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DE19739364A1 - Verfahren zur Stärkung und zum Schutz von Pflanzen sowie zugehörige Mikroorganismen - Google Patents

Verfahren zur Stärkung und zum Schutz von Pflanzen sowie zugehörige Mikroorganismen

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DE19739364A1
DE19739364A1 DE19739364A DE19739364A DE19739364A1 DE 19739364 A1 DE19739364 A1 DE 19739364A1 DE 19739364 A DE19739364 A DE 19739364A DE 19739364 A DE19739364 A DE 19739364A DE 19739364 A1 DE19739364 A1 DE 19739364A1
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Germany
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plant
tween
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DE19739364A
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Wolfgang Arndt
Heinrich Buchenauer
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Sourcon Padena GmbH and Co KG
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Stärkung und zum Schutz von Pflanzen sowie des zugehörigen Mikroorganismus nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Verfahren und Substanzen zur Stärkung von Pflanzen in Acker-, Garten-, Gemüse-, Obst- und Zierpflanzenbau sind in vielfacher Weise bekannt. Die bekannten Verfahren bauen im wesentlichen auf zwei grundlegend verschiedenen Arten auf, nämlich auf chemischen sowie den neueren gentechnischen Methoden.
Bei bekannten chemischen Pflanzenschutzverfahren gegen bodenbürtige Schaderreger, werden chemische Mittel in den Boden, in welchem sich die Pflanze befindet, eingebracht. Nachteiliger Weise bleiben in dem Boden Rückstände der chemischen Pflanzenschutzmitteln erhalten, welche sich im Boden anreichern oder aus diesem in das Grundwasser bzw. in Oberflächengewässer ausgewaschen werden. Die Rückstände chemischer Mittel stellen also immer ein erhebliches Problem für die Ökologie sowie eine gewisse Gefahr für jegliche Arten von Organismen dar. Außerdem wird bei chemischen Mitteln und Methoden der Krankheitserreger, der die Pflanze eventuell schwächen könnte, abgetötet. Dabei können auch im Boden vorkommende, die Pflanze stärkende Mikroorganismen, abgetötet werden. Chemische Präparate wirken also in erster Linie gegen den Erreger und stärken deshalb die Pflanze an sich nur mittelbar.
Bei gentechnologischen Verfahren zur Pflanzenstärkung wird gentechnisch verändertes Material eingesetzt. Ob bzw. wie sich gentechnologisch veränderte Pflanzen in die Natur und deren Artenvielfalt integrieren lassen, ist sehr umstritten. Außerdem sind Langzeitwirkungen an Pflanzen mit durch Menschenhand veränderter DNS auf die Biosphäre nicht bekannt.
Gegenüber chemischen und insbesondere gegenüber gentechnologischen Pflanzenschutzverfahren und -mitteln bestehen in der Öffentlichkeit große Bedenken.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Kombination von nützlichen Mikroorganismen und Resistenzinduktoren mehrere verschiedene, auf die Pflanze sich positiv auswirkende Wirkungsmechanismen vereinigt werden. Dadurch wird eine Stabilisierung und Erhöhung der Schutzwirkung für die Pflanze erreicht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nur bedingt gegen den Krankheitserreger der Pflanze vorgegangen, die Pflanze als solche wird unmittelbar gestärkt sowie ihre Widerstandskraft erhöht. Die Kombination aus Mikroorganismen und Resistenzinduktoren kann entweder in den Pflanzennährboden oder in das Saatgut gegeben werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß keine zu entseuchenden bzw. entsorgenden Pflanzenschutzmittel in dem Boden (Substrat) zurückbleiben, wie es beispielsweise bei chemischen Pflanzenschutzmitteln der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß eine Koexistenz von Kulturpflanze und vermeindlichen Krankheitserreger im Substrat der Pflanze möglich ist. Da sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Mikroorganismen in erster Linie an den Wurzeln der Pflanze