I. Weissenhorn* und F. Feldmann+

* Kamperfoelieweg 17, NL-9753 ER Haren; +Konstantin-Uhde-Str. 13, D-38106 Braunschweig

 

Perspektiven der Nutzung der arbuskulären Mykorrhiza im niederländischen Gartenbau unter Glas

 

Application of Arbuscular Mycorrhiza in the Dutch Glashouse Horticulture

 

Abstract

There is a growing interest in Dutch horticulture to develop sustainable production systems and to apply bioagents in place of (or together with) agrochemicals. The number of commercially available AMF (Arbuscular Mycorrhizal Fungi)-inocula on the Dutch market is increasing and first experiences with these products are being collected in private and public initiatives. The use of AM in glasshouse horticulture seems feasible in integrated or organic production systems for high value crops with a relatively long production time. An improved plant resistance to root pathogens, faster and better rooting of cuttings and seedlings, stimulation of flowering and longer vase life are the main aspects of AM application. We demonstrate the results of a screening of horticultural plants for their ability to form mycorrhiza. Furthermore, we report results of demonstration projects to use AMF in the integrated plant protection of Euphorbia pulcherrima and to favour the growth and blooming of Pelargonium cultivars.

 

 

1          Einleitung

 

Der Gartenbau ist traditionsgemäß ein wichtiger Sektor der niederländischen Wirtschaft. Das Areal unter Glas nimmt noch ständig zu, wobei eine Verschiebung von Gemüseanbau zu Zierpflanzenproduktion zu beobachten ist. Im Jahr 1998 wuchs die Produktionsfläche unter Glas um 3% auf über 10.000 ha. Das in demselben Jahr realisierte Wachstum der gartenbaulichen Produktion von ebenfalls 3% ist vollständig zurückzuführen auf eine Zunahme der Zierpflanzenproduktion (NRC Handelsblad, 07-01-99, Quelle: Productschap Tuinbouw). 50% des Welthandels mit Zierpflanzen wird von den Niederlanden beherrscht. Der niederländische Gartenbau zeichnet sich durch einen hohen Grad von Intensivierung und Optimierung aus, was zunächst wenig Spielraum für den Einsatz von Mykorrhiza bietet. Andererseits steht der Gartenbau unter starkem ökonomischen und gesellschaftlichen Druck, ökologisch zu modernisieren und die Qualität an die steigenden und veränderten Ansprüche der Konsumenten anzupassen. Ein zunehmendes Interesse an der Entwicklung umweltfreundlicher Anbaumethoden und dem Einsatz biologischer Mittel ist festzustellen (ALLEBAS und VAREKAMP, 1998). So wird derzeit im herkömmlichen, vor allem aber im biologischen Gartenbau der Niederlande nach Einsatzmöglichkeiten für AMP gesucht, die zu einer Verminderung von Ausfall bei 'Problemgewächsen', zur Verbesserung der Bewurzelung bei der Anzucht (z.B. bei Poinsettia) und zur erhöhten Toleranz der Wirtspflanzen (z.B. bei Cyclamen, Eustomia, Spathiphyllum, Dieffenbachia, Poinsettia) gegenüber Wurzelpathogenen beitragen sollen. Mit Blick auf eine im Auftrag der niederländischen Versuchsanstalt für Blumen- und Gemüseanbau unter Glas durchzuführende Studie (WEISSENHORN und VAN LEEUWEN, 1998) untersuchten wir vorab in einem breit angelegten Screening die wichtigsten Zier-, Gemüse- und Heilpflanzen bzw. Kräuter der Niederlande und Deutschlands auf ihre Mykorrhizierfähigkeit. Daraufhin wurde in Demonstrationsprojekten für pflanzenproduzierende und vertreibende Betriebe exemplarisch sowohl die Wirksamkeit eines kommerziellen Inokulums auf die Blüte verschiedener Pelargonien-Sorten untersucht, als auch Auswirkungen der Mykorrhizierung auf das Verhalten von Poinsettien gegnüber Pythium ultimum studiert. Letztere Experimente stellen die Verwendbarkeit von natürlichen Mykorrhizasymbiosen in Pflanzenproduktionsbereichen heraus, in denen die Verwendung von Pflanzenschutzmitteln minimiert oder sogar vollständig unterlassen bleibt.

 

 

2          Material und Methoden

 

Die dargestellten Studien fanden zwischen 1994 und 1998 in enger Kooperation mit dem Institut für Angewandte Botanik der Universität Hamburg, dem Institut für Mikrobiologie der Technischen Universität Braunschweig und den Betrieben Institut für Pflanzenkultur, Solkau, bzw. Symbionta, Gifhorn, Deutschland, statt. Die in Tab. 1 aufgelisteten Pflanzenarten wurden – wenn unter Glas angezogen - mit Glomus etunicatum inokuliert. Die Mykorrhizierung wurde nach Ablauf von mindestens fünf Wochen ermittelt. Die methodische Durchführung ist bei Feldmann et al. (1999, in diesem Band) näher dargestellt. Freilandpflanzen wurden entweder im Feld inokuliert oder auf Besiedelung durch autochtone AMP untersucht. Herstellung und Applikation des Inokulums des Mykorrhizapilzes Glomus etunicatum wurde nach Feldmann und Idczak (1994) durchgeführt, Inokulum von Pythium ultimum nach Idczak (1992) produziert und appliziert.

 

Stecklinge der Euphorbia pulcherrima-Sorte „Regina“ wurden in Einheitserde P mit 1,5kg/m³ Nährstoffen (12-4-12) gesteckt. Inokuliert wurden die nicht bewurzelten Stecklinge. Zwei Varianten wurden ausgelegt: a) gleichzeitige Inokulation mit AMP und Pythium und b) zunächst AMP und nach vierzehn Tagen Pythium. Wuchsbedingungen: mindestens 70% rel. Luftfeuchte, Temperatur 18‑24°C, Kurztag mit Zusatzbeleuchtung (360 µmol/m² x s). Auswertung von Bewurzelungsrate und Frischgewicht erfolgte nach 30 Tagen.

 

Je 30 bereits bewurzelte Jungpflanzen der Pelargoniensorten “Butterfly”, “Grand Prix”, “Leuchtkaskade”, “Schöne Helena” und “Violetta” wurden mit Glomus etunicatum inokuliert und mit Wachstum und Blüte von nicht-inokulierten Kontrollpflanzen verglichen. Als 50% der Pflanzen aller Varianten Blüten gebildet hatten, wurde die Häufigkeitsverteilung der blühenden Pflanzen in den Varianten „inokuliert“ und „nicht-inokuliert“ getrennt bestimmt. Wuchsbedingungen: 40-70% rel. Luftfeuchte, Temperatur 18-24°C, Langtag mit Zusatzbeleuchtung (360 µmol/m² x s), Bewässerung unterhalb der Feldkapazität, Düngung 2x wöchtlich mit 30 ml einer Gebrauchslösung von 10g/l Flory 9.

 

 

3          Ergebnisse

 

Insgesamt erwiesen sich 318 der untersuchten Pflanzenarten als mykorrhizierfähig (Tab. 1). Nicht-mykorrhizierbar waren nur Vertreter der als Nicht-Wirte bekannten Familien der Brassicaceae, Chenopodiaceae oder Cyperaceae. Damit ist ein Großteil der Nutzpflanzen, die in den Niederlanden und in Deutschland angebaut oder produziert werden, potentielles Ziel für einen Mykorrhizaeinsatz. Das kommerziell vertriebene Inokulum von Glomus etunicatum konnte sowohl an Poinsettien als auch an Pelargonien nutzbringend eingesetzt werden. So kam es zu einer verbesserten Bewurzelung von Stecklingen der Sorte “Regina” von Euphorbia pulcherrima, wenn Inokulum von Glomus etunicatum im Substrat zugegen war (Abb.1). Pathogenbefall durch Pythium ultimum führte zu einer drastischen Verschlechterung der Bewurzelung. Die negative Wirkung des Schaderregers konnte abgemildert werden, wenn der AMP nicht gleichzeitig mit dem Pathogen die Wurzeln besiedelte, sondern bereits vorher dazu Gelegenheit hatte.

 

 

Abb. 1        Wurzellänge von Stecklingen von Euphorbia pulcherrima cv. “Regina” unter dem Einfluß pathogener und symbiontischer Bodenpilze.

                         Inokuliert wurde Pythium ultimum und Glomus etunicatum (AMP). “AMP/Path”: gleichzeitige Inokulation mit beiden Pilzen, “AMP, Path”: Inokulation mit Pythium ultimum 14 Tage nach dem Mykorrhizapilz. Versuch dreimal mit 15 Pflanzen wiederholt. Alle dargestellten Unterschiede sind signifikant (Tukey, 5%).

 

 

Abb. 2:       Blüte von Pelargonien-Sorten nach Inokulation mit dem arbuskulären Mykorrhizapilz Glomus etunicatum

                   Die Analyse wurde durchgeführt, als über 50% aller Pflanzen einer Sorte blühten. Dargestellt ist die prozentuale Verteilung der Blüten auf die “Mit und Ohne- AMP”-Variante zu diesem Zeitpunkt. Versuch dreimal wiederholt mit 15 Pflanzen. Alle dargestellten Unterschiede, außer bei der Sorte “Grand Prix” sind signifikant (Tukey, 5%).

 

Das eingesetzte Inokulum wirkte sich auf verschiedene Pelargonien-Sorten unterschiedlich aus: Während bei einem Teil der Sorten ein deutlich früherer Blütezeitpunkt festzustellen war, blieb die Blüte bei anderen Sorten unbeeinflusst (Abb. 2).

 

 

4          Diskussion

 

Theoretisch sind die Erfolgsaussichten bei der Nutzung von Mykorrhiza erhöht, wenn Pflanzen bereits in der Anzuchtphase inokuliert werden oder wenn Pflanzen mit langer und komplizierter Produktionszeit und deshalb hohem Wert mykorrhiziert werden. In den Niederlanden kommt hinzu, daß man sich vom Mykorrhizaeinsatz eine Verkürzung der Produktionszeit durch Förderung der generativen Entwicklung bei Blütenpflanzen und die Erhöhung des Marktwertes durch verbesserte Haltbarkeit und Streßresistenz verspricht. Unsere Demonstrationsversuche zeigen wie zahlreiche andere (s. z.B. Feldmann, 1998), daß die Lösung spezifischer Probleme von Zierpflanzen durch kommerzielle Inokula gelöst werden können. Der Vergleich der Empfänglichkeit von Pelargoniensorten für die Wirkungen des AMP Glomus etunicatum hebt zudem hervor, daß Spezifitätsphänomene zwischen eingesetztem Pilz und der Zielpflanze vorliegen, die bei der breiten Anwendung dazu zwingen werden, spezielle Einsatzbereiche zu identifizieren, zu charakterisieren und mit speziell ausgewählten AMP zu bearbeiten. Gerade das Beispiel der Bewurzelung von Euphorbia pulcherrima in Gegenwart eines Pathogens und die kompensierende Wirkung des AMP-Inokulums macht deutlich, daß wesentliche Anwendungsbereiche im integrierten und biologischen Gartenbau liegen. Durch den (weitgehenden) Verzicht auf mineralische Dünger und chemische Pflanzenschutzmittel kann sich die Symbiose nicht nur besser entwickeln, sondern die Zielpflanze ist in Bezug auf ihr Abwehrverhalten gegenüber Schaderregern genauso wie im Hinblick auf ihre Ernährung und Gesundheit im hohen Maße sogar angewiesen auf Mykorrhizasymbiosen und andere biologische Faktoren. Trotzdem ist der Glashausanbau von Zier- und Gemüsepflanzen nach den Prinzipien des biologischen Landbaus (SKAL-Richtlinien) in den Niederlanden wie auch in Deutschland noch wenig entwickelt. Das Interesse daran nimmt aber zu und bei Gemüse und Schnittrosen gibt es erste Erfahrungen und Erfolge.

