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Feldinokulationsversuche mit Weizen erfolgreich gestartet – Neuigkeiten aus dem Projekt RhizoWheat

 

Das Projekt RhizoWheat beschäftigt sich mit der Förderung des Weizenwachstums durch den gezielten Einsatz von nützlichen Bakterien in intensiven Weizenfruchtfolgen. Unsere Forschungsarbeiten zum Weizenrhizosphären-Mikrobiom der letzten fünf Jahre zeigten, dass es zu einer Zunahme schädlicher Mikroorganismen, besonders bodenbürtiger Pilzpathogene, in Fruchtfolgen mit hohem Weizenanteil kommen kann (Arnhold et al., 2023). Gleichzeitig sahen wir aber auch eine Zunahme von bakteriellen Gegenspielern, vor allem von Bacillus und Pseudomonas, gegen diese phytopathogenen Pilze (Braun-Kiewnick et al., 2024). Diese bakteriellen Schlüsselorganismen müssen nicht unbedingt in hohen Mengen vorkommen, sind aber durch besondere funktionelle Eigenschaften gekennzeichnet. Durch klassische mikrobiologische Techniken konnten wir einige dieser Schlüsselorganismen isolieren und ihre Eigenschaften auf genetischer und phänotypischer Ebene charakterisieren. Um die Wirkung dieser ausgewählten Bakterien auf das frühe Wurzelwachstum sowie die Nährstoffaufnahme von Weizen zu untersuchen, werden diese zur Beimpfung (Inokulation) von Weizensaatgut eingesetzt. Erste Ergebnisse zeigen eine höhere Wurzeldichte und Wurzeldurchmesser im Oberboden (0-30 cm) sowie eine höhere Nitrataufnahme und Kaliumeinlagerung in die Blätter nach Beimpfung mit einem Bacillus-Stamm. Die Experimente fanden zunächst unter kontrollierten Bedingungen in Topfversuchen im Gewächshaus, Rhizoboxen und Lysimetern statt. Derzeit untersuchen wir, ob sich diese positiven Ergebnisse auch auf Feldbedingungen übertragen lassen. Dafür haben wir zunächst Winterweizensaatgut mit einem Bindemittel ohne (Kontrolle) oder mit dem nützlichen Bakterienstamm behandelt (Abb. 1, 2) und im Anschluss in Zusammenarbeit mit der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und dem Institut für Zuckerrübenforschung Göttingen im Oktober in zwei Langzeitfeldversuchen (Hohenschulen, Harste) ausgebracht. 

Anfang November fand die erste Probenahme in Hohenschulen statt (Abb. 3, 4) - unter tatkräftiger Unterstützung von Dr. Modupe Doyeni vom Litauischen Forschungszentrum für Landwirtschaft und Forst (LAMMC), der zu dieser Zeit Gastwissenschaftler in der Arbeitsgruppe von Dr. Doreen Babin war (dazu >>). Nachdem uns zunächst das Winterwetter einen Strich durch die Rechnung machte (Abb. 5), konnte Anfang Dezember nun auch der Winterweizen im frühen Entwicklungsstadium in Harste beprobt werden (Abb. 6). Im Labor wurden die Pflanzen im Anschluss gewogen und vermessen, sowie der wurzelanhaftende Boden vorsichtig abgelöst (Abb. 7), um die Menge des beimpften Bakteriums mittels Ausplattieren auf einem Nährmedium zu bestimmen. Über die Anbausaison wird das ober- und unterirdische Weizenwachstum überwacht sowie der Kornertrag und die Dichte des inokulierten Bakteriums im Wurzelbereich erfasst. Der Vergleich von beimpftem Weizen mit unbehandeltem Weizen wird zeigen, ob die Beimpfung die Ertragsverluste aufhalten kann. Damit leistet das Projekt einen wertvollen Beitrag zur Verbesserung der Leistung von Weizen (Wachstum, Gesundheit) und bietet eine Mikrobiom-basierte Lösung zur Verringerung des Ertragsrückgangs bei Weizen unter Feldbedingungen.

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