen Kompostscreening P. medicaginis – Bonitur Erbsenwurzeln Inf 0 Inf 1 Inf 2 Kontrolle Kompost 2 Kompost 3 Kompostscreening P. ultimum – Biomasse Erbsen Biotest F. avenaceum – Wurzel-Bonitur Wintererbse/Sommererbse EFB 33 Bacanovic, 2011, unveröffentlicht 23 Santana Leguminosen-müder Boden vs. Kompost (10 vol.%) Tuckey p ≤ 0.05, Huguet, L., MSc, 2010 Mikrobielle Aktivität im Boden nach organischer Düngung Dresden (Probe: 07.07. 2009; 0 bis 20 cm) PMA FDA Cmic [mg Phenol g-1 h-1] [μg mg-1 min-1] [ mg kg-1 ] Kontrolle 122.47 0.55 b 168 b Grüngutkompost (10 t C/ha) 163.08 0.63 a 215 a Pferdemist (10 t C/ha) 128.56 0.63 a* 215 a* Tukey-Test * P < 0,05 [PMA: Phosphataseaktivität, FDA: fluorescein diacetate Cmic : mikrobielle Biomasse] 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 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. 150 – 200 t TM/ha bei 30 cm Krumentiefe) » Wie applizieren ? » Reihenapplikation als gezielte Maßnahme mit 5 t TM / ha Entwicklung eines Aggregates zur Reihenapplikation von Komposten Furchenzieher Mischzinken Säschare Zustreichschiene Andruckwalze Feldversuch Reihenapplikation Wurzelbonitur Santana Bonitur 22.05.12 mit Kompost ohne Kompost 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 Fotos: Behrens, Schulte Geldermann Sklerotien Dry Core Lösungsansatz: Reihenapplikation Reihenapplikation von Kompost als Teil pflanzenbaulicher Regulierungsmaßnahmen Begrenzung: 5 t TM/ha/Jahr c a • • b b b a Komposte aus „Modell-Kompostierung“ 2006-2008 Komposte aus Praxis-Kompostierung Unter Exakt und Praxisbedingungen 2009-2011/2012 Quelle: E. Schulte-Geldermann, Fotos: Bohne, Behrens Sklerotienbesatz (mittlerer Befall, % Oberfläche) der Ernteknollen 2006 - 2008 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 Impressionen Knollenqualität 2010 Ohne Kompost, Pflanzgut Infektion 2-5% Klasse < 1% Klasse 5% Klasse 10% Impressionen Knollenqualität 2010 5t Kompost (K2), Pflanzgut Infektion 2-5% Klasse < 1% Klasse 5% Klasse 10% Kompostqualität 2006 - 2009 Modellkomposte 2006 2007_A 2007_B 2008 2009 68.97 79.12 70.19 71.2 68.72 NO3-N mg kg TM-1 392.01 433.02 387.55 414 87.91 NH4-N mg kg TM-1 97.96 107.18 88.8 97 43.92 pH 7.65 7.65 7.73 7.57 7.51 P 2060 1700 1811 1824 1285 14400 12000 13578 12422 9241 N t (% ) 1.81 1.71 1.48 1.74 1.61 C t (% ) 20.97 17.69 20.43 19.46 27.83 11.57:1 10.34:1 13.82:1 11.18:1 17.3:1 TS (% ) mg kg TM-1 K mg kg TM-1 C/N Kompostqualität 2010/2011 Praxiskomposte 2010(Aha) 6Mo_K1 2010(Aha) 11Mo_K2 2011(Aha) 11Mo 2011(Hom) 10Mo TS (% ) 49.5 74.8 56.3 62.0 NO3-N mg kg TM-1 1.13 69.88 235 250 NH4-N mg kg TM-1 320.1 162.3 11 1 pH 5.89 7.44 7.06 7.27 P mg kg TM-1 608 715 194 1495 K mg kg TM-1 5093 4005 1322 3911 N t (% ) 1.10 1.01 1.06 1.53 C t (% ) 24.12 14.55 14.25 18.78 22.8 :1 14.4 :1 13.37 12.2 :1 C/N Technische Umsetzung: Pflanzmaschine mit Kompostbunker und Applikationsaggregaten » Prototypen zur Testung der Maschine » Wirkungen auf Ertrag und Befall 2010 2011 2013 Optimierung der Kompost-Applikationstechnik Verbesserung der Verteilgenauigkeit (Streuer und Ausflussrohre) Optimierung der Ausbringung (Breite, Tiefe) Fotos: Bohne, Behrens, Grimme 4-reihige Ausführung und praxistaugliche Bunkergröße Schlußfolgerung und Ausblick » Spezifisch können qualitativ hochwertige Grün- und BiogutKomposte 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 Vielen Dank !