 

Das Angebot an kommerziellem AMP (Arbuskuläre Mykorrhiza Pilz)-Inokulum nimmt zu. Es gibt zwar keinen niederländischen Betrieb, der selbst Inokulum herstellt, aber zunehmend mehr Firmen haben neben anderen biologischen Mitteln AMP’s im Angebot. Es handelt sich dabei vor allem um amerikanische Produkte von Plant Health Care, BioOrganics, Roots Inc. etc., aber auch das französische Endorize, das tschechische Mycostim und das deutsche IFP sind hier verfügbar. Der Umfang des Handels ist noch gering. In der gärtnerischen Praxis ist Mykorrhiza noch wenig bekannt oder es wird ihr wenig Bedeutung zugemessen. Durch das zunehmende kommerzielle Angebot und den zunehmenden Druck, umweltfreundlich produzieren zu müssen, beginnt diese Situation sich zu verändern. Einzelne Gärtner experimentieren bereits mit diesen neuen biologischen ‘bodemverbeteraars’ und ‘plantversterkers’. Ein Problem ist nach wie vor die Prognose der Wirkung und Wirksamkeit angebotener Inokula und die Zusicherung von Wirksamkeitsgarantien. Deshalb sind die Anwender bislang stets aufgefordert gewesen, eigene Tests an ihren spezifischen Zielpflanzen zu unternehmen und ein möglichst breites Spektrum kommerzieller Inokula zu testen.

 

Auch die Forschungs- und Versuchsanstalten der Niederlande haben im Rahmen eines Programms zur Entwicklung von nachhaltigen Anbausystemen (integriert, biologisch) Mykorrhizaversuche in verschiedenen Projekten vorgesehen. Noch 1999 sollen an der Proefstation voor Bloemisterij en Glasgroente in Aalsmeer verschiedene kommerzielle AMP-Inokula zusammen mit einer Reihe anderer biologischer Mittel auf ihre Wirksamkeit beim Schutz von Topfpflanzen gegen Wurzelpathogene getestet werden. Im Rahmen der Entwicklung biologischer Anbausysteme soll Mykorrhiza unter anderem als Alternative zu synthetischen Wurzelhormonen für die Bewurzelung von Stecklingen (z.B. bei Rosen) untersucht werden. Die Zulassungssituation von Mykorrhizainokula ist in den Niederlanden derzeit noch ungeklärt. Mykorrhizapilze werden als Bodenzuschlagstoffe oder Pflanzenstärkungsmittel vertrieben. Nachdem 1998 Mykorrhizaprodukte durch den AID (Algemene Inspectie Dienst) beschlagnahmt wurden, kam eine heftige Diskussion über die Legalisierung vieler bislang nicht zugelassener biologischer Mittel in Gang. Die Zeit bis zum Erscheinen einer europäischen Richtlinie soll überbrückt werden mit einer positiven Liste von Mitteln, die gehandelt werden dürfen.

 

Wesentlich für die Weiterentwicklung der Integration der Mykorrhizatechnologie in die gartenbauliche Praxis der Niederlande wird in der Zukunft zum einen die Hinwendung der Forschung auf die Analyse der Bedeutung von Mykorrhizasymbiosen in der biologisch geführten Pflanzenkultur sein. Zum anderen bedarf es der Demonstrationsversuche an ausgewählten Beispielen, die sowohl die Anwendbarkeit in technischer Hinsicht klar herausstellen, wie auch den ökonomischen Vorteil der Technologie unterstreichen. Wichtig wird zudem sein, daß Beratungs- und Schulungsmöglichkeiten für den Umgang mit AMP in der gärtnerischen Praxis, aber auch im Marketing geschaffen und genutzt werden.

 

 

5          Literaturverzeichnis

 

ALLEBLAS, J.T.W., en VAREKAMP, M.J., 1998: De glastuinbouw in het derde millennium - Wendingen en kansen. Herausgegeben  durch ‘Stichting Gemeente Naaldwijk 800 Jahr in bloei’. S. 214, ISBN: 90-9011975-2.

Feldmann, F., 1998: Symbiontentechnologie in der Praxis: Arbuskuläre Mykorrhiza im Gartenbau. Thalacker-Medien, Braunschweig, ISBN 3-87815-109-8.

WEISSENHORN, I., en VAN LEEUWEN, G.J.L., 1998: Perspectieven voor toepassing van mycorrhiza’s in de potplantenteelt. Intern verslag nr. 176, Stichting Praktijkonderzoek Bloemisterij en Glasgroente - Proeftuin Noord-Nederland, NL-7891 XA Klazienaveen, S. 48.

 

 

6          Anhang

 

Tab.1: Wirte arbuskulärer Mykorrhiza unter den gartenbaulich und landwirtschaftlich           genutzten Pflanzenarten in den Niederlanden und Deutschland (einschließlich       tropischer bzw. subtropischer Zierpflanzen)

Achillea filipendulina	Achimenes-Hybriden	Aechmea fasciata
Ageratum houstonianum	Aglaonema Sorten	Alchemilla mollis
Allium cepa	Allium christophii	Allium moly
Allium oreophilum	Allium porrum	Allium sativum
Allium schoenoprasum	Allium ursinum	Althaea rosea
Anagalis monellii linifolia	Ananas comosus	Anemone hybrida
Anethum graveolens	Anthirrinum majus	Anthriscus cerefolium
Anthurium andraeanum	Anthurium crystallinum	Aphelandra squarrosa
Apium graveolens	Arctotis fastuosa	Artemisia absinthium
Artemisia dracunculus	Artemisia vulgaris	Asparagus falcatus
Asparagus officininale	Asparagus setaceus	Asparagus umbellatus
Astilbe arendsii	Astilbe chinensis	Avena sativa
Bambusa vulgaris	Baptisia tinctoria	Begonia masoniana
Begonia scharfii	Begonia semperflorens	Begonia tuberhybrida
Bellis perennis	Borago officinalis	Brachycome iberidifolia
Caladium bicolor	Calceolaria herbeohybrida	Calendula officinale
Callistephus chinensis	Camellia sinensis	Campanula isophylla
Campanula latifolia	Canna edulis	Canna indica
Capsicum annuum	Capsicum frutescens	Centaurea cyanus
Chamaedorea elegans	Chamaerops humilis	Chlorophytum comosum
Chrysalidocarpus lutescens	Chrysanthemum carinatum	Chrysanthemum coccineum
Chrysanthemum frutescens	Chrysanthemum indicum	Chrysanthemum leucanthemum
Citrofortunella microcarpa	Citrus aurantiifolia	Citrus aurantium
Citrus deliciosa	Citrus limon	Citrus maxima
Citrus sinensis	Citrus x paradisi	Clematis montana
Clivia miniata	Codiacum-Sorten	Coffea arabica
Coffea robusta	Coleus blumei	Convallaria majalis
Convolvulus tricolor	Cordyline fruticosa	Coreopsis grandiflora
Cosmos bipinnatus	Crataegus monogyna	Cucumis melo
Cucumis sativus	Cucurbita maxima	Cucurbita pepo
Cucurbita pepo giromontiina	Cuphea ignea	Cuphea lanceolata
Curcuma longa	Cycas revoluta	Cyclamen coum
Cyclamen hederifolium	Cyclamen persicum	Cyrtostachus lacka
Dahlia spec.	Dalbergia nigra	Daucus carota
Dendrathema-Sorten	Dianthus caryophyllus	Dicentra formosa
Dieffenbachia seguine	Dimorphoteca situata	Dracaena cincta
Dracaena fragans	Eucomis comosa	Euphorbia pulcherrima
Eustoma grandiflorum	Euterpe edulis	Exacum affine
Fagopyrum esculentum	Fatsia japonica	Ficus benjamina
Ficus carica	Ficus elastica	Ficus pumila
Foeniculum vulgare	Forsythia x intermedia	Fortunella japonica
Fortunella margarita	Fragaria vesca	Fragaria x ananassa
Fraxinus excelsior	Fuchsia magellanica	Fumaria capreolata
Galium odoratum	Galtonia candicans	Gardenia augusta
Gazania-Sorten	Gentiana acaulis	Geranium argenteum
Geranium cinereum	Geranium endressii	Gerbera-Sorten
Glechoma hederacea	Gossypium hirsutum	Gynura aurantiaca
Hedera helix	Helianthus annuus	Helianthus tuberosus
Hibiscus cannabinus	Hibiscus rosa-sinensis	Hibiscus syriacus
Hordeum vulgare	Howeia belmoreana	Humulus japonicus
Humulus lupulus	Hyazinthus orientalis	Hydrangea macrophylla
Hypericum moserianum	Iberis sempervirens	Impatiens niamniamensis
Impatiens valleriana	Jacobinia pauciflora	Jasminum polyanthum
Juglans regia	Kalanchoe blossfeldiana	Kalanchoe pumila
Kalanchoe tomentosa	Lactuca sativa	Lamium amplexicaule
Lamium galeobdolon	Lathyrus grandiflorus	Lathyrus latifolius
Lathyrus odoratus	Lavatera arborea	Leucanthemum superbum
Lilium longiflorum	Linum usitatissimum	Litchi sinensis
Lobelia erinus	Lycopersicon esculentum	Majorana hortensis
Malus domestica	Maranta arundinacea	Maranta leuconeura
Matricaria chamomilla	Matthiola incana	Medinilla magnifica
Melissa officinals	Mentha piperita	Milium effusum
Miscanthus sinensis	Monstera deliciosa	Morus alba
Morus nigra	Musa spp.	Narcissus cyclamineus
Nepeta faassenii	Nicotiana tabacum	Ocimum basilicum
Olea europaea	Origanum vulgare	Paeonia suffroticosa
Panicum miliaceum	Papaver orientale	Papaver somniferum
Passiflora coerulea	Passiflora edulis	Pastinaca sativa
Pelargonium crispum	Pelargonium graveolens	Pelargonium peltatum
Pelargonium zonale	Peperomia caperata	Peperomia rotundifolia
Pericallis x hybrida	Petroselinum crispum	Petunia-Hybriden
Phaseolus acutifolius	Phaseolus vulgaris	Philodendron erubescens
Philodendron scandens	Phlox drummondii	Phlox paniculata
Phlox subulata	Phoenix canariensis	Phoenix sylvestris
Phormium tenax	Physalis peruvianum	Pilea depressa
Pimenta dioica	Pimpinella anisum	Piper nigrum
Pisum sativum	Plantanus orientalus	Poa annua
Populus alba	Populus tremula	Populus x canadensis
Portulaca grandiflora	Primula obconica	Prunus armeniaca
Prunus avium	Prunus cerasus	Prunus domestica
Prunus dulcis	Prunus padus	Prunus persica
Prunus spinosa	Punica granatum	Pyrus communis
Ravenea rivularis	Rhapis excelsa	Ribes nigrum
Ribes rubrum	Ribes uva-crispa	Ricinus communis
Robinia pseudo-acacia	Rosa canina	Rosa-Hybriden
Rosmarinus officinalis	Rubus chamaemorus	Rubus fruticosus
Rubus idaeus	Rudbeckia fulgida	Rudbeckia hirta
Saccharum officinarum	Saintpaulia-Sorten	Salvia farinacea
Salvia officinalis	Salvia splendens	Sambuccus nigra
Sanguisorba minor	Satureja montana	Saxifraga paniculata
Scaevola aemula	Schefflera arboricola	Secale cereale
Sedum reflexum	Sedum spectabile	Senecio vulgaris
Silene pendula	Sinnigia-Sorten	Solanum crispum
Solanum melongena	Solanum muricatum	Solanum tuberosum
Soleirola soleirolii	Sorbus aucuparia	Sorbus domestica
Sorbus torminalis	Spathiphyllum wallisii	Stipa gigantea
Streptocarpus-Sorten	Sutera cordata	Syringa vulgaris
Tagetes erecta	Tagetes patula	Tagetes pumila
Taraxacum officinale	Thymus vulgaris	Tilia cordata
Tilia platyphyllus	Tradescantia zebrina	Triticum aestivum
Triticum dicoccon	Triticum durum	Triticum spelta
Tropaeolum majus	Ursinia anethoides	Verbena officinalis
Veronica agrestis	Viburnum x bodnantense	Vicia faba
Viola odorata	Viola x wittrockiana	Vitis coignetia
Vitis vinifera	Washingtonia robusta	Yucca elephantipes
Zea mays	Zingiber officinale	Zinnia elegans