Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland
Als nachwachsender Rohstoff für verschiedene Anwendungsgebiete gewinnt Kartoffelstärke zunehmend an Bedeutung. Für die Bildung hochwertiger Stärkemoleküle ist die Gesundheit der Pflanze, insbesondere eine gute Nährstoffversorgung, von entscheidender Bedeutung. Pilz-Krankheiten, welche beispielsweise zum frühzeitigen Absterben der Pflanze führen, wirken sich negativ auf den Stärkeertrag aus. Zu den weltweit wichtigsten Schadpilzen an Kartoffeln gehören die Kraut- und Knollenfäule (Phytophthora infestans) und die Wurzeltöterkrankheit (Rhizoctonia solani). Der Einsatz von Fungiziden ist die gängigste Bekämpfungsstrategie gegen P. infestans. Infektionen mit dem Basidiomyzet R. solani stellen den Anbau auf Grund fehlender Mittel, belasteter Böden und infiziertem Pflanzgut vor Herausforderungen. In Folge dessen besteht dringender Bedarf an neuen, nachhaltigen Maßnahmen.In dieser Studie soll die Wirkung von Kraft-Lignin auf das Auftreten verschiedener Pilzkrankheiten im Anbau von Stärkekartoffeln untersucht und Verfahren für die praktische Nutzung entwickelt werden. Des Weiteren sollen die Auswirkungen von Kraft-Lignin auf den Stärkegehalt und das Mikrobiom im Knollen-anhaftenden Boden charakterisiert werden. In Gewächshaus und Feldversuchen sollen dafür verschiedenen Applikationsverfahren, insbesondere die Einarbeitung von Kraft-Lignin in den Boden, sowie eine Sprühapplikation, auf ihre Eignung getestet werden. Kraft-Lignin soll dafür in reiner Form (als Feststoff), in Kombination mit Antagonsiten (Trichoderma spp.) und in flüssiger Form angewendet werden. Lignin ist ein natürliches, biologisch abbaubares Polymer, das Pflanzen zum einen mechanische Unterstützung bietet, und zum anderen an der Abwehr von Schädlingen und Krankheiten beteiligt ist. Die Abwehrfunktion ist auf die Molekülstruktur aus polyphenolischen Verbindungen zurückzuführen, die eine Schädigung der Zellmembran und die Lyse mit anschließender Freisetzung des Zellinhalts verursachen. Das sogenannte Kraft-Lignin ist ein technisches Lignin welches als Nebenprodukt der Zellstoffherstellung anfällt. Besonders vielversprechend sind erste Studien zur Verwendung von Kraft-Lignin im Gartenbau. Dieses zeigen eine Wirkung gegen R. solani an Salat, vermutlich bedingt durch die Förderung von Lignin-abbauenden Mikroorganismen, welche den Erreger aus der Rhizosphäre verdrängten. Andere Studien ermöglichten eine Reduktion von Kupferaufwandmengen beim Anbau von Tomaten und Erdbeeren.Der integrierte Pflanzenschutz (IPM) bildet in Deutschland die Grundlage für die Erzeugung gesunder Pflanzen. Sichere IPM-Strategien basieren jedoch stets auf einer Kombination mehrerer Ansätze: Präventivmaßnahmen, wie die Vorhersage eines Krankheitsausbruchs, gute Anbaupraktiken und zuletzt die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. Eingeschränkte Resistenzen im Pool der angebauten Sorten sowie die sinkende Verfügbarkeit von Wirkstoffen für ein erfolgreiches Resistenzmanagment stellen die Praxis jedoch vor große Herausforderungen. Die Entwicklung neuer biologischer Alternativen, basierend auf risikoarmen Stoffen, ist daher für die Erweiterung des IPM-Maßnahmenkatalogs bei der Kartoffel von essentieller Bedeutung. Allerdings ist der Erfolg dieser Maßnahmen unbedingt unter Feldbedingungen zu belegen um eine verlässliche Einschätzung bezüglich der Sicherung von Erträgen, bei gleichzeitiger Minimierung des Einsatzes von herkömmlichen Pflanzenschutzmitteln, vorzunehmen. Im Rahmen des Projekts Kraft & Stärke sollen zweijährige Feldversuche an 3 Standorten in Deutschland durchgeführt werden. Pro Jahr sollen an allen Standorten dieselben 2 Sorten angebaut werden. Begleitend zu den Versuchen im Feld, unter praxisnahen Bedingungen, werden Versuche im Gewächshaus, unter definierten Bedingungen, durchgeführt; dadurch soll sichergestellt werden, dass die zu beobachtenden Effekte nicht auf die Umwelteinflüsse an einem einzigen Standort zurückgeführt werden können. Um einen hohe Infektionsdruck zu ermöglichen, sollen die Erreger P. infestans und R. solani, mit am JKI bereits etablierten Verfahren, gezielt inokuliert werden. Während der Anbauphasen soll der Befall mit P. infestans mittels Drohne dokumentiert werden. Um Änderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung an den Knollen zu prüfen, sollen Proben des knollenanhaftenden Bodens gezogen werden. Die Zusammensetzung und Diversität der Pilze in den Bodenproben sollen anschließend mittels moderner Hochdurchsatz-Sequenziermethoden erfasst werden. Nach der Ernte soll der Befallsgrad mit R. solani anhand der Sklerotien auf der Knollenoberfläche festgestellt werden und die Stärkekonzentration bestimmt werden.
Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat
