Ziel des Projektes ist die Untersuchung des Einflusses von langfristigen Anbaustrategien (intensiv und extensiv) auf das Boden-Mikrobiom und deren Funktionalität in Bezug auf die suppressive Wirkung gegenüber Pflanzenpathogenen. Die Analyse des assoziierten Rhizosphären-Mikrobioms sowie Charakteristika der Pflanze (Modell: Salat) ist ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen.

Intensive Anbaustrategien bergen das Risiko für Ertragsverluste infolge der Akkumulation von Pflanzenpathogenen im Boden und der dadurch verursachten Krankheiten. Die Fähigkeit eines Bodens Pathogene zu unterdrücken, ist ein Charakteristikum für dessen Gesundheit und wird entscheidend durch die Struktur der mikrobiellen Bodengemeinschaft beeinflusst. Ein besseres Verständnis des Einflusses pflanzenbaulicher Maßnahmen auf Bodeneigenschaften wie das Boden-Mikrobiom und dessen suppressiver Wirkung gegenüber Pathogenen ist Voraussetzung für die Entwicklung von Anbaustrategien, die eine nachhaltige Pflanzenproduktivität gewährleisten.

Wir erwarten grundlegende Erkenntnisse zum Einfluss von Anbaumaßnahmen auf das Boden- und assoziierte Rhizosphären-Mikrobiom sowie der korrespondierenden Funktionen hinsichtlich der Suppressivität des Bodens. Darauf aufbauend können neue Strategien zur nachhaltigen Bodennutzung abgeleitet werden. Insbesondere bakterielle und pilzliche Taxa mit positiven Effekten auf Bodenfunktionen sollen gefördert werden. Die Identifizierung von Indikatoren der Bodensuppressivität soll die Evaluierung und Optimierung von Anbaustrategien erlauben. Erkenntnisse zu Wurzelexsudaten mit beständigem positivem Einfluss auf das Rhizosphären-Mikrobiom und das Wachstum der Pflanze bzw. negativen Einfluss auf Pathogene können neue Perspektiven in der Praxis eröffnen. Die sozioökonomische Untersuchung liefert Erkenntnisse über Folgen und Interpretationen gesetzgeberischer Rahmenbedingungen und gibt Empfehlungen für deren künftige Ausgestaltung.

Zwischenergebnisse Phase 1

Langfristige landwirtschaftliche Anbaumaßnahmen wie Bodenbearbeitung und Kulturfolge beeinflussen signifikant die prokaryotische und pilzliche Gemeinschaft im Boden und in der Rhizosphäre, wobei in der Rhizosphäre auch ein Einfluss der N-Düngungsintensität gegeben war. Eine höhere bakterielle Diversität war im Boden unter organischer im Vergleich zu mineralischer Düngung gegeben. Die Modelpflanze Salat, gewachsen in Böden unter unterschiedlicher Anbaupraxis, zeigte Unterschiede im Wachstum und in der Pflanzengesundheit in Abhängigkeit von der Struktur der Mikrobiota in der Rhizosphäre. Unsere Ergebnisse bestätigen den Einfluss der Pflanze auf die Struktur der Mikrobiota in der Rhizosphäre. Die untersuchten Böden zeigten Unterschiede in der Suppressivität gegenüber dem Pathogen Rhizoctonia solani.

Ergebnisausblick Phase 2

Wir erwarten einen Einfluss von landwirtschaftlichen Anbaumaßnahmen (Bodenbearbeitung, N-Düngungsintensität, Vorfrucht) auf das Rhizosphären-Mikrobiom von verschiedenen landwirtschaftlichen Kulturen unter Feldbedingungen. In Abhängigkeit von der Anbaupraxis sind Unterschiede im Pflanzenwachstum, in der Pflanzengesundheit, dem Krankheitsauftreten und in der relativen Abundanz von potentiellen pilzlichen Pathogenen im Wurzelraum zu erwarten. Die Behandlung der Kulturen mit nützlichen Mikroorganismen (BMs) verbessert die Pflanzengesundheit und reduziert das Krankheitsauftreten an den zu untersuchenden Kulturen. Eine effektivere Wirkung von BMs ist nach kombinierter Anwendung im Vergleich zu einer alleinigen Anwendung gegeben. Die Verbesserung der Pflanzengesundheit infolge der Anwendung von BMs führt kurz- und langfristig zu einer Verbesserung der Bodengesundheit.