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Die Anwendung vonDie Anwendung vonBacillusBacillus -- Sporen Sporen -- ProduktenProdukten
im Gartenbauim Gartenbau
15. Anwenderseminar zum Pflanzenschutz in Gewächshauskulturen 2010
in Sachsen-Anhalt
Hettstedt am 14.01.2010Dr. Helmut Junge
2
Gliederung
1. Vorstellung der Firma ABiTEP GmbH und Historie der Bacillus – Forschung
2. Bodenleben und Pflanzenkrankheiten3. Wirkungsweise von Bacillus – Sporen4. Herstellungsverfahren von Bacillus –
Sporen5. Die Anwendung von FZB 24® und
RhizoVital®42 – Ergebnisse
3
ABiTEP GmbHGesellschaft für AgroBioTechnischeEntwicklung und Produktion
11 MitarbeiterBerater: Prof. em. Bochow, HUB, Phytomedizin
Glienicker Weg 185D – 12489 BerlinTel.: +49 – 30 – 30 369 500Fax: +49 – 30 – 30 369 501Mail: [email protected]: www.abitep.de
1. Vorstellung der Firma 1. Vorstellung der Firma
4
Dienst-leistungen
Produktion biologischer Pflanzenschutzmittel und Biodünger: FZB24®, RhizoPlus®, RhizoVital®
F/E-Projekte für neue Produkte:
bactofruct / Feuerbrand Genomik-Plus
innovativer PS in China
Aufgaben:
5
Historie I:1954: Gründung des ITM(Institut für Technische Mikrobiologie –für Brauerei und Getränkeindustrie)
später Forschungszentrum für Biotechnologie, FZB (Pharmaforschung)1993: Privatisierung zur FZB Biotechnik GmbH2005: Schließung der FZB Biotechnik GmbH und Gründung der ABiTEP GmbH – 2 Mitarb., jetzt 11 Mitarbeiter
6
Historie II:1984: erste Entwicklungen zur Anwendung von Bakterien gegen bodenbürtige Krankheiten in Kooperation der Berliner Stadtgüter, der FZB Biotechnik GmbH und der Humboldt-Universität Berlin, FB Phytomedizin
25 Jahre Forschung und Entwicklung25 Jahre Forschung und Entwicklung
7
Historie II:1994: Beginn der Entwicklung von Bacillus subtilis FZB24® mit der Bayer AG als Pflanzenstärkungsmittel1999: Beginn der Vermarktung von Bacillus subtilis FZB24® durch die Bayer Vital GmbH in Deutschland, Österreich und Schweiz
10 Jahre Vertrieb durch Bayer 10 Jahre Vertrieb durch Bayer CropScience (Schweiz)CropScience (Schweiz)
8
Historie II:2005: Gründung der ABiTEP GmbH und Entwicklung neuer Produkte und Formulierungen für Bacillus – Sporen –Produkte
5 Jahre ABiTEP GmbH5 Jahre ABiTEP GmbH
9
2. Bodenleben und 2. Bodenleben und PflanzenkrankheitenPflanzenkrankheiten
• einige Milliarden Organismen leben in jedem Gramm Boden
• Bacterien 107 – 109 (1.000.000.000) /ca. 40 %• Actinomycetes 106 – 108
• Pilze 105 – 106 (= 10-100 m Hyphen)
„In jeder Handvoll Wiese sind mehr Wunder als an allen Wallfahrtsorten dieser Welt“
Franz von Assisi
10
2. Bodenleben und 2. Bodenleben und PflanzenkrankheitenPflanzenkrankheiten
• einige Milliarden Organismen leben in jedem Gramm Boden
• Bacterien 107 – 109 (1.000.000.000) /ca. 40 %• Actinomycetes 106 – 108
• Pilze 105 – 106 (= 10-100 m Hyphen)
• durch Monokultur, Fehler in der Bodenbear-beitung, übermäßige Anwendung von Agro-chemikalien u.a. kommt es zur Akkumulation von Pflanzenpathogenen im Boden
Krankheiten treten auf
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BekBekäämpfung mpfung bodenbbodenbüürtiger Krankheitenrtiger Krankheiten• alle kulturtechnischen und betrieblichen
Maßnahmen (Substratwechsel, Kulturwechsel, Hygiene, gesunde Jungpflanzen, u.a.)
• Bodendesinfektion thermisch oder chemisch• Einsatz von Pflanzenschutzmitteln - Fungizide
Nutzung natürlicher Regelmechanismen durch Einsatz von bodeneigenen Mikroorganismen mit nützlichen Eigenschaften:„Antagonisten“ / „Probiotika“
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Biotechnisch produzierte, lagerfähige Bacillus amyloliquefaciensBacillus amyloliquefaciensSporenSporen--Produkte Produkte für Gartenbau und Landwirtschaft
auf der Basis natürlicher, gentechnisch unveränderter Bodenmikroorganismen (FZB24 und FZB42)
BacillusBacillus -- SporenprodukteSporenprodukte
13
Widerstandsfähigkeit
Resistenz-Induktion /
ToleranzAntibiose
Konkurrenz
Pflanze
Bacillus
Pathogen
Antagonismus
Wachstumsförderungdurch Auxin-Produktion und
enzymatischeP-mobilisierung
= Ertragssteigerung
Wachstumsförderung
3. Wirkungsweise:3. Wirkungsweise:
14
• Nach der Applikation (durch Trocken- / Naßbeizung, Tauchen o.ä.) und Keimung der Sporen erfolgt eine Wurzelkolonisierung
Konkurrenz:
• Bildung eines „Schutzschildes“ um die Wurzel
• Konkurriert mit Pflanzen-pathogenen um Nährstoffe und Siedlungsraum und mindert so den Befall
Bakterien
Wirkungsweise:Wirkungsweise:
Photo: Dr. Thomzik, Bayer AG
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Root hairs are intimately associated with FZB42
Scanning EM: Wilfrid Bleiss, march 2009
16
Biofilm like structures at root hairs most likely fixed by bacterial exopolysaccharides
Scanning EM: Wilfrid Bleiss, march 2009
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Wachstumsförderungdurch Auxin-Produktion und
enzymatischeP-mobilisierung
= Ertragssteigerung
Widerstandsfähigkeit
Resistenz-Induktion /
ToleranzAntibiose
Konkurrenz
Pflanze
Bacillus
Pathogen
Antagonismus Wachstumsförderung
Wirkungsweise:Wirkungsweise:
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Wachstumsförderung:• beruht auf der Bildung verschie-
dener Wachstumshormone und Enzyme zum Nährstoffaufschluß
• Wachstumshormone(Auxine u.a.) fördern insbesondere das Wurzelwachstum
• Enzyme wie z.B. Phytase mineralisieren organischen Phosphor zu anorganischem Phosphor und verbessern so die Verfügbarkeit von Nährstoffen
Wirkungsweise:Wirkungsweise:
CallibrachoaKern 2003
19
4. Herstellungsverfahren4. Herstellungsverfahren
• Vermehrung der Mikroorganismen ausgehend von einer Konserve in möglichst großen Stufen zum technischen Maßstab
• Bakterien (z.B. Bacillus, Pseudomonas u.a.) – Flüssigfermentation
Bonn, den 04.03.2009 20
Flüssigfermentation von RhizoVital® 42(Bacillus amyloliquefaciens FZB42)
Legende:1 Konserve2 Schüttelflasche3 Start Fermenter4 Produktionsfermenter5 Separator 6 Mischtank (flüssige
Formulierung) 7 Gefriertrockner8 Mühle9 Mischer (trockene
Formulierung)
RhizoVital® 42 flüssig
M
M
Fugat
1 2 3
4
5
M
Biomasse
6789
RhizoVital® 42 trocken
Träger
21
Schüttelmaschine
Kleinfermenter
70 L-Fermenter
Entwicklung im Labor und Maßstabsübertragung
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... und Trocknung der Sporen
Flüssig-Fermentation im 5000 l-Maßstab …
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Produkte:
• Bacillus subtilis FZB24®
Bacillus amyloliquefaciens Pflanzenstärkungsmittel BVL-Nr. LS 4954-00
• RhizoVital® 42Bacillus amyloliquefaciensBodenhilfsstoff
Fl. = Flüssigformulierung WG = wasserlösliche FormulierungTB = Trockenbeize
Alle Produkte sind in der Betriebsmittelliste des FIBL
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Chemische Fungizide (Previcur, Rovral, Signum u.a.)
Mikrobielle Produkte⌦ Contans* (Coniotyrium minitans; Prophyta GmbH, *PSM)⌦ Serenade* (Bacillus subtilis; AgraQuest/BASF, *PSM)
Biopro (Bacillus subtilis; Bio Protect GmbH)FZB24 (Bacillus amyloliquefaciens, ABiTEP GmbH)RhizoVital 42 (Bacillus amyloliquefaciens, ABiTEP GmbH)Promot, TRI u.a. (Trichoderma sp.; Mack, Gerlach u.a.)Proradix (Pseudomonas sp.; Sourcon Padena AG)FO47 (apathogener Fusarium-Stamm)
Sonstige• Algenpräparate• Kompostextrakte, Huminsäuren, Steinmehle, • Homöopathische und andere Produkte
MarktMarktüübersicht:bersicht:
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Deutschland – Biofa AG / proagro GmbH(Raiffeisen, BayWa, BSL, Landhandel u.a.)Belchim Crop Protection (Kartoffel etc.)
Schweiz – Bayer CropScience (Fungizid: W 6006; W 6472)Schweiz – Andermatt Biocontrol AGNiederlande – Flex Fertilizer System Intern. BV; Ecostyle BV.Griechenland, Spanien – IntrachemBio Hellas, Agrichem S.A.UK – Omex Agriculture Ltd.Österreich, Belgien, Dänemark, Irland, u.a.
Vertrieb:
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5. Die Anwendung von FZB 24®
und RhizoVital®42 – Ergebnissein Gartenbau und Landwirtschaft Versuchsergebnisseder Bayer CropScience (1995 – 1999), FZB Biotechnik GmbH; ABiTEP GmbH u.a Versuchspartner
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AnwendungsgebieteAnwendungsgebiete::
International DeutschlandBaumwolle Gemüse *
Soja Kartoffeln
Erdnuss Zierpflanzen
Mais Erdbeeren
* Besonders zur Reduzierung von Rückständen
Bonn, den 04.03.2009 28
Saat- / Pflanzgutbeizung (trocken oder feucht)
Substratbeimischung
Gießbehandlung (Spritzung auf Boden)
Zusatz zu Nährlösungen
Sehr gut in Kombination mit Fungiziden oder Düngern
Anwendung alsAnwendung als::
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KopfsalatKopfsalatWirkung von FZB24WG gegen Rhizoctonia-Fäule bei
Kopfsalat (Spätsommer 2000;"Gemüse" 3/2002)
0
5
10
15
20
25
30
Kontrolle FZB24 Rovral FZB24+Rovral
Ant
eil b
efal
lene
r Köp
fe in
%
30
KopfsalatKopfsalatSalaternte in %, Pflanzung 26.09.2007
(Hilgensloh, Betreuungsdienst Nützlingseinsatz Baden e.V., 2007)
80828486889092949698
100
Kontrolle RhizoVital0,5 l/ha
RhizoVital+Signum1,5 kg/ha
31
KopfsalatKopfsalat
32
Mehrertrag bei Möhren "Nanthya" F1 (kalibriert) in % zur Kontrolle nach Beizung mit FZB24 / FZB42
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
Auflauf Frischmasse
FZB24FZB42
IGZ GroßbeereneV. 1997
je Stamm 2 Versuche mit je 4 Wiederholungen á 6 m²
Aussaat Versuch 1 25.06.1997Versuch 2 13.08.1997
MMööhrenhren
33
Einfluss von FZB24 auf den Ertrag von Kohlrabi cv. Kolpak nach Gießbehandlungzur Pflanzung
70
75
80
85
90
95
Kontrolle FZB24 FZB42
IGZ Großbeeren eV.
1997, n = 3Pflanzung 20.08.19975 ml / Pflanze
**
* = signifikant
KohlrabiKohlrabi
34
Einfluss von FZB24 auf das Frischgewicht von Küchenkräutern nach Gießbehandlungen (0,4 g WG / l; 2 x)
0
5
10
15
20
25
30
35
Meh
rert
rag
in
Meh
rert
rag
in %
Kerbel Basilikum Schnitt-lauch
Petersilie Zitronenmelise
Dill
KrKrääuteruter
Bewurzelung (in %) von Pelargonium zonale "Isabell" nach Behandlung mit Bacilus subtilis FZB24, Stecken 11.03.2003, n = 50
La nde sa nst a l t f ür La ndwi r t sc ha f t und Ga r t e nba u/ De z e r na t i nt e gr i e r t e r P f l a nz e nsc hut z , LOP EZ, 2 0 0 3
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Kontrolle WG0,2 % gie
TBtauch
TB tauch+WG gie
Bw-mittelpraxisüblich
BewurzelungBewurzelung
0
10
20
30
40
50
Bew
urze
lung
in %
UK FZB 24(10*7)
Previcur (0,15%)
nicht bewurzelt gut bewurzelt sehr gut bewurzelt
Bewurzelung von Myrthe(Pflanzenschutzamt Berlin 1996)
BewurzelungBewurzelung
9092,5
15
2,50
45
7,5 7,5
40
0
20
40
60
80
100
Kontrolle 0,5% IBS Bacillus subtilis
bewuzelt unbewurzelttot
Quelle: Plietzsch/Glück/Jesch (HUB): Bakterium fördert Wurzelbildung, in Deutsche Baumschule 3/1994
StecklingsStecklings--Bewurzelung Bewurzelung Prunus subhirtella 'AutumnalisPrunus subhirtella 'Autumnalis''
Stecktermin:22.05.1990Boniturtermin: 05.07.1990
X2 - Test (P=0,05)V3 > V2 > V1
V3 V2 V1
Anteil Pflanzen
BewurzelungBewurzelung
Kern, LVG Straelen, 2003
Optimale Wurzelentwicklung bei Callibrachoa Hybriden mit
FZB24
BewurzelungBewurzelung
39
Wirkung von FZB24 auf das Triebgewicht bei Euphorbia fulgens (Magazin Zierpflanzenbau 3/2002)
0102030405060708090
100
Kuttler´s Rubin' Carmina'
Trie
bgew
icht
(g)
Kontrolle FZB24WG
EuphorbiaEuphorbia
CyclamenCyclamen
0
20
40
60
80
100
Kontrolleohne Befall
Kontrolleinfiziert
FZB24 Fungizid FZB24 + Fungizid
+12%
+37% +43%
% m
arkt
fähi
ge P
flanz
enEinfluss von FZB24 auf den Anteil marktfähiger Pflanzen
nach Gießbehandlungen (0,2 g WG / l; 3 x gießen) bei Befall mit Fusarium oxysporum f.sp. cyclaminis
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Wirkung von Pflanzenstärkungsmitteln / Fungizid auf den Ausfall von Asternpflanzen nach 18 Wochen unter
natürlichen Befallsbedingungen durch Fusarium oxysporum f.sp. callistephi (Schmitt,PSA Rostock, 2002)
0
10
2030
40
50
60
7080
90
100
Kontrolle Trichoderma Bacillus sp. FZB24WG Fungizid
Ante
il ge
sund
er P
flanz
en (%
)AsternAstern
42
Ertragswirkung in KartoffelnZusammenfassung aller Versuche 1995-1998
9,1
5,8
8,99,2
1,9
8,5
13,4
11,0
8,97
0
2
4
6
8
10
12
14
1995 1996 1997 1998 Mittel0
2
4
6
8
10
12
14FZB24® WG250g/ha
Monceren 250FS1,5 l/ha
Mehrerträge in % gegenüber der Kontrolle (ungebeizt)
n = 11 n = 48n = 17 n = 10n = 10
8,23
43
Entwicklung der Population von B. subtilis nach Saatgutbehandlung von Mais der Sorte "Lixis" am 30.04.1992;
Feldversuch
110
1001000
10000100000
100000010000000
30.04.1992 18.05.1992 06.07.1992 19.08.1992
10 E+0910 E+0710 E+05
Mais
44
Ergebnisse (1):
Die Anwendung von Bacillus amyloliquefaciensSporen (FZB24® o. RhizoVital®42) fördert die Entwicklungsgeschwindigkeit, die Wurzel-bildung und die Vitalität der PflanzenBacillus bewirkte im Mittel vieler Kulturen und Versuchsjahre Ertragssteigerungen von 5-10%Bacillus fördert die Nährstoffaufnahme, deshalb kann die mineralische Düngung reduziert werden
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Ergebnisse (2):
Eine Kombination von Bacillus mit chemischen Fungiziden (Signum, Previcur u.a.) erhöht bei gutem alleinigem Effekt der Bakterien die Wirkungssicherheit gegen bodenbürtigeKrankheitenDie Anwendung von Bacillus ist bei allen Kulturverfahren unkompliziert möglich und insbesondere bei Problemen in der Kulturführung sinnvoll
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Zusammenfassung:
1. Nutzung aller kulturtechnischen und betrieblichen Maßnahmen (Flächenwechsel, Bodenbearbeitung, gesundes Pflanzmaterial, Hygiene u.a.)
2. Mikrobielle Produkte sind wirksam zur Sicherung gesunder und leistungsfähiger Kulturen, sie mindern die Rückstandsbelastung und schonen die Umwelt
3. Kombination von Bacillus mit (reduzierter) mineralischer Düngung und / oder (reduzierten) chemischen Fungiziden verbessert die Effekte
4. Die Anwendung ist besonders im konventionellen aber auch im ökologischen Anbau wirksam und ökonomisch
47
-- und viel Spaund viel Spaßß auf unserer auf unserer Homepage unter www.abitep.deHomepage unter www.abitep.deDanke fDanke füür die r die Aufmerksamkeit!Aufmerksamkeit!