ansiedeln, wodurch diese gestärkt wird, werden die Krankheitserreger nur bedingt abgetötet. Eine Artenvielfalt im Nährstoffboden bleibt erhalten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß ein sehr breites Wirkungs- und Schutzspektrum für die zu stärkende Pflanze erreicht wird. Anders als bei chemischen Pflanzenschutzmitteln und zugehörigen Verfahren, welche beispielsweise nur gegen eine bestimmte Gruppe von Pilzen im Nährstoffboden wirken, wird durch das erfindungsgemäße Stärken der Pflanze die Pflanze als solche gestärkt. Diese wird dadurch nicht nur gegen potentielle Krankheitserreger im Boden, sondern auch in der die Pflanze anderweitig umgebenden Atmosphäre, widerstandsfähig.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sie bei ökologisch geführten Betrieben einsetzbar ist, welche keine chemischen Präparate verwenden. Das erfindungsgemäße Verfahren schließt also eine Lücke zwischen chemischen und gentechnologischen Pflanzenschutzverfahren und -mitteln.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Ertragssteigerung der gestärkten Pflanze zu erwarten ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren die Pflanze in der Regel eine höhere Wurzelmasse aufweist, was als Indiz für eine gegen Erreger oder Umwelteinflüsse widerstandsfähige Pflanze zu werten ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gehört der nützliche Mikroorganismus der Gattung der Pseudomonaden an.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gehören die nützlichen Mikroorganismen der Art der Pseudomonas fluorescens an. Möglich sind jedoch auch die Arten Pseudomonas putida, chlororaphis, aureofaciens oder cepacia.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gehört der nützliche Mikroorganismus der Gattung Bacillus, Agrobacterium, Trichoderma, Gliocladium, Verticillium, Myrothecium, Streptomyces, Rhodotorula, Candida, Cryptococcus, Acremmonium, Coniothyrium, Ampellomycis, Enterobacter, Talaromyces, Azotobacter, Azospirillium, Acetobacter oder Pinicillium an. Vom Interesse sind insbesondere die Arten Bacillus subtilis, pumilis, brevis, cireus, megaterium, oder die Art Agrobacterium radiobacter, oder die Arten Trichoderma viride, pseudokoningii, reesei, hamatum, lignorum, harcianum, oder die Arten Gliocladium roseum, catenulatum, artrum, oder die Art Verticillium bigutattum, oder die Art Myrothecium verrcoria, oder die Art Rhodotorula glutinis, oder die Art Candida oleophila, oder die Art Cryptococcus laurenti, oder die Art Acremmonium breve, oder die Art Coniothyrium minitans, oder die Art Ampellomycis quisqalis, oder die Art Enterobacter cloaceae, oder die Art Talaromyces flavus, oder die Art Azotobacter vinelandii, oder die Art Azospirillium brasilese oder die Arten Pinicillium oxalicum oder expansum.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden als Resistenzinduktor Stoffe wie Buttersäurederivate, Salicylsäurederivate, Nicotinsäuren, Indolderivate, Pflanzenhormone, Aminosäuren oder Pflanzenextrakte verwendet. Hierbei sind die Derivate 3, 4 oder 2-Amino­ buttersäure, 5-Methylsalicylsäure, 0-Acetylsalicylsäure, 5-Chlor­ salicylsäure, 3,5-Dichlorisonicotinsäure, Isonicotinsäureamid, 2-Chlornicotinsäure, Chlornicotinsäureamid, Aminonicotinsäure, 2,6-Dichlornicotinsäure, Indol-3-lactat, Indol-3-glyoxyamid, Indol-3-carbinol, Indol-3-pyruvat, Indol-3-acet­ amid, Indol-3-essigsäure, L-Norvalin, L-Phanylalanin oder L-Nor­ leucin von Interesse. Auch sonstige Stoffe wie beispielsweise Benzo(1,2,3)thiadiazol-7-carbonsäure-S-methylester (erhältlich unter der Marke Bion der Firma Novartis), Chitosan, Methyl- Jasmonat oder Pflanzenextrakte wie Baldrianextrakt, Weißdornextrakt. Kamilleextrakt oder Knoblauchextrakt können verwendet werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden als Pflanze Getreide, Rüben, Kernfrüchte, Steinfrüchte, Weichfrüchte, Leguminosen, Ölpflanzen, Cucurbitaceae, Faser- Pflanzen, Gemüse, Kräuter, Gräser, Tabak, Nüsse oder Kaffee verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere bei den folgenden Pflanzen angewendet werden: Weizen, Gerste, Mais, Roggen, Hafer, Reis, Zuckerrüben, Futterrüben, Äpfel, Birnen, Kirschen, Pflaumen, Pfirsiche, Mandeln, Erdbeeren, Himbeeren, Brombeeren, Bohnen, Linsen, Soyabohnen, Erbsen, Raps, Senf, Mohn, Sonnenblumen, Gurken, Melonen, Kürbis, Squosch, Zuchinie, Baumwolle, Hanf, Flachs, Jute, Spinat, Salat, Spargel, Karotten, Kohl, Zwiebeln, Tomaten, Kartoffeln, Paprika, Auberginen, Sellerie, Lauch, Basilikum, Kerbel, Oregano, Majoran, Rosmarin, Salbei, Gras, Mais, Tabak, Nüsse oder Kaffee.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als nützlicher Mikroorganismus ein Mikroorganismus verwendet, der durch das folgende Bereitstellungsverfahren (product by process) gewonnen wird:
Etwas Erde und Wurzeln werden mit etwas sterilem Wasser, welches eine geringe Menge Tween-20 enthält, versetzt und für einige Minuten geschüttelt. Aus einer Verdünnungsreihe von 10⁻4 bis 10⁻7 wird auf FPA-Medium ausplattiert. Nach wenigen Tagen Inkubation werden die Kolonien unter UV-Licht (Wellenlänge = 366 nm) auf Fluoreszenz untersucht. Danach werden die fluoreszierenden Kolonien in fallender Reihe zur Vereinzelung aus gestrichen, bebrütet und wieder unter UV-Licht überprüft. Von jeder fluoreszierenden Kolonie wird eine Reinkultur aus KB-Medium abgeimpft und im Schrägröhrchen oder in Glyzerinmedium gelagert.
Um einen fluoreszierenden Pseumonaden-Stamm zu erhalten, der hoch wirksam ist, wird ein in vitro- und in vivo-Screening durchgeführt.
In diesem Screening werden die isolierten fluoreszierenden Pseudomonaden-Stämme gegen beispielsweise Schadpilze getestet. D.h. es wird untersucht, ob die isolierten Stämme in der Lage sind, die Pflanze gegen diese Schadpilze zu schützen.
Wird ein Stamm gefunden, der wirksam ist, muß untersucht werden, inwieweit dieser Stamm mit Resistenzinduktoren kombiniert werden kann.
Dazu mischt man den Stamm mit den Resistenzinduktoren und untersucht, ob die Schutzwirkung verbessert oder verschlechtert wird. Tritt eine Verbesserung der Schutzwirkung ein, kann man davon ausgegangen werden, daß der Stamm mit dem Resistenzinduktor verträglich ist. Ist eine Verschlechterung der Schutzwirkung bei der Kombination aufgetreten, sind Stamm und Resistenzinduktor nicht mischbar.
Das hierbei verwendete FPA-Medium besteht insbesondere aus folgender Zusammensetzung:
Proteose-Pepton No. 3 20,0 g, Dikaliumhydrogenphosphat 1,5 g, Magnesiumsulfat 1,5 g, Glycerin 10,0 ml, Agar (gereinigt) 8,0 g, Actidion 75 mg, Novobiocin 45 mg und Penicillin G 75000 E. Die Mengenangaben beziehen sich auf 1000 ml demineralisiertes und sterilisiertes Wasser.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden ca. 10 g Erde, ca. 100 ml steriles Wasser und ca. 0,250 ml Tween-20 verwendet. Außerdem wird das Erd- Wasser-Tween-Gemisch bei ca. 150 U/min für ca. 15 min gerührt. Ausplattiert wird ca. 0,1 ml und das Inkubieren erfolgt bei ca. 28°C für drei Tage. Die Lagerung im Schrägröhrchen wird bei 4°C bzw. im Glyzerinmedium bei ca. -80°C durchgeführt.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Mikroorganismus der bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH in 38124 Braunschweig, Mascheroder Weg 1b, hinterlegte Mikroorganismus mit
Hinterlegungsdaten: Pseudomunae sp. Ps1 - DSM 11166
Datum der Hinterlegung: 19.09.1996
Hinterleger ist: Wolfgang Vogt, Fred-Uhlmann-Straße 7, 70619 Stuttgart
verwendet.
Gerade bei Erdbeerpflanzen ruft ein Resistenzinduktor wie DL-3-Amino­ buttersäure in Kobination mit dem durch das Bereitstellungsverfahren gefundenen Mikroorganismus eine sehr gute Stärkung und Widerstandsfähigkeit der Pflanze hervor, insbesondere gegenüber im Substrat enthaltenen, die Pflanze und deren Wurzeln schwächenden Pilzen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen entnehmbar.

Claims (11)

1. Verfahren zur Stärkung und zum Schutz von Pflanzen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • - Einbringen von mindestens einem Resistenzinduktor in den Pflanzennährboden oder in den Samen der Pflanze sowie
  • - Einbringen von nützlichen Mikroorganismen in den Pflanzennährboden oder in den Samen der Pflanze, wobei Resistenzinduktor und Mikroorganismen eine sich ergänzende positive Wirkung auf die Pflanze aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nützliche Mikroorganismus der Gattung Pseudomonas angehört.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nützliche Mikroorganismus der Art der Pseudomonas fluorescens angehört.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nützliche Mikroorganismus der Gattung Bacillus, Agrobacterium, Trichoderma, Gliocladium, Verticillium, Myrothecium, Streptomyces, Rhodotorula, Candida, Cryptococcus, Acremmonium, Coniothyrium, Ampellomycis, Enterobacter, Talaromyces, Azotobacter, Azospirillium, Acetobacter oder Pinicillium angehört.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Resistenzinduktor Stoffe wie Buttersäurederivate, Salicylsäurederivate, Nicotinsäuren, Indolderivate, Pflanzenhormone, Aminosäuren oder Pflanzenextrakte verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Resistenzinduktor 3-Aminobuttersäure verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Pflanze Getreide, Rüben, Kernfrüchte, Steinfrüchte, Weichfrüchte, Leguminosen, Ölpflanzen, Cucubitacae, Faser-Pflanzen, Gemüse, Kräuter, Gräser, Tabak, Nüsse oder Kaffee verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Pflanze Erdbeerpflanzen verwendet werden.
9. Mikroorganismus nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgendes Bereitstellungsverfahren (product by process):
  • - Bereitstellen von etwas Erde mit Wurzelwerk,
  • - Mischen von sterilem Wasser mit etwas Tween-20 zu einem Wasser-Tween-Gemisch,
  • - Mischen der Erde mit dem Wasser-Tween-Gemisch zu einem Erd-Wasser-Tween-Gemisch,
  • - Schütteln des Erd-Wasser-Tween-Gemisches bei für einige Minuten bei Raumtemperatur,
  • - Erstellen einer Verdünnungsreihe von 10⁻4 bis 10⁻7,
  • - Ausplattierung des Gemisches auf FPA-Medium,
  • - Inkubieren der Platten für mehrere Tage,
  • - Untersuchung der Kolonien auf Fluoreszenz mittels UV-Licht,
  • - Ausstreichen und bebrüten der floureszierenden Kolonien in fallender Reihe zur Vereinzelung,
  • - Erneute Untersuchung der Kolonien auf Fluoreszenz mittels UV-Licht,
  • - Abimpfung einer Reinkultur jeder floureszierenden Kolonie auf KB-Medium,
  • - Lagerung der abgeimpften Kultur im Schrägröhrchen bzw. in Glyzerinmedium,
  • - Durchführung eines in vitro- und in vivo-Screenings auf Wirksamkeit der isolierten Stämme,
  • - Ermittlung derjenigen Stämme, welche die Pflanze gegen Schadpilze schützen,
  • - Mischung der ermittelten Stämme mit verschiedenen Resistenzinduktoren,
  • - Verträglichkeitstest Mikroorganismus mit Resistenzinduktor und
  • - Ermittlung der Schutzwirkung des Mikroorganismus- Resistenzinduktoren-Gemisches für Pflanzen.
10. Bereitstellungsverfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ca. 10 g Erde verwendet werden,
daß ca. 100 ml steriles Wasser verwendet wird,
daß ca. 0,250 ml Tween-20 verwendet wird,
daß das Erd-Wasser-Tween-Gemisch bei ca. 150 U/min für ca. 15 min gerührt wird,
daß ca. 0,1 ml des verdünnten Erd-Wasser-Tween- Gemisches auspalletiert wird,
daß das Inkubieren der Platten bei ca. 28°C für drei Tage erfolgt und
daß die Lagerung im Schrägröhrchen bei ca. 4°C bzw. im Glyzerinmedium bei ca. -80°C erfolgt.
11. Mikroorganismus nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Hinterlegung beim DSM in Braunschweig; Hinterlegungsdaten: Pseudomonae sp. Ps1 - DSM 11166; am 19.09.1996 hinterlegt.
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