MYKORRHIZA
Einen Ackerbau zu ermöglichen, der stabile Erträge erbringt, selbst wenn die Bedingungen schwierig sind und die Kulturen durch extreme Wetterereignisse unter Stress stehen, ist unser Ziel. Hierbei kann man die Pflanzen nur unterstützen, wenn wir es schaffen, einen gesunden und stressresistenten Bestand zu führen. Und das ist wiederum nur möglich, wenn wir stabile lebendige Böden aufbauen, fördern und erhalten. Wir müssen also den Boden genauso wie die Pflanze verstehen und alles daran setzen, um beiden optimale Rahmenbedingungen zu bieten.
Genau dabei wollen wir von Farm2Farm dich unterstützen. Dass es keine einfache Aufgabe ist, einen lebendigen und stabilen Boden mit gesunden stressresistenten Pflanzen aufzubauen, dürfte uns allen klar sein, aber mit deinem Interesse daran, hast du schon den ersten Schritt in die Richtung gesetzt und wir helfen dir dabei, an den nötigen Stellschrauben zu drehen.
Eine dieser Stellschrauben sind die Mikroorganismen im Boden. Damit gemeint sind etwa Bakterien, Einzeller, Algen und auch Pilze. Pilze sind nämlich nicht nur Schaderreger, sie spielen auch eine ganz zentrale Rolle beim Zersetzen und Verrotten von organischem Material. Und es gibt auch noch eine ganz besondere Art an Pilzen im Boden, nämlich jene, die mit Pflanzen Symbiosen eingehen. Das bedeutet, diese Pilze verbinden sich mit den Pflanzen über deren Wurzeln und helfen den Pflanzen so etwa an Nährstoffe und Wasser zu kommen, an das die Pflanze sonst nicht gelangen würde. Als Gegenleistung bekommt der Pilz von der Pflanze Energie und Kohlenstoff zum Wachsen. Diese Pilze werden als “Mykorrhiza” bezeichnet.
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Das Problem ist: Landwirtschaft und Ackerbau bedeuten notwendige Eingriffe in den Boden durch Bodenbearbeitung, Pflanzenschutz oder Düngemittel. Pilze können zwar relativ gut starke Trockenphasen überstehen, reagieren aber dafür sehr sensibel insbesondere auf Bodenbearbeitung, weil sie im Boden ein unsichtbares Geflecht aus Pilzfäden bilden, die wie ein Netzwerk miteinander verbunden sind und einen großen lebenden Pilz entstehen lassen. Klarerweise schädigt je nach Intensität eine mechanische Bodenbearbeitung dieses Netzwerk und damit die Pilze. Auch auf bestimmte Pflanzenschutzwirkstoffe und übermäßige Düngung reagieren Pilze stärker wie etwa Bakterien. Die Folge ist, dass in den meisten bewirtschafteten Flächen verhältnismäßig wenige Pilze und dafür verhältnismäßig viele Bakterien vorkommen und das Pilz-Bakterien Verhältnis somit aus dem Gleichgewicht ist.
Von allen Pflanzenarten auf unserer Erde gehen ca. 80 % eine Symbiose mit Pilzen ein. „Mykos“ bedeutet Pilz und „Rhiza“ bedeutet Wurzel und kommt aus dem Griechischen und erklärt den Begriff der Mykorrhiza schon ganz gut. Die Erforschung der Mykorrhiza geht auf mehr als 150 Jahre alte Geschichte zurück.
In den letzten Jahrzehnten hatte man in der Wissenschaft viele neue Erkenntnisse dazu und die wissenschaftliche Beschäftigung mit diesem Thema hat markant zugenommen. Wie bei den meisten Bereichen des komplexen Zusammenspiels an Lebewesen im Boden gibt es aber auch bei der Mykorrhiza immer noch viele offene Fragen der Forschung, die noch geklärt werden müssen.
Bild: Wikipedia
Es gibt zwei Gruppen an Mykorrhiza Pilzen. Beide gehen Symbiosen mit Pflanzen ein, unterscheiden sich aber in ihrer Verbindung mit den Wurzeln. Die eine Gruppe der “Ektomykorrhiza” dringt nicht direkt ins Wurzelgewebe ein. Die Ektomykorrhiza tritt besonders häufig in Wäldern auf und geht insbesondere Symbiosen mit Bäumen und Sträuchern ein. Die Ektomykorrhiza hat für die allermeisten Kulturen im Ackerbau keine Bedeutung. Die zweite Gruppe der Mykorrhiza ist die “Endomykorrhiza”. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass der Pilz direkt in die Zellen des Wurzelgewebes eindringt und damit der Austausch zwischen Mykorrhiza und Pflanze direkt in der Wurzel passiert.
Eine besondere Form dieser Endomykorrhiza ist die sogenannte Arbuskuläre Mykorrhiza: sie dringt in die Zellen der Wurzeln ein, und bildet zum Austausch von Kohlenhydraten, Nährstoffen und Wasser in den Zellen verzweigte Hyphen, die aussehen wie kleine Bäumchen (die sog. Arbuskeln). Diese Arbuskuläre Mykorrhiza ist der verbreitetste Mykorrhiza Pilz und hat für die meisten Kulturpflanzen im Ackerbau die größte Bedeutung, weil diese in Symbiose mit ihr leben (können).
Es gibt wenige Pflanzenfamilien, die keine Lebensgemeinschaft eingehen und zu denen gehören etwa die Kreuzblütler (z.B. Raps, Senf) und die Gänsefußgewächse (z.B. Zuckerrübe). Diese Arten sind nicht in der Lage, eine solche Symbiose mit den Mykorrhizapilzen einzugehen. Hingegen Süßgräser (z.B. Mais, Getreide), Leguminosen (z.B. Klee, Sojabohne, Luzerne), Korbblütler (z.B Sonnenblumen), Kartoffel, Zwiebel und viele mehr gehen erfolgreich Symbiosen mit der Arbuskulären Mykorrhiza ein.
Wie funktioniert diese Symbiose?
Der Bodenpilz bildet ein Netzwerk aus Hyphen (ganz feine Fäden der Pilze), die den Boden viel besser durchdringen können als die um ein Vielfaches dickeren Haarwurzeln. Durch dieses unterirdische Pilzgeflecht (Myzel) können Pflanzen wesentlich besser Wasser aufnehmen und für sich nutzen. Aber nicht nur Wasser wird besser aufgenommen, sondern auch Nährstoffe werden viel effektiver aus dem Boden gewonnen und zur Pflanze transportiert. Durch diese unterirdischen Bahnen wird ein etwa 5-fach größerer Einzugsbereich für Nährstoffe und Wasser geschaffen, als durch die Wurzel alleine.
Besonders im Bezug auf die Phosphorversorgung hat die Mykorrhiza eine bedeutende Rolle für die Pflanzen. Der Nährstoff Phosphor ist auf Grund seiner starken elektrischen Ladung im Boden sehr unbeweglich. Deshalb bedeutet eine größerer Einzugsbereich durch die Mykorrhiza mehr potenziellen wasserlöslichen Phosphor, auf den die Pflanze letztlich zugreifen kann. Außerdem sind meist große Ressourcen an Phosphor im Boden nicht unmittelbar wasserlöslich und damit für die Wurzel nutzbar, sondern müssen zuerst von Bakterien zerlegt werden.
Das besondere an der Mykorrhiza ist, dass ihre Hyphen wiederum mit Bakterien zusammenarbeiten und die Mykorrhiza damit die Pflanze dabei unterstützt, auf einen großen Phosphor Pool im Boden zuzugreifen. Phosphor spielt bei der Mykorrhiza eine besondere Rolle, aber darüber hinaus kann auch die Versorgung mit Stickstoff und den Spurenelementen Zink und Kupfer gesteigert werden.
Der Mykorrhiza Pilz macht diese Arbeit aber natürlich nicht umsonst. Die Pflanze stellt dem Pilz als Gegenleistung für Wasser und Nährstoffe wiederum Kohlenhydrate (oft Zuckerverbindungen) zu Verfügung, die der Pilz zum Wachsen und Arbeiten benötigt.
Durch diese verbesserte Versorgung ist die Pflanze weniger anfällig bei abiotischen Stress, weil sie durch den vergrößerten Wurzelraum den Boden effektiver nutzen kann. Insbesondere bei Nährstoffmangel auf Grund schlechter Versorgung oder auf Grund von Trockenheit oder Staunässe können mykorrhizierte Pflanzen wesentlich besser diesen Stress überstehen, als nicht mykorrhizerte Pflanzen.
Durch die erhöhte Aufnahme von Nährstoffen und Wasser kann sich die Pflanze besser gegen Bodenpathogene, Nematoden und Insekten schützen. Es konnte außerdem nachgewiesen werden, dass die Symbiose auch die eigene Immunabwehr der Pflanzen steigert. Denn mit Hilfe von Mykorrhizapilzen wird die Bildung von pflanzlichen Abwehrstoffen, wie Phytoalexine, Chitinasen, Jasmonate und phenolische Substanzen gefördert, die wiederum die Abwehrmechanismen der Pflanze aktivieren.
Ein weiterer Aspekt der positiven Wirkung der arbuskulären Mykorrhiza ist die Stabilisierung des Bodens durch das dichte und weit verzweigte unterirdische Hyphengeflecht. Der Pilz scheidet Exsudate aus, unter anderem das für die Bodenstruktur extrem wichtige Glomalin. Dieses Glykoprotein ist wie ein Klebstoff, der Bodenkrümel zusammenhaften lässt und dadurch das Bodengefüge verbessert. Es trägt damit einen großen Teil zu einem gut stabilisierten durchlüfteten Boden bei und steigert die Wasserspeicherfähigkeit des Bodens. Glomalin ist durch seine Inhaltsstoffe aus Kohlenhydraten und Eiweiß darüber hinaus ein ausgezeichnetes Futter für Bodenorganismen und unterstützt damit beim Aufbau von stabilen Humus.
Ein ganz wichtiger Aspekt für das Verständnis des Mykorrhiza Pilz ist: Mykorrhizapilze sind sogenannte “obligate Symbionten”, das heißt sie brauchen eine Wirtspflanze um sich entwickeln zu können. Ohne diese Wirtspflanze kann es auch keine Mykorrhiza geben. Der Lebenszyklus von Mykorrhizapilzen beginnt mit der Keimung der Sporen, die sich in der Erde befinden. Die Spore bildet angelockt durch Signalmoleküle der Wurzel eine Hyphe und dringt zu der Pflanze durch. Erst dann kann sich das Myzel im Boden und damit die Symbiose mit der Pflanze entfalten.
Das bedeutet: nur ein durchgehender Bewuchs mit mykorrhizierenden Pflanzen sorgt für eine entsprechende Mykorrhizierung des Bodens. Nackter Boden reduziert die Mykorrhiza massiv. Dieser Effekt wird auch “Fallow Syndrome” genannt. Deshalb ist es auch sinnvoll und nötig Zwischenfrüchte einzusetzen um für die Folgekultur eine gute Mykorrhizierung zu ermöglichen.
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Das erklärt auch, warum die Produktion von Mykorrhiza Inokulaten sehr schwierig ist, denn auch da können sie nur auf lebenden Wurzeln von lebenden Pflanzen gezüchtet und davon extrahiert werden. Deshalb sind Mykorrhiza Produkte auch biologische Produkte ohne Zusatz von synthetischen Stoffen und unser Präparat Rootella besitzt entsprechend neben der Zulassung als Bodenhilfsstoff auch die ÖKO Zulassung.
Wie kann man feststellen ob der Ackerboden ausreichend mykorrhiziert ist? Die Antwort darauf ist: gar nicht so einfach. Da die Hyphen des Mykorrhiza Pilz so klein sind, erkennt man weder Sporen noch Hyphen mit dem freien Auge. Geschulte Personen mit Erfahrung in dieser Thematik können unter dem Mikroskop sehen, welche Pilzsporen im Boden vorhanden sind und damit feststellen ob eine arbuskuläre Mykorrhiza dort lebt. Genaue Analysen lassen sich ansonsten nur im Labor - und nicht einmal da ist das einfach - machen. Dabei gibt es mikrobiologische Analysen und Analysen über die DNA. Wenn man mit dem Spaten in den Acker gräbt, kann man jedenfalls nicht sehen, ob der Boden und die Wurzeln mykorrhiziert sind!
MYKORRHIZA
INOKULATE
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Unser Mykorrhiza-Inokulat der Wahl ist Rootella, das sich anhand vieler Vorteile (unter anderem einfache Anwendung, bestes Preis-Leistungs-Verhältnis, höchste Anzahl an aktiven Inhaltsstoffen, ...) von der Masse an Produkten herauskristallisiert hat. Das Präparat besteht aus Sporen, Hyphen und Wurzelteilchen, an denen der arbuskuläre Mykorrhiza Pilz entstanden und gewachsen ist. Dieses Inokulat muss so nah wie möglich an die Wurzeln der zu beimpfenden Kulturpflanzen, sodass diese so schnell es geht, eine Symbiose mit dem Mykorrhiza Pilz eingehen.
Die Basis des Rootella Präparats sind sehr robuste Stämme des arbuskulären Mykorrhiza Pilz Glomus intraradices (oder auch gennant Rhizophagus irregularis). Genauso wie alle anderen Mykorrhiza Inokulate ist auch Rootella kein Wundermittel. Das besondere daran ist aber, dass es hoch konzentriert ist und man bei der empfohlenen Aufwandmenge bis zu 2,5 Millionen lebensfähige Sporen in den Boden und vor allem zu den Pflanzen bringt. Wenn man versteht, wie der arbuskuläre Mykorrhiza Pilz funktioniert, dann ist auch klar, welche Effekte eine Inokulation mit dem Rootella-Präparat haben kann: es verbessert etwa die Nährstoff- und Wasserversorgung und kann deshalb insbesondere unter Stresssituationen seine Vorteile ausspielen. Außerdem kann die Phosphor Düngung reduziert werden, wenn man durch die Applikation von Rootella eine Mykorrhizierung schafft und damit die Pflanzen auf vorhandene Pools zugreifen kann. Die Bodenstruktur, die Wasserspeicherfähigkeit und ein ausgeglichenes Bodenleben werden gefördert.
Rootella ist das Produkt jahrzehntelanger Forschung, das ursprünglich aus einem Universitätsprojekt hervorging. Mittlerweile werden mehr als 400.000 ha Ackerland weltweit mit Rootella Produkten geimpft und gute Erfolge eingefahren.
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Autor:
Christoph Gutscher
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