1

Die Anwendung vonDie Anwendung von BacillusBacillus -- Sporen Sporen -- ProduktenProdukten

im Gartenbauim Gartenbau

Pflanzenschutz im Gartenbau„Informationen zu Pflanzenschutzmaßnahmen

beim Anbau von Zierpflanzen und Gemüse

Dresden-Pillnitz am 21.01.2010Dr. 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 AgroBioTechnische Entwicklung und Produktion

Gründung 2005, jetzt 11 MitarbeiterBerater: Prof. em. Bochow, HUB, Phytomedizin

Glienicker Weg 185D – 12489 BerlinTel.: +49 – 30 – 30 369 500Fax: +49 – 30 – 30 369 501Mail: info@abitep.deHomepage: 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: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

6

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)

7

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

8

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“

9

Biotechnisch produzierte, lagerfähige Bacillus amyloliquefaciensBacillus amyloliquefaciensSporenSporen--Produkte Produkte für Gartenbau und Landwirtschaft

auf der Basis natürlicher, gentechnisch unveränderter Bodenmikroorganismen (FZB24 und FZB42)

BacillusBacillus -- SporenprodukteSporenprodukte

10

Widerstandsfähigkeit

Resistenz-Induktion /

ToleranzAntibiose

Konkurrenz

Pflanze

Bacillus

Pathogen

Antagonismus

Wachstumsförderungdurch Auxin-Produktion und

enzymatischeP-mobilisierung

= Ertragssteigerung

Wachstumsförderung

3. Wirkungsweise:3. Wirkungsweise:

11

• 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

12

Root hairs are intimately associated with FZB42

Scanning EM: Wilfrid Bleiss, march 2009

13

Biofilm like structures at root hairs most likely fixed by bacterial exopolysaccharides

Scanning EM: Wilfrid Bleiss, march 2009

14

Wachstumsförderungdurch Auxin-Produktion und

enzymatischeP-mobilisierung

= Ertragssteigerung

Widerstandsfähigkeit

Resistenz-Induktion /

ToleranzAntibiose

Konkurrenz

Pflanze

Bacillus

Pathogen

Antagonismus Wachstumsförderung

Wirkungsweise:Wirkungsweise:

15

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

16

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 17

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

18

Schüttelmaschine

Kleinfermenter

70 L-Fermenter

Entwicklung im Labor und Maßstabsübertragung

19

... und Trocknung der Sporen

Flüssig-Fermentation im 5000 l-Maßstab …

20

Produkte:

• Bacillus subtilis FZB24®

Bacillus amyloliquefaciens Pflanzenstärkungsmittel BVL-Nr. LS 4954-00

• RhizoVital® 42 Bacillus amyloliquefaciens Bodenhilfsstoff

Fl. = Flüssigformulierung WG = wasserlösliche Formulierung TB = Trockenbeize

Alle Produkte sind in der Betriebsmittelliste des FIBL

21

Deutschland – Biofa AG / proagro GmbH(Raiffeisen, BayWa, BSL, Landhandel u.a.)Belchim Crop Protection (Kartoffel etc.)

Schweiz – Bayer CropScience (Fungizid: 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:

22

5. Die Anwendung von FZB 24®

und RhizoVital®42

Ergebnisse in Gartenbau und Landwirtschaft Versuchsergebnisse der Bayer CropScience (1995 – 1999), ABiTEP GmbH u.a. Versuchspartner

23

AnwendungsgebieteAnwendungsgebiete::

International DeutschlandBaumwolle Gemüse **

Soja Kartoffeln

Erdnuss Zierpflanzen

Mais Erdbeeren

* * Besonders zur Reduzierung von RBesonders zur Reduzierung von Rüückstckstäändennden

Bonn, den 04.03.2009 24

Saat- / Pflanzgutbeizung (trocken oder feucht)

Substratbeimischung

Gießbehandlung (Spritzung auf Boden)

Zusatz zu Nährlösungen

Kombination mit Fungiziden oder Düngern

Anwendung alsAnwendung als::

25

Einsatzbedingungen:Einsatzbedingungen:

Bacillus Sporen brauchen:

Temperaturen (mehr als 10° C)Nährstoffe (Aminosäure, Zucker)Bodenluft

Bacillus Sporen lieben nicht:

Konkurrenz anderer MikroorganismenZu viel WasserKupfer (?)

26

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

%

27

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

28

KopfsalatKopfsalat

29

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 Großbeeren eV. 1997

je Stamm 2 Versuche mit je 4 Wiederholungen á 6 m²

Aussaat Versuch 1 25.06.1997Versuch 2 13.08.1997

MMööhrenhren

30

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

31

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

CyclamenCyclamen

0

20

40

60

80

100

Kontrolleohne Befall

Kontrolle infiziert

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

37

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

38

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

39

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

40

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 ggf. reduziert werden

41

Ergebnisse (2):

Bacillus-Sporenprodukte bekämpfen keine Krankheiten vorbeugender Einsatz!Eine Kombination von Bacillus mit chemischen Fungiziden (Signum, Previcur u.a.) erhöht die Wirkungssicherheit gegen bodenbürtigeKrankheitenDie Anwendung von Bacillus ist bei allen Kulturverfahren unkompliziert möglich und insbesondere bei Problemen in der Kulturführung sinnvoll

42

